空压机余热利用实例效益分析

一、螺杆式空压机余热利用技术背景

       现有技术中，螺杆式空气压缩机(简称空压机)的工作流程如下：空气通过进气过滤器将大气中的灰尘或杂质滤除后，由进气控制阀进入压缩机主机，在压缩过程中与喷入的冷却润滑油混合，经压缩后的混合气体从压缩腔排入油气分离罐，从而分别得到高温高压的油、气。由于机器工作温度的要求，这些高温高压的油、气必须送入各自的冷却系统，其中压缩空气经冷却器冷却后，最后送入使用系统；而高温高压的润滑油经冷却器冷却后，返回油路进入下一轮循环。

       根据计算，在上述过程中，高温高压的油、气所携带的热量大约相当于空气压缩机功耗的 3/4 的转化热量，余热温度通常在 80℃—100℃之间。螺杆式空气压缩机通过其自身的散热系统来给高温高压的油、气降温的过程中，大量的热能就被无端的浪费了，如何回收利用这些余热，成为本领域技术人员所急待解决的一个技术问题。为了充分利用螺杆式空压机所产生的余热, 本公司提供了一种余热利用装置，利用该装置对螺杆式空气压缩机所产生的高温高压的气体进行冷却，不仅可以提高空气压缩机的产气效率，而且可使企业获得生产和生活所需的热水，严冬可加热到 55℃，夏秋季节 75℃，可以解决企业员工生活热水或者供暖、生产工艺加热等等。

         二、举例介绍

         250kW 空压机两台，一用一备，加载率 90%以上。改造方式为利用螺杆式空压机余热加热热水，实现零费用获取热水的效果，要求出水温度在60 度。

      a. 空压机油气双回收系统的回收效率约在 90%左右。详细数据如下表：

        空压机余热回收余热改造效益计算评估

        空压机每天可回收热量产热水量为：【温升 40 度（10℃加热到 50℃），水比热容 1000Kcal/吨·℃ 。】Q 总供 = 每天可利用热值 / 换热温差 / 水比热容= 495 万 Kcal ÷ 40℃ ÷ 1000Kcal/吨·℃= 123.75 吨

       贵方为三班倒工作制，每 8 小时倒班一次，8 小时产水量为 123.75 吨÷（24÷8）=41.25 吨，即在进水温度为 10℃的情况下 8 小时每班可产 50℃热水 41.25 吨。1050 人每天热水需求：（每人每天生活用水 100L==0.1 吨）生活热水需求量 = 1050 人×0.1 吨/人= 105 吨。每班用水量为 105 吨÷3=35 吨完全满足生活热水需求。余下热量可以给锅炉补水预热。

      每天回收热值折算天然气计算：（天然气热值 8500kca/M³==0.85 万 kca/M³）日天然气回收量 = 495 万 Kcal÷ 0.85 万 kca/M³=582 M³/天。年回收天然气计算：（年运行 365 天）年天然气回收量= 582 M³/天×365 天/年= 21.2 万 M³/年。年回收天然气折算费用：（天然气单价 3.5 元/M³）21.2 万 M³/年 ×3.5 元/M³ = 74.2 万元对 2 台 250KW（一用一备）的空压机进行余热回收改造，以温升 40℃为准，每天产出温度为 50℃123.75 吨。如采用天然气加热，每年可节约天然气费用需近 74.2 万元。