無(wú)油螺桿空壓機(jī)余熱回收
本無(wú)油螺桿空壓機(jī)的余熱回收項(xiàng)目為某LED芯片項(xiàng)目，根據(jù)工藝需求設(shè)計(jì)單臺(tái)300 RT的離心冷凍機(jī)4臺(tái)；單臺(tái)蒸發(fā)量3 t/h，P=1.0 MPa鍋爐5臺(tái)；換熱量為3 000 kW的工藝板換機(jī)組1臺(tái)；水冷無(wú)油螺桿式空壓機(jī)5臺(tái)，1臺(tái)變頻，采用20℃工藝?yán)鋮s水冷卻。
項(xiàng)目投產(chǎn)后，需要的平均氣量為160 m³/min，即需要4臺(tái)空壓機(jī)同時(shí)運(yùn)行�？紤]到后期的運(yùn)行費(fèi)用，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行熱回收設(shè)計(jì)。利用空壓機(jī)的廢熱給蒸汽鍋爐需要的補(bǔ)水進(jìn)行預(yù)熱。一方面既降低了蒸汽鍋爐的燃?xì)夂牧坑止?jié)省冷凍機(jī)的電能耗量達(dá)到了節(jié)能目的；另一方面帶走了因空壓機(jī)轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦熱，降低空壓機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定，提高了產(chǎn)氣量也能達(dá)到一定的節(jié)能目的。
余熱回收設(shè)計(jì)方案的確定
1、通過(guò)與空壓機(jī)廠家討論決定在4臺(tái)普通的無(wú)油螺桿空壓機(jī)內(nèi)部冷卻水循環(huán)管路中增加一個(gè)板式換熱器與之串聯(lián)，保留原有的冷卻系統(tǒng)以保證壓縮空氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行；變頻無(wú)油螺桿空壓機(jī)不做熱回收設(shè)計(jì)。
2、考慮到空壓機(jī)本身在90℃以下運(yùn)行更穩(wěn)定，能降低了設(shè)備的故障發(fā)生率及延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。根據(jù)排氣溫度比冷卻介質(zhì)高10℃，熱回收水的溫度控制在80℃以下。
3、為了保證干燥機(jī)最佳的運(yùn)行及吸附劑的壽命，則在空壓機(jī)和干燥器之間增加冷卻器，以把90℃的排氣溫度降到35℃以下。
4、回收的廢熱用于循環(huán)加熱鍋爐補(bǔ)水到80℃，不用鍋爐時(shí)熱水則供給員工做生活熱水使用，熱水沒(méi)有用途時(shí)則采用正常冷卻方式。
節(jié)能效益分析
因空壓機(jī)后端設(shè)備對(duì)壓縮空氣的品質(zhì)的要求，廢熱不能做百分百的熱回收，實(shí)際單臺(tái)空壓機(jī)的熱回收量根據(jù)式（2）和式（3）可算出為169 kW·h，4臺(tái)共676 kW·h。一方面這部分熱量能給鍋爐補(bǔ)水加熱，另一方面給冷凍機(jī)節(jié)省負(fù)荷。燃?xì)庹羝仩t所用天然氣的熱值為8 500 kcal/Nm3，即9.87 kW/Nm3，可算出676 kW·h的熱量需要天然氣68.5 Nm3。離心機(jī)的能效比COP為5.7,產(chǎn)生676 kW的冷量需要的電量為118 kW·h。
綜上，4臺(tái)無(wú)油螺桿空壓機(jī)熱回收每小時(shí)節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)用：
節(jié)省天然氣68.5 m³，單價(jià)按3.5元算，每小時(shí)可節(jié)省239.75元；
節(jié)省電118 kW•h，按一元一度算，每小時(shí)節(jié)省118元；
按每天16小時(shí)運(yùn)行算，每天節(jié)省費(fèi)用5724元。
對(duì)無(wú)油螺桿空壓機(jī)系統(tǒng)的余熱回收設(shè)計(jì)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見(jiàn)的，盡管熱回收系統(tǒng)增加了初投資，但與節(jié)能所帶來(lái)的長(zhǎng)期效益相比這增加的初投資非常有必要。
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