空压机余热回收在洗浴系统上的应用

2019-12-20吴晓荣上汽大通汽车有限公司

新商务周刊 2019年6期

文/吴晓荣，上汽大通汽车有限公司

空压机是能耗比较大的动力设备之一，一般空压机的输入功率除了部分变成了压缩空气的势能以外，其它也有一部分的能量以废热的形式被排放到空气中浪费掉。同时，为降低空压机的油温，还需要消耗电能开动冷却风机来降低油温，以保证空压机的正常运行。充分利用这些浪费的热能有利于节能减排，降低工厂的运营成本，同时可改善空压机的运行状态，提高产气量，节约空压机的耗电费用。在大多数生产型企业中，压缩空气的能源消耗占全部电力消耗的10%～35%。因此，利用这一浪费的能源，已成为越来越多企业的共识。

1 空压机余热回收原理及实施方案

1.1 余热回收原理

热回收系统包含两个组成部分。一是空压机内部油路改造，二是外部加装余热回收机组。空气通过进气过滤器将大气中的杂质和灰尘滤除后，由进气控制阀被吸入螺杆空压机，在压缩过程中与循环油混合形成高压高温油气混合气体，进入油气分离器。油气混合气体经压缩腔排入油气分离罐，之后被分离得到高压油气和空气，再送入各自的冷却系统，其中高温高压的润滑油经冷却器冷却后，凝结成液态，再经前冷却器散热及过滤器过滤，回到压缩机，完成一个循环过程。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，其中温度通常在80～100℃。

1.2 油温控制

空压机开机运行后，内部润滑油温度会逐渐上升，当上升到热水机设定值时，热水机自动开启水泵，使循环水箱和热水机内的水进行循环换热。当热水消耗量小于产生量时，热水机停止工作，空压机油温升高。当升至空压机自身设定温度，一般为85℃（此温度为空压机出厂设定温度，节能改造不需在空压机上加装任何温控装置），空压机本身的冷却系统自动启动，防止油温过高，可保证空压机的正常工作。空压机停止工作后，内部润滑油温度下降，低于热水机温度设定值时，自动停止水泵工作，循环换热停止。

2 洗浴用水供应系统原理及设计思路

2.1 设计余热回收的基本方案

处于运行状态的空压机将会引发热能的产生，因此有必要着眼于适当加以改造，依照当前的减排与节能宗旨来优化其中的某些设计参数。具体在实践中，全面改造空压机装置必须建立于可行方案的前提下，同时也要全面关注于回收其中的部分余热。全面改造现有的空压机装置，其根本宗旨在于优化空压机内部的进水装置、回收余热装置、出水装置以及加热水体的装置。在自动化的模式下，空压机系统不必借助其他的外界能源，而是可以自动实现加热。

2.2 洗浴用水供应系统设计思路

通过空压机余热回收系统将空压机余热进行回收，一级换热后，被循环加热的软水在一级换热器的二次侧循环流动，并与二级水-水换热系统进行热交换，换热后产生的42℃（该数据可根据实际运行调整）热水输入新建的不锈钢保温水箱，通过增压泵泵至职工浴室屋顶现有水箱（若保温效果差，需进行保温改造），后通过自压进入供水管网。浴室使用后的废水经粗过滤后汇入新建的一座一次废水收集池内，通过增压泵进入换热器，一次换热后进入新建的另一座二次废水收集池，然后给入热泵机组提热，若机组出水温度未达到排放要求则继续通过管路返回机组，直至达到排放温度后排放。自来水首先经过换热器一次换热，升温后经热泵机组加热至42℃，储存于新建的不锈钢成品保温水箱内，通过管道泵给至职工浴室屋顶现有的保温水箱，再通过自压至淋浴管网，从而完成一个热泵工作循环，成品保温水箱与热泵机组间设置循环保温管，使水箱水温维持在设计温度。

2.3 回收余热的装置

回收余热的装置设有收集热水以及流通热水的管路，其中关键在于布置圆形管路。在此前提下，对于其中的收集装置最好配备相应的热导材料。具体在全面设计回收余热的装置时，应当能够妥善分离液体与气体，依照现有的空气阻力来实现全方位的余热回收。此外在涉及到传递余热时，应当运用必要的密封措施来避免泄露，增强装置具备的隔离功能。因此可见，优化设计回收余热装置有助于消除潜在性的污染威胁，同时也显著增强了设备本身能够达到的减排效能。

3 空压机热回收器节能经济效益分析

某公司用电1822万元，涂装用电占全公司40%，月729万元，涂装空调用电展涂装用电主要部分，月437万元。为了节能降耗，决定对新建的联合站房制冷系统进行水蓄冷改造，以便节省涂装制冷系统的运行费用。于是我们参考相关行业的成功案例，对客户联合房水蓄冷改造：建造蓄冷罐，晚上低谷时段储存冷量，白天电价高峰时段代替冷水机组部分冷量供给，以此达到削峰填谷，节省电费的效果。冷水机组3台，1650冷吨2台，868冷吨1台；冷冻水泵4台，流量800m3/h，扬程37m，电机功率110kw；冷却水泵4台，流量1250m3/h，扬程25m，电机功率110kw；冷却塔12个，流量350m3/h，电机功率15kw。蓄冷罐占地133 m2，高26m，有效容积3300m3,最大蓄冷量为10000冷吨时。施工过程中，全程现场旁站监控，保证质量。罐体由18根10米桩增加至33根18米桩。再改造前电费30万/月，改造后13万/月。该项目改造费用共298万，每年的维护费用5万，每年节约电费88万，分析其投资回报期为：298万÷（88万-5万）=3.6年。项目改造完成后，自第四年开始收回投资成本，此后每年至少节约83万元，实现增效。