空压机余热回收利用

浅谈空压机余热回收利用

[摘要]：空压机余热回收是螺杆空压机多余的热量进行回收利用，主要回收空压机由电能转化为机械能所产生的热量。回收方式通过油回收为主，气回收为辅。空压机余热回收设备别名：空压机热泵，空压机余热回收机，空压机热能转换机，空压机热水器等等。

[关键词]：空压机余热回收节能减排

中图分类号：s210.4 文献标识码：s 文章编号：1009-914x（2012）26- 0335 -01

一、空压机余热回收工作原理

现行螺杆式空气压缩机的工作流程如下：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。

在以上过程中，高温高压的油、气所携带的热量大致相当于空气压缩机功率的3/4，其温度通常在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。

二、空压机余热回收特点

1、使空压机“恒温工作”（相当于给空压机做水冷工程）

2、延长空压机的“使用寿命”

3、提高空压机的“打气量”

4、提供源源不断的“热水”（生活用水或工业用水）

5、延长空压机的“消耗品”的更换周期。

空压机余热工程项目是一个新兴市场，市场潜力巨大！该工程即可以解决员工洗浴问题，同时也是工业用热水最好的解决方案。

三、空压机余热工程系统规划前后之对比

螺杆式空压机在长期、连续的运行过程中，把电能转换为机械能，机械能转换为高压压缩空气。在机械能转换为高压压缩空气过程中，空压机螺杆的高速旋转产生的大量热量，经润滑油带出机体外，最后以风冷或水冷的形式把热量散发出去。空压机的润滑油温度通常在80℃（冬季）?97℃（夏秋季），这些热能都通过空压机的散热系统作为废热白白地排放到环境中。

螺杆式空气压缩机余热回收节能设备，采用冷热交换原理，将高温润滑油热量转换为55℃-76℃热水，从而解除了企业为解决员工生活热水所长期承受的经济负担。

按工程热力学理论分析，气体在等温压缩过程中，外界对气体的功将全部被转化为热量。

压缩机在工作过程中所耗电能转变热量后大部分被压缩后的油气混合物带走，这些混合物经过分离，分别在各自的冷却器（油冷却和气冷却）中被冷却介质（水或空气）带走，白白浪费了，从理论上讲，除了2%的辐射热和4%被气体带走的热量外，有94%的热量

可以被回收。

1、节能规划前，存以下能量浪费：

第一：空压机所产生的高能量的热能白白浪费掉、无法合理利用；

第二：空压机因高温而引起的机油碳化，橡胶油管老化，轴油封漏油等一系列故障，带来的高成本的维修费，并且还影响生产。

2、节能规划后，从以下方面实现节能：

第一：无运行成本：不用烧油、不用耗电，完全利用螺杆空压机热能，同时散热风机很少运转，对空压机本身省电。

第二：低成本投入：安装余热回收设备后马上见效，无需再投入其它热水设备，投资回收期约一年。

第三：无天气影响，只要空压机运行，即可供应免费无成本的热水。

第四：改善空压机运行状况?安装余热回收设备后，可以大大的降低空压机的油温，提高产气率，延长空压机使用寿命，减少运行费用。（温度越高，空压机效率越低）

第五：符合环保要求?废热零排放，设备稳定，全自动运行，节能、环保

四、空压机热回收可操作性分析

1、空压机热回收原理：

大中型空压机一般都有油冷却系统，空压机工作时产生的热量（主要是摩擦热）通过其自身的油循环系统，将高温油运输至油冷

却器，油冷却器一般是管壳式或风冷式换热器，其中管壳式换热器通过特定的冷却水将润滑油冷却，冷却水再通过冷却塔将热量传递给室外空气。另外，空气压缩机产生的压缩空气也是高温的，必须也要经过一个冷却装置后才能进入储气管用来使用。两部分热量加起来约等于压缩机输入功率的3/4，可以回收的空间很大。

2、基本组成

空气压缩机组中一般包含两个冷却器，油冷却器和空气冷却器，喷油型的压缩机一般油温和空气温度可达80～100度，在两个冷却器共用一套冷却水系统时（常用配置），每100kw输入功率需要冷却水1.5l/s，冷却水温升达到15度，由此计算需要带走的热量为70kw，因此，这部分能量全部回收用途有限，日常采暖及生活卫生热水需要的温度约为45～65度，与空气和油的温度差距为35～15度，符合换热的基本要求，完全是可以部分利用。为了不增加油和压缩空气的阻力，比较好的方法是更改冷却器的形式，英格索兰超级冷却剂分为高温段和低温段，高温段用来加热回收用水，低温段用传统的冷却水冷却。

3、具体结构

对于螺杆式空气压缩机，其热量分布在油和空气上，通常空气冷却器使用管壳式，空气在壳体内管外流动，阻力较小，水在管内流动，改造时只需要在水室内增加隔板，在封头部分增加进出水管，将部分换热空间用取暖用水代替即可，因为空气出口温度较低，所以大部分热量是无法回收的，为不影响压缩空气冷却效果，回收量

控制在30%左右，应设计为多流程。油温一般在69～98度，通常采用板式或者套管式换热器，此类换热器也可以在订购的时候就要求多流程结构，增加部分换热面积用来进行热回收。目前的所有热回收系统都是冗余系统，考虑的热回收可能会有停止的时候，但是主机工作不能受到任何影响，所以设计时就要考虑即使热回收系统没有使用，主机也能通过现有的冷却系统正常工作。

4、控制

因为原有的空压机系统都具有完善的控制系统，负责维护系统的正常高效运行，热回收系统是冗余系统，所以原有的空压机组无需做任何控制方面的改变。热回收本身的控制系统可以采用温度控制，通过监控热水箱温度来控制加热循环水泵运行，水泵运行时，即为热回收系统启动状态，当需要热水温度较高时，可以设定水温，增加循环次数。为了节能，防止压缩机未启动而水泵启动造成电力的浪费，可以通过测量排气温度的方法来作为确定循环水泵是否需要工作。

5、热回收系统的组成

热回收系统包括换热系统，加压系统，水源，以及保温保存系统。因为空压机的开关机并非是均匀的，与设备配置和工厂使用情况有很大关系，因此可以认为热源在单位时间内是杂乱的，但长期来说就是稳定的热源。同时采暖和卫生热水负荷也是不均匀的，因此为了缓和矛盾，必须有足够的保温保存方式，即保温水箱。

6、经济性分析