螺桿式空壓機技術論文

　　螺桿空壓機具有結構簡單、體積小、沒有易損件、工作可靠、壽命長、維修簡單等優點。下面是小編整理了，有興趣的親可以來閱讀一下!

　　篇一

　　螺桿式空壓機餘熱回收技術

　　摘要：本文論述了空壓機的餘熱價值，主要介紹了螺桿式空壓機餘熱回收的方式、方法及使用途徑，根據實際工程中餘熱利用於職工洗浴的例項分析，得出了此項技術的安全、有效、經濟、節能環保等優點。

　　關鍵詞：螺桿式空壓機;餘熱利用;節能環保

　　中圖分類號：TE08 文獻標識碼：A 文章編號：

　　前言

　　為了實現我國“可持續發展”、“綠色發展”的國策，節能減排已經成為各工業企業日常工作的重點之一。空壓機作為製造行業的能耗大戶，受到越來越多的關注，其節能潛力巨大。

　　螺桿式壓縮機由於本身的設計結構和工作原理決定，它的效率***電能轉化為勢能***在20~30%之間，其餘能量均通過散熱裝置排至大氣中。裝置執行時，壓縮機的排氣溫度高達90~105℃，排氣溫度太高會導致更多的潤滑油處於氣相，增加油氣分離的難度，降低潤滑油的使用壽命及供氣品質。因此，空壓機的餘熱利用越來越被人們所重視。

　　二、螺桿式空壓機餘熱的價值

　　現行螺桿式空氣壓縮機的工作流程如下：空氣通過進氣過濾器將大氣中的灰塵或雜質濾除後，由進氣控制閥進入壓縮機主機，在壓縮過程中與噴入的冷卻潤滑油混合，經壓縮後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。由於機器工作溫度的要求，這些高溫高壓的油、氣必須送入各自的冷卻系統，其中壓縮空氣經冷卻器冷卻後，最後送入使用系統;而高溫高壓的潤滑油經冷卻器冷卻後，返回油路進入下一輪迴圈。 空壓機內高溫高壓的油、氣所含熱量相當於空壓機輸入功率的75%，溫度通常在80℃***冬季***至100℃***夏秋季***，這些熱能由於機器執行溫度的要求，都被無端地排棄至大氣中，熱量被白白的浪費。

　　空壓機餘熱回收裝置的使用，對空壓機所產生的高溫高壓油、氣進行冷卻，不但可以提高空壓機的產氣效率，而且可提供生產生活所需的熱水。在減低執行裝置購置及執行成本的同時，也起到了良好的節能環保作用。

　　三、螺桿式空壓機餘熱利用技術介紹

　　螺桿式空壓機的餘熱回收包括熱風熱量回收及潤滑油路熱量回收。

　　空壓機排風口處熱風熱量的回收。由於投資少、易操作的優點，此部分熱量已經被普遍回收。具體做法是，在空壓機排風管道上設三通及風管閥門，一端通往室內，一端通往室外。在冬季時開啟對內閥門，關閉對外閥門，將空壓機排出的熱風送往室內，作為冬季的採暖的熱量補充。

　　圖一 噴油螺桿壓縮機壓縮流程圖

　　空壓機的能耗在潤滑油系統中有72%的熱量消耗，如上圖“噴油螺桿壓縮機壓縮流程圖”中的熱量分配可知，回收油路中能量的途徑是很正確的，並有極大的回收空間。對於空壓機油系統的熱回收可以有兩個途徑，一個是直接將潤滑油路作為一次側熱源，利用油-水換熱器將熱能轉換為可利用的熱水，由於此技術不成熟而且侷限較大，因此使用的並不多。再一個使用廣泛而且技術成熟的是在空壓機內設能量回收裝置，再利用閉式迴圈換熱機組將熱量轉換為可利用的熱水。此技術可回收油系統中約70%的能量，在不影響空壓機的效能前提下，可回收約軸功率的65%~75%，熱水出口溫度最高可達80℃。

　　圖二 空壓機熱量回收流程圖

　　如上“空壓機熱量回收流程圖”所示，將空壓機內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行熱交換，油溫降低，水溫升高，達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，只有高於一定溫度的油才會和水進行熱交換，低於設定溫度的油會被旁通掉回到主機中，保證了空壓機需要的油溫。空壓機油管路通過換熱降溫，防止了高溫造成空壓機停機的現象。

　　利用回收熱量置換的熱水有多種用途，如用於其他液體介質加熱，作為鍋爐補水的預加熱，進入中央空調系統使用，作為生活用水及地暖用水，利用熱水來製冰水，等等。

　　四、餘熱利用例項

　　目前，使用較為廣泛的是利用回收熱量置換洗浴用熱水，以下根據實際工程例項來分析此技術的可行性。

　　某企業擬採用空壓機餘熱回收系統製備職工洗浴用熱水，每班約有300人同時洗浴，二班制，年時基數4016小時。

　　空壓站內採用90kW及75kW螺桿式空壓機各兩臺，在空壓機內安裝了熱量回收包，同時選用一臺熱回收閉式迴圈換熱機組。空壓機內的軸功率約65%~75%可以回收，按照70%的回收率計算，可回收的軸功率合231kW。空壓機餘熱可提供的一次側熱水溫度設定為70℃，回水為50℃;二次側夏季供回水溫為40/10℃***溫差30℃***，冬季為50/4℃***溫差46℃***。熱回收系統如下圖。

　　圖三 熱回收系統管路示意圖

　　4臺空壓機在兩班內均同時運轉，長期載入。每臺空壓機可回收的熱量計算公式為：耗電量***kW.h***=水量***m3/h***×溫升***℃***× 4187÷3600

　　表一 90kW及75kW空壓機可回收的熱水量

　　注：根據生產負荷情況，每班按6.5小時計。

　　經計算可知，4臺空壓機的熱回收量可供夏季洗浴水量約43m3/班，冬季約28 m3/班。

　　根據設計需求，該廠每班300人同時洗浴，每人每次的洗浴水量按50L計，則洗浴總水量約為15m3/班，考慮裕量後按照16m3/班水量計算。

　　由以上資料可見，即使在供回水溫差大的冬季，3臺空壓機的熱回收量已經可以滿足該廠的洗浴需求。

　　從投資角度，我們不難得出以下資料。

　　表二 裝置投資與投資回報

　　由於空壓機熱回收裝置取代了傳統的電加熱熱水器，因此在執行過程中，每年節省執行費用約65萬元，專案投資回收期為6個月，經濟效益明顯。

　　五、螺桿式空壓機熱回收的優點

　　1、零成本利用熱能：為客戶提供生活熱水，安全、衛生、方便、實用。螺桿空壓機餘熱回收裝置與燃油、燃氣鍋爐比較，無汙染、一氧化碳、二氧化硫、黑煙和噪音、油汙對大氣環境的汙染。一旦安裝投入使用，只要空壓機在執行，企業職員就隨時可以提取到熱水使用。為建立資源節約型環境友好型企業奠定基礎。

　　2、提高裝置執行效率：增加排氣量，減少耗電，實現空壓機的經濟執行。多數空壓機制造廠家出廠機組設定風扇運轉溫度為85℃啟動散熱。安裝螺桿空壓機回收裝置執行的空壓機組溫度在85℃以內，可以降低風冷螺桿空壓機散熱風扇運轉時間。一般風冷空壓機都在80-96℃間執行，空壓機餘熱回收裝置足可以使空壓機溫度降8-12℃，其降幅都在4-8%，夏天更徍，為此它的經濟效益就更顯著了。

　　3、減少維修保養成本：降低裝置執行溫度，減少了機器的故障，延長了裝置的使用壽命，延長機油、機油隔、油氣分離器等常用耗件的更換週期。螺桿空氣壓縮機的主要費用支付是執行費用，屬於高成本裝置，其次是耗材的更換，如機油、機油隔、油氣分離器。空壓機在85℃內執行，防止機油乳化、積碳現象降低，二者是嚴重影響油隔、油氣分離器壽命效能的致命因素。如果乳化、碳化顆粒超常將堵塞機油隔、油氣分離器，嚴重影響機器的執行，使內壓劇增，電機功率超負荷，機體溫度超高，後果是多耗電能，機器燒燬和引發火災。

　　參考文獻：

　　[1]陸愛軍，陳慈平，錢進，空壓機餘熱應用例項，上海節能，2011***08***

　　[2] 盧東風.空壓機變頻節能控制[J].油氣田地面工程，2008***08***

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