螺桿式空壓機(jī)技術(shù)論文
螺桿空壓機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、沒(méi)有易損件、工作可靠、壽命長(zhǎng)、維修簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。下面是學(xué)習(xí)啦小編整理了螺桿式空壓機(jī)技術(shù)論文,有興趣的親可以來(lái)閱讀一下!
螺桿式空壓機(jī)技術(shù)論文篇一
螺桿式空壓機(jī)余熱回收技術(shù)
摘要:本文論述了空壓機(jī)的余熱價(jià)值,主要介紹了螺桿式空壓機(jī)余熱回收的方式、方法及使用途徑,根據(jù)實(shí)際工程中余熱利用于職工洗浴的實(shí)例分析,得出了此項(xiàng)技術(shù)的安全、有效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:螺桿式空壓機(jī);余熱利用;節(jié)能環(huán)保
中圖分類(lèi)號(hào):TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
前言
為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)“可持續(xù)發(fā)展”、“綠色發(fā)展”的國(guó)策,節(jié)能減排已經(jīng)成為各工業(yè)企業(yè)日常工作的重點(diǎn)之一??諌簷C(jī)作為制造行業(yè)的能耗大戶(hù),受到越來(lái)越多的關(guān)注,其節(jié)能潛力巨大。
螺桿式壓縮機(jī)由于本身的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和工作原理決定,它的效率(電能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能)在20~30%之間,其余能量均通過(guò)散熱裝置排至大氣中。設(shè)備運(yùn)行時(shí),壓縮機(jī)的排氣溫度高達(dá)90~105℃,排氣溫度太高會(huì)導(dǎo)致更多的潤(rùn)滑油處于氣相,增加油氣分離的難度,降低潤(rùn)滑油的使用壽命及供氣品質(zhì)。因此,空壓機(jī)的余熱利用越來(lái)越被人們所重視。
二、螺桿式空壓機(jī)余熱的價(jià)值
現(xiàn)行螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作流程如下:空氣通過(guò)進(jìn)氣過(guò)濾器將大氣中的灰塵或雜質(zhì)濾除后,由進(jìn)氣控制閥進(jìn)入壓縮機(jī)主機(jī),在壓縮過(guò)程中與噴入的冷卻潤(rùn)滑油混合,經(jīng)壓縮后的混合氣體從壓縮腔排入油氣分離罐,從而分別得到高溫高壓的油、氣。由于機(jī)器工作溫度的要求,這些高溫高壓的油、氣必須送入各自的冷卻系統(tǒng),其中壓縮空氣經(jīng)冷卻器冷卻后,最后送入使用系統(tǒng);而高溫高壓的潤(rùn)滑油經(jīng)冷卻器冷卻后,返回油路進(jìn)入下一輪循環(huán)。 空壓機(jī)內(nèi)高溫高壓的油、氣所含熱量相當(dāng)于空壓機(jī)輸入功率的75%,溫度通常在80℃(冬季)至100℃(夏秋季),這些熱能由于機(jī)器運(yùn)行溫度的要求,都被無(wú)端地排棄至大氣中,熱量被白白的浪費(fèi)。
空壓機(jī)余熱回收設(shè)備的使用,對(duì)空壓機(jī)所產(chǎn)生的高溫高壓油、氣進(jìn)行冷卻,不但可以提高空壓機(jī)的產(chǎn)氣效率,而且可提供生產(chǎn)生活所需的熱水。在減低運(yùn)行設(shè)備購(gòu)置及運(yùn)行成本的同時(shí),也起到了良好的節(jié)能環(huán)保作用。
三、螺桿式空壓機(jī)余熱利用技術(shù)介紹
螺桿式空壓機(jī)的余熱回收包括熱風(fēng)熱量回收及潤(rùn)滑油路熱量回收。
空壓機(jī)排風(fēng)口處熱風(fēng)熱量的回收。由于投資少、易操作的優(yōu)點(diǎn),此部分熱量已經(jīng)被普遍回收。具體做法是,在空壓機(jī)排風(fēng)管道上設(shè)三通及風(fēng)管閥門(mén),一端通往室內(nèi),一端通往室外。在冬季時(shí)打開(kāi)對(duì)內(nèi)閥門(mén),關(guān)閉對(duì)外閥門(mén),將空壓機(jī)排出的熱風(fēng)送往室內(nèi),作為冬季的采暖的熱量補(bǔ)充。
圖一 噴油螺桿壓縮機(jī)壓縮流程圖
空壓機(jī)的能耗在潤(rùn)滑油系統(tǒng)中有72%的熱量消耗,如上圖“噴油螺桿壓縮機(jī)壓縮流程圖”中的熱量分配可知,回收油路中能量的途徑是很正確的,并有極大的回收空間。對(duì)于空壓機(jī)油系統(tǒng)的熱回收可以有兩個(gè)途徑,一個(gè)是直接將潤(rùn)滑油路作為一次側(cè)熱源,利用油-水換熱器將熱能轉(zhuǎn)換為可利用的熱水,由于此技術(shù)不成熟而且局限較大,因此使用的并不多。再一個(gè)使用廣泛而且技術(shù)成熟的是在空壓機(jī)內(nèi)設(shè)能量回收裝置,再利用閉式循環(huán)換熱機(jī)組將熱量轉(zhuǎn)換為可利用的熱水。此技術(shù)可回收油系統(tǒng)中約70%的能量,在不影響空壓機(jī)的性能前提下,可回收約軸功率的65%~75%,熱水出口溫度最高可達(dá)80℃。
圖二 空壓機(jī)熱量回收流程圖
如上“空壓機(jī)熱量回收流程圖”所示,將空壓機(jī)內(nèi)油溫最高部分的油引入回收裝置中,高溫的油與低溫的水進(jìn)行熱交換,油溫降低,水溫升高,達(dá)到加熱熱水回收能量的目的。回收裝置本身有溫度控制裝置,保證了油和水換熱的油溫,只有高于一定溫度的油才會(huì)和水進(jìn)行熱交換,低于設(shè)定溫度的油會(huì)被旁通掉回到主機(jī)中,保證了空壓機(jī)需要的油溫??諌簷C(jī)油管路通過(guò)換熱降溫,防止了高溫造成空壓機(jī)停機(jī)的現(xiàn)象。
利用回收熱量置換的熱水有多種用途,如用于其他液體介質(zhì)加熱,作為鍋爐補(bǔ)水的預(yù)加熱,進(jìn)入中央空調(diào)系統(tǒng)使用,作為生活用水及地暖用水,利用熱水來(lái)制冰水,等等。
四、余熱利用實(shí)例
目前,使用較為廣泛的是利用回收熱量置換洗浴用熱水,以下根據(jù)實(shí)際工程實(shí)例來(lái)分析此技術(shù)的可行性。
某企業(yè)擬采用空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)制備職工洗浴用熱水,每班約有300人同時(shí)洗浴,二班制,年時(shí)基數(shù)4016小時(shí)。
空壓站內(nèi)采用90kW及75kW螺桿式空壓機(jī)各兩臺(tái),在空壓機(jī)內(nèi)安裝了熱量回收包,同時(shí)選用一臺(tái)熱回收閉式循環(huán)換熱機(jī)組??諌簷C(jī)內(nèi)的軸功率約65%~75%可以回收,按照70%的回收率計(jì)算,可回收的軸功率合231kW??諌簷C(jī)余熱可提供的一次側(cè)熱水溫度設(shè)定為70℃,回水為50℃;二次側(cè)夏季供回水溫為40/10℃(溫差30℃),冬季為50/4℃(溫差46℃)。熱回收系統(tǒng)如下圖。
圖三 熱回收系統(tǒng)管路示意圖
4臺(tái)空壓機(jī)在兩班內(nèi)均同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn),長(zhǎng)期加載。每臺(tái)空壓機(jī)可回收的熱量計(jì)算公式為:耗電量(kW.h)=水量(m3/h)×溫升(℃)× 4187÷3600
表一 90kW及75kW空壓機(jī)可回收的熱水量
注:根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷情況,每班按6.5小時(shí)計(jì)。
經(jīng)計(jì)算可知,4臺(tái)空壓機(jī)的熱回收量可供夏季洗浴水量約43m3/班,冬季約28 m3/班。
根據(jù)設(shè)計(jì)需求,該廠每班300人同時(shí)洗浴,每人每次的洗浴水量按50L計(jì),則洗浴總水量約為15m3/班,考慮裕量后按照16m3/班水量計(jì)算。
由以上數(shù)據(jù)可見(jiàn),即使在供回水溫差大的冬季,3臺(tái)空壓機(jī)的熱回收量已經(jīng)可以滿(mǎn)足該廠的洗浴需求。
從投資角度,我們不難得出以下數(shù)據(jù)。
表二 設(shè)備投資與投資回報(bào)
由于空壓機(jī)熱回收設(shè)備取代了傳統(tǒng)的電加熱熱水器,因此在運(yùn)行過(guò)程中,每年節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用約65萬(wàn)元,項(xiàng)目投資回收期為6個(gè)月,經(jīng)濟(jì)效益明顯。
五、螺桿式空壓機(jī)熱回收的優(yōu)點(diǎn)
1、零成本利用熱能:為客戶(hù)提供生活熱水,安全、衛(wèi)生、方便、實(shí)用。螺桿空壓機(jī)余熱回收裝置與燃油、燃?xì)忮仩t比較,無(wú)污染、一氧化碳、二氧化硫、黑煙和噪音、油污對(duì)大氣環(huán)境的污染。一旦安裝投入使用,只要空壓機(jī)在運(yùn)行,企業(yè)職員就隨時(shí)可以提取到熱水使用。為創(chuàng)建資源節(jié)約型環(huán)境友好型企業(yè)奠定基礎(chǔ)。
2、提高設(shè)備運(yùn)行效率:增加排氣量,減少耗電,實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。多數(shù)空壓機(jī)制造廠家出廠機(jī)組設(shè)定風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)溫度為85℃啟動(dòng)散熱。安裝螺桿空壓機(jī)回收裝置運(yùn)行的空壓機(jī)組溫度在85℃以?xún)?nèi),可以降低風(fēng)冷螺桿空壓機(jī)散熱風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。一般風(fēng)冷空壓機(jī)都在80-96℃間運(yùn)行,空壓機(jī)余熱回收裝置足可以使空壓機(jī)溫度降8-12℃,其降幅都在4-8%,夏天更徍,為此它的經(jīng)濟(jì)效益就更顯著了。
3、減少維修保養(yǎng)成本:降低設(shè)備運(yùn)行溫度,減少了機(jī)器的故障,延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命,延長(zhǎng)機(jī)油、機(jī)油隔、油氣分離器等常用耗件的更換周期。螺桿空氣壓縮機(jī)的主要費(fèi)用支付是運(yùn)行費(fèi)用,屬于高成本設(shè)備,其次是耗材的更換,如機(jī)油、機(jī)油隔、油氣分離器??諌簷C(jī)在85℃內(nèi)運(yùn)行,防止機(jī)油乳化、積碳現(xiàn)象降低,二者是嚴(yán)重影響油隔、油氣分離器壽命性能的致命因素。如果乳化、碳化顆粒超常將堵塞機(jī)油隔、油氣分離器,嚴(yán)重影響機(jī)器的運(yùn)行,使內(nèi)壓劇增,電機(jī)功率超負(fù)荷,機(jī)體溫度超高,后果是多耗電能,機(jī)器燒毀和引發(fā)火災(zāi)。
參考文獻(xiàn):
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