文/吳曉榮，上汽大通汽車有限公司

空壓機是能耗比較大的動力設(shè)備之一，一般空壓機的輸入功率除了部分變成了壓縮空氣的勢能以外，其它也有一部分的能量以廢熱的形式被排放到空氣中浪費掉。同時，為降低空壓機的油溫，還需要消耗電能開動冷卻風(fēng)機來降低油溫，以保證空壓機的正常運行。充分利用這些浪費的熱能有利于節(jié)能減排，降低工廠的運營成本，同時可改善空壓機的運行狀態(tài)，提高產(chǎn)氣量，節(jié)約空壓機的耗電費用。在大多數(shù)生產(chǎn)型企業(yè)中，壓縮空氣的能源消耗占全部電力消耗的10%～35%。因此，利用這一浪費的能源，已成為越來越多企業(yè)的共識。

1 空壓機余熱回收原理及實施方案

1.1 余熱回收原理

熱回收系統(tǒng)包含兩個組成部分。一是空壓機內(nèi)部油路改造，二是外部加裝余熱回收機組?？諝馔ㄟ^進氣過濾器將大氣中的雜質(zhì)和灰塵濾除后，由進氣控制閥被吸入螺桿空壓機，在壓縮過程中與循環(huán)油混合形成高壓高溫油氣混合氣體，進入油氣分離器。油氣混合氣體經(jīng)壓縮腔排入油氣分離罐，之后被分離得到高壓油氣和空氣，再送入各自的冷卻系統(tǒng)，其中高溫高壓的潤滑油經(jīng)冷卻器冷卻后，凝結(jié)成液態(tài)，再經(jīng)前冷卻器散熱及過濾器過濾，回到壓縮機，完成一個循環(huán)過程。高溫高壓的油氣所攜帶的熱量大致相當(dāng)于空氣壓縮機功率的3/4，其中溫度通常在80～100℃。

1.2 油溫控制

空壓機開機運行后，內(nèi)部潤滑油溫度會逐漸上升，當(dāng)上升到熱水機設(shè)定值時，熱水機自動開啟水泵，使循環(huán)水箱和熱水機內(nèi)的水進行循環(huán)換熱。當(dāng)熱水消耗量小于產(chǎn)生量時，熱水機停止工作，空壓機油溫升高。當(dāng)升至空壓機自身設(shè)定溫度，一般為85℃（此溫度為空壓機出廠設(shè)定溫度，節(jié)能改造不需在空壓機上加裝任何溫控裝置），空壓機本身的冷卻系統(tǒng)自動啟動，防止油溫過高，可保證空壓機的正常工作?？諌簷C停止工作后，內(nèi)部潤滑油溫度下降，低于熱水機溫度設(shè)定值時，自動停止水泵工作，循環(huán)換熱停止。

2 洗浴用水供應(yīng)系統(tǒng)原理及設(shè)計思路

2.1 設(shè)計余熱回收的基本方案

處于運行狀態(tài)的空壓機將會引發(fā)熱能的產(chǎn)生，因此有必要著眼于適當(dāng)加以改造，依照當(dāng)前的減排與節(jié)能宗旨來優(yōu)化其中的某些設(shè)計參數(shù)。具體在實踐中，全面改造空壓機裝置必須建立于可行方案的前提下，同時也要全面關(guān)注于回收其中的部分余熱。全面改造現(xiàn)有的空壓機裝置，其根本宗旨在于優(yōu)化空壓機內(nèi)部的進水裝置、回收余熱裝置、出水裝置以及加熱水體的裝置。在自動化的模式下，空壓機系統(tǒng)不必借助其他的外界能源，而是可以自動實現(xiàn)加熱。

2.2 洗浴用水供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計思路

通過空壓機余熱回收系統(tǒng)將空壓機余熱進行回收，一級換熱后，被循環(huán)加熱的軟水在一級換熱器的二次側(cè)循環(huán)流動，并與二級水-水換熱系統(tǒng)進行熱交換，換熱后產(chǎn)生的42℃（該數(shù)據(jù)可根據(jù)實際運行調(diào)整）熱水輸入新建的不銹鋼保溫水箱，通過增壓泵泵至職工浴室屋頂現(xiàn)有水箱（若保溫效果差，需進行保溫改造），后通過自壓進入供水管網(wǎng)。浴室使用后的廢水經(jīng)粗過濾后匯入新建的一座一次廢水收集池內(nèi)，通過增壓泵進入換熱器，一次換熱后進入新建的另一座二次廢水收集池，然后給入熱泵機組提熱，若機組出水溫度未達(dá)到排放要求則繼續(xù)通過管路返回機組，直至達(dá)到排放溫度后排放。自來水首先經(jīng)過換熱器一次換熱，升溫后經(jīng)熱泵機組加熱至42℃，儲存于新建的不銹鋼成品保溫水箱內(nèi)，通過管道泵給至職工浴室屋頂現(xiàn)有的保溫水箱，再通過自壓至淋浴管網(wǎng)，從而完成一個熱泵工作循環(huán)，成品保溫水箱與熱泵機組間設(shè)置循環(huán)保溫管，使水箱水溫維持在設(shè)計溫度。

2.3 回收余熱的裝置

回收余熱的裝置設(shè)有收集熱水以及流通熱水的管路，其中關(guān)鍵在于布置圓形管路。在此前提下，對于其中的收集裝置最好配備相應(yīng)的熱導(dǎo)材料。具體在全面設(shè)計回收余熱的裝置時，應(yīng)當(dāng)能夠妥善分離液體與氣體，依照現(xiàn)有的空氣阻力來實現(xiàn)全方位的余熱回收。此外在涉及到傳遞余熱時，應(yīng)當(dāng)運用必要的密封措施來避免泄露，增強裝置具備的隔離功能。因此可見，優(yōu)化設(shè)計回收余熱裝置有助于消除潛在性的污染威脅，同時也顯著增強了設(shè)備本身能夠達(dá)到的減排效能。

3 空壓機熱回收器節(jié)能經(jīng)濟效益分析

某公司用電1822萬元，涂裝用電占全公司40%，月729萬元，涂裝空調(diào)用電展涂裝用電主要部分，月437萬元。為了節(jié)能降耗，決定對新建的聯(lián)合站房制冷系統(tǒng)進行水蓄冷改造，以便節(jié)省涂裝制冷系統(tǒng)的運行費用。于是我們參考相關(guān)行業(yè)的成功案例，對客戶聯(lián)合房水蓄冷改造：建造蓄冷罐，晚上低谷時段儲存冷量，白天電價高峰時段代替冷水機組部分冷量供給，以此達(dá)到削峰填谷，節(jié)省電費的效果。冷水機組3臺，1650冷噸2臺，868冷噸1臺；冷凍水泵4臺，流量800m3/h，揚程37m，電機功率110kw；冷卻水泵4臺，流量1250m3/h，揚程25m，電機功率110kw；冷卻塔12個，流量350m3/h，電機功率15kw。蓄冷罐占地133 m2，高26m，有效容積3300m3,最大蓄冷量為10000冷噸時。施工過程中，全程現(xiàn)場旁站監(jiān)控，保證質(zhì)量。罐體由18根10米樁增加至33根18米樁。再改造前電費30萬/月，改造后13萬/月。該項目改造費用共298萬，每年的維護費用5萬，每年節(jié)約電費88萬，分析其投資回報期為：298萬÷（88萬-5萬）=3.6年。項目改造完成后，自第四年開始收回投資成本，此后每年至少節(jié)約83萬元，實現(xiàn)增效。

4 結(jié)束語

空壓機系統(tǒng)存在的大量電能轉(zhuǎn)化為熱量，從而造成能源浪費現(xiàn)象，通過對空壓機余熱回收系統(tǒng)將原有空壓機壓縮系統(tǒng)進行改造，不僅可以充分利用廢熱，而且降低了其他燃料的消耗，保護了環(huán)境，實現(xiàn)了節(jié)能的目標(biāo)，帶來了良好的經(jīng)濟效益和社會環(huán)境效益，在目前乃至未來都有著良好的市場前景。