【壓縮機網】一、空壓機余熱回收基本概述

 

　　在世界能源日趨緊張的今天，節能和能量回收問題已被提高到重要的議事日程，生產設施正在不斷尋找潛在的能量節約。

 

　　螺桿式空氣壓縮機是廣泛的應用于各行各業的通用機械設備，輸入的電能大部分轉換為壓縮熱，壓縮熱消耗的能量占機組運行功率的85%左右，通常這部分能量通過機組的風冷或水冷系統交換到大氣中。余熱回收機組可以將其熱量回收，變廢為寶，將原本排入環境的熱量收集利用，減少用于其它用途加熱的燃料消耗量。通過對空壓機進行余熱回收利用改造，供員工洗澡用熱水，車間采暖、車間工藝用水等，達到節省能源，節約成本的目的。

 

　　很多使用壓縮空氣的用戶，同時也需要熱水，如生活熱水、工藝加溫熱水，如果我們能夠將空氣壓縮過程中產生熱能進行有效回收利用，用于生活熱水、工藝熱水等用途，就能節省下燒熱水所需的能源，帶熱回收功能的空氣壓縮機組正是基于此目的而設計的一種節能產品。

 

　　二、帶熱回收機組的分類

 

　　帶熱回收機組有兩種，一種是部分熱回收機組，另一種是全熱回收機組。

 

　　部分熱回收機組：壓縮機與冷卻器之間串聯的方式增加一個熱回收換熱器，從壓縮機排出的高溫壓縮空氣優先進入到熱回收器中將熱量釋放給被預熱的水。由于增加的換熱器分擔了一部分熱負荷，壓縮空氣的溫度將會降低，這樣有利于保證進入油分離器中溫度不會太高，可以將壓縮空氣中的油液態得到有效的分離，提高了壓縮空氣出氣口空氣的品質。但這種方式所回收的熱量是相對有限的，僅僅回收了壓縮機排熱部分，回收水溫相對較低，大部分仍需要依靠冷卻塔去排熱。

 

　　全熱回收機組：在壓縮機與油分離器和冷卻器、油冷卻器中間并聯一個熱回收器，從壓縮機排出高溫壓縮空氣在熱回收器內換熱，冷卻器和熱回收器水泵根據需要分別開啟，不用熱回收時，開啟冷卻水泵，冷卻器中熱量傳遞給冷卻水，通過冷卻塔釋放到環境中；應用熱回收時，開啟熱回收水泵，回收的熱量傳遞給生活熱水和工藝熱水。全熱回收機組理論上可100%回收冷卻熱，建議熱水出水溫度z*高不超過50℃，

 

　　與部分熱回收一樣，熱水出水溫度越高，機組的運行效率就越低，功耗和運行費用增加，壓縮機壽命降低，因此，需要設定合理的水溫，以滿足機組的經濟性運行。

 

　　各自其系統流程圖如下：
 

 

　　熱回收機組除了常規機組的冷卻水、進水水管路外，增加了一路熱水的進出水管路，用于提供熱水。

 

　　三、帶熱回收機組的控制方案

 

　　溫度控制點，熱回收機組可以控制熱水的回水溫度，也可以控制熱水的出水溫度，在機組滿負荷運行時，兩者之間一般沒有區別，但在部分負荷下運行時，采用回水溫度控制方案，熱水的回水溫度不變而出水溫度降低，熱水的平均溫度降低。

 

　　3.1 部分熱回收機組控制方案

 

　　部分熱回收機組運行時與普通的水冷空氣壓縮機組一樣，根據壓縮空氣的排氣溫度計算和判斷壓縮機主機運轉情況，然后根據機組主機機頭排氣壓力高低決定機組是加載運行還是卸載運行，即僅當壓縮空氣的排氣壓力低于設定的運行壓力時，機組需要加載運行，才能夠同時進行熱回收。否則將不能進行熱回收，不能回收熱量。而且因機組的加卸載僅僅取決于壓縮空氣的排氣壓力，所以機組實際運行的熱回收量的大小與用氣量大小有關。

 

　　因部分熱回收的控制與機組自身的控制關系不大，所以既可以集成在機組的控制系統中，對外輸出一個控制熱回收循環水泵（閥）的啟停信號，也可以由用戶自行增加溫控器根據水箱水溫對熱回收循環水泵進行啟停控制。

 

　　3.2 全熱回收機組的控制方案

 

　　當選擇機組滿負荷運行時，機組的運行控制模式與常規的空氣壓縮機組一樣，機組將根據排氣壓力和判斷壓縮機主機運轉情況，進而根據用戶的用氣量大小自動控制壓縮機加卸載和啟停狀態。

 

　　當選擇滿載運行+生活熱水模式時，機組仍將根據后冷卻器和油冷卻器的潤滑油溫度計算和判斷壓縮機的用氣量，然后根據用戶用氣量的大小決定機組運行的負荷和機組的啟停，即僅僅當用戶的用氣量增加時機組開機壓縮空氣運行時，才能同時進行熱回收，否則機組將不能進行熱回收，機組開機運行同時檢測熱回收器出水水溫，若水溫超過設定上限，機組卸載或者停機使出水溫度降到設定值以下。

 

　　如果選配了熱水箱溫度傳感器，機組還將檢測生活熱水箱水溫，水箱水溫低于設定的下限，則開啟生活熱水循環水泵，投入到全熱回收運行模式，直到水箱水溫升高到設定上限，然后停機。斷開生活循環水泵。停止全熱回收，延時一段后機組將開啟冷卻水泵，再重新開機，投入到常規加載運行模式，隨生活熱水的消耗，水箱水溫將逐漸降低，當又低于設定的下限時，則會s*先停止機組，然后斷開冷卻水泵，延時一段后再開啟生活熱水循環水泵。同時檢測熱回收器的出水水溫。如果水溫超過設定上限，機組卸載或停機

 

　　熱回收熱水的控制依據熱水使用用途不同而不同，簽訂合同時必須提出熱回收機組的運行方式，控制要求，機組使用時控制模式必須s*先滿足實際需要，滿足正常的產氣量和排氣壓力和排氣溫度的要求。

 

　　四、熱回收機組使用注意事項

 

　　熱回收出水溫度應根據實際需要確定，過高的出水溫度會使機組整機功耗增加，可靠性降低，影響整個機組的性能，并且影響壓縮機的使用壽命。

 

　　為了保證機組正常有效的使用，建議熱水出水溫度不超過50℃。溫度設定過高會縮短壓縮機使用壽命，可能造成機組無法正常運行，造成壓縮機的損壞。

 

　　本文主要針對目前能源環保要求，以節能減排為出發點，設想和改造接出水管路，從而達到壓縮空氣余熱的有效利用，尚存許多不足之處，希望各位同行不吝指教，以促使進行改進。