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螺杆式空压机余热回收利用方案设计
申晓光褚德海曲堂军
（中电投东北电力有限公司抚顺热电分公司，辽宁扶顺113006）
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摘要：由于螺杆式空压机在适行过程中会产生的大量热量，这些热量会影响空压机的正常运行，并且大量的热量敏失到空气中会造成空气污染。固此，采用媒杆式空压机余热利用技术，合理利用空压机余热，可以达到节能减排、提高工作效率并常来收益的目的。根据空压机的运行工况，对空压机的余热回收量及空压机全年所制热水量进行了计算分析。根据计算结果，提出了合理的改造方案，并对空压机的余热回收及其利用进行效益分析
关键词：螺杆式空压机；双热回收直热式机组；节能减排；余热回收；效益分析
压缩空气是工业领域中应用最广泛的动力源之一，其最大的优点是能够利用取之不尽，用之不竭的空气作为原料。由于其具有安全、调节性能好、输送方便等诸多优点，使其在现代工业领域中应用越来越广泛。空气压缩机（简称空压机）是一种用来压缩气体以提高气体压力或输送高压气体的机械，是煤矿施工过程中的主要动力源之一。空气压缩机在长期连续的运行过程中，会产生大量的热量，这些热量会使空气压缩机产生高温，影响空气压缩机正常运行，冷却方法主要有风冷和水冷两种方式，利用风冷或水冷系统把这部分热量通过机组交换到大气当中，使这部分热量白白流失。
对一套空压机系统的调查
年运行小时 6429
制热量 8862 kWh/天
全年制热水量总计
余热机组
功率 35w
数量 E
表13台空压机年运行6429小时条件下制热水量表
季度春季夏季秋季冬季
供热水泵
功率 5kw
初始均温(T,℃) 8 15 8 5
鼠升(AT℃) 77 70 77 80
加热温度(T,C) 85 85 85 85 85
表2余热回收系统能耗分析表
供热水泵运行时间
运行台数 2
表明，其运行五年的费用构成
中，系统的初期设备投资及设备维护费用仅占到总费用的23%，而电能消耗（电费)则高达77%，而根据美国能源署的一项统计，压缩机运行时消耗的电能中，真正用于增加空气势能的仅占总耗电量的 15%，而其余大部分（约85%)的电能都转化为热量，并通过风冷或者水冷的方式排放到了空气中+
目前，生产过程中排放的废蒸汽及高温冷凝水一般采用全部排放到空气中或地沟里，不但浪费了大量的热能和软水并且由于高温冷凝水在冬季闪蒸的二次蒸汽又会污染环境，又相对降低了设备的利用率和使用寿命，增加了工人的劳动强度，加大了劳动成本。如果能将这些排放到空气的热能进行回收，作为能源进行循环在利用不仅能达到能源的节约，有效缩减成本的目的，还能够起到降低环境污染的效果，具有十分重大的经济意义与社会意义，对我国提出的节能减排、绿色生产等战略性目标的实现其有积极的促进作用”
空压机余热利用技术是在不改变空压机原有工作状态的前提下合理利用空压机余热，通过水泵把冷却水经过冷热交换器把空压机的热油迅速冷却下来，将这部分余热经过热量回收装置转化为热水供生活及有需要的生产工艺等使用，不需要任何花费任何运行成本。同时优化空压机油降温的效果，实现主机的节能
本文根据抚顺热电分公司空压机的实际运行工况，采用双热回收直热式机组回收热量，对空压机的余热回收量及空压机全年所制热水量进行计算分析。根据计算结果，提出了合理的改造方案，并对空压机的余热回收及其利用进行效益分析。
1节能改造目的
中电投东北电力有限公司抚顺热电分公司装机为2×300MW 热电联产机组，配备安装7台美国寿力风冷式无油螺杆空压机组（简称：空压机），空压机冷却方式为空冷。实际检测发现，空压机排出机体的油气混合物温度一般高达80－100℃，工作过程中产生大
余热机来水 24h/天
热网补水冬季24h/天
空压机运行温度 87-92℃ 87-92℃ 87-92℃ 87-92℃
浴池食堂 10h/天
制水量吨/天 66 109 66 95
制水量吨/季度 0168 0186 0168 9025 36655
全年合计能耗
余热机来水 39420kWh
热网补水+ 浴池食堂 24720kWh
量热量，若不排放出去，将会影响压缩空气的质量，影响产气效率，对设备的正常运行产生威胁；若排放至空气中则会造成能源浪费，还会产生温室效应。
而螺杆式空压机余热利用技术在不改变空压机原有工作状态的前提下可以合理利用空压机余热，通过水泵把冷却水经过冷热交换器把空压机的热油迅速冷却下来，将这部分余热经过热量回收装置转化为热水，能够用于加热热网循环水补水（冬季）、加热机组凝结水(夏季)及职工洗澡、食堂用水等需求，不需要任何花费任何运行成本。同时优化空压机油降温的效果，实现空压机的改造节能应用周。拟实现以下功能：
a对电厂厂区洗澡、食堂热水供应系统进行改造，采用余热加热生活水
h.用于冬季厂区供暖用水，加热外网热网循环水补水
c.用于夏季加热机组凝结水、化学水处理用水等。 2热量供需分析
现有7台262kW螺杆式空气压缩机，其冷却方式为风冷，5台运行2台备用。电厂两台机组运行时需要运行5台空压机，单机运行时需要运行3台空压机，方能满足气力除灰及仪表压缩空气使用
每台空压机的散热系统配置有2台散热风机，每台风机功率为 5.5kw
根据电厂机组运行工况，负荷率按70%考虑.机组年运行小时可达到6429小时。考虑空压机在保压息速时输出功率降低，测算加载率约为80%；采用双热回收直热式机组回收热量，机组制热率一般可达到80%，允许进水温度为0-55℃，出水温度55-90℃。
按照发电机组及空压机运行小时6429小时，机组单机运行，3 台双热回收直热式装置回收空压机余热进行如下计算：
空压机平均每天总回收制热量为：
Q= 3 台 × 262kW × 24 小时 × 80% × (6429/8760) × 80%