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空压机余热回收循环式方案
2018-05-23 14:59

       空压机余热回收工程(也称空压机热水工程或空压机节能热水改造工程)中,常会涉及到采用何种加热方式来回收空压机内部产生的热量,那么倒底是采用直热式加热方案还是采取循环式加热方案,这里我们在讨论之前,先从空压机工程制热的原理说起。

       空压机工作是用电动机来拖动压缩系统,我们以螺杆机为例,空压机压缩系统螺杆在电机的高速带动下,也产生高速旋转,在旋转过程中,螺杆靠负压吸入空气后,将润滑油和空气的混合体,从一侧挤压到另一端,在推动挤压的过程中,油气混合体的压力急剧升高的同时,温度也迅速上升,从60-70度升到90-100度左右,当然这还是油气的混合体,不能直接使用,工业上需要的是纯净的气体,就要把气和油进行分离,所以下一步工作是通过空压机自带的油气分离器把气和油分离出来,油归到油路里面,气回到气路里面。但由于气处理高温状态,还不能直接输送到车间或设备里使用,并且高温的气体不但运输效率很低而且还含有很多的水分,所以分离出来的气体要进入空气冷却器里面进行初次降温后,再进入干燥机里去除水分并再次降温。


空压机余热回收 循环式方案
       


       当然分离出来的空压机润滑油也是一样,油里面承载了大部分的做功产生的热量,空压机润滑油不但起着润滑机器的作用,而且还起来运输热能的作用,太高的温度会使空压机内部的的零部件部件过度膨胀,增大磨擦系数,加剧空压机的磨损;同时,热膨胀这对空压机设备及产气效率来说真不是一件好事,所以必需把这部分多余的热量排到空压机外去,要不空压机没法工作。

       那么蕴藏在润滑油中的这部分热量到底有多少呢?我们以一台55KW的螺杆空压机为例,其满载工作时会产生约52KW的热量,这些热量我们为称之为废热或余热,它们一部分通过气体携带走,一部分通过机体表面散发,剩下的约50KW的热量会含在润滑油中,通俗地讲相当于50KW的电热在机器里一直在加热,其所产生热量是非常大的。所以,空压机润滑油里面的热量,大部分会通过油冷却器通道经风机或冷却水排到外面去。而我们要做的,是要用空压机余热回收器将这一部分被风或水带走的热量进行回收,变废为宝,合理地降低企业的热水使用成本,同时还可延长空压机使用寿命,提升产气率,降低温室气体排放!从另一个角度来讲,空压机热能回收机就是一台油气冷却器。

       我们知道了空压机热源的产生原理,也知道它在同一环境温度下所产生和热量可以看作是一定的,空压机余热回收采用循环方案与采用直热回收方案有何区别?为了便于理解,在这篇文章中,我们会一直以55KW的空压机为例来进行说明。
 

空压机余热回收直出水原理图

       如上图所示,20°C的冷水,进入空压机余热转换器后,与润滑油交换热量,可以直接产出60°C的高温热水,也即相当于,一开机就可以使用到60°C的热水。55KW的空压机在运行时,每小时约可产出820L的热水(20°C进60°C出)当然省掉一台水泵及控制,一开机就有热水,是直热式方案的优点,其不足之外是当水箱里的水温度变低时,无法后续将温度提升。

    接下来下面我们再看一看空压机余热循环式加热原理是怎样的:


空压机余热回收循环式方案
   

       从上图我们可以明显地看出,空压机余热回收循环式方案与直热式方案有所区别,在循环式加热方案中,水箱与热交换机走的是来回双层管,水每循环一次,才上升5度,我们要用到60度的热水,需要等待一定的时间,如果与55KW丁配套的是一台5000L(5吨)的热水保温箱,我们要用到60度的热水约需6个小时左右,但是在相同的时间内,不论采取哪一种余热回收方案,托姆的余热回收设备,所回收的总热量是相等的。空压机热能回收循环式加热方案与空压机直热方案相比,它多了一台泵及控制系统,其优点在于,可以时常保持水箱中有恒定的水温。而直热式加热方案则无此功能。

      当然,在空压机余热回收工程中,最终采取何种制热水的方式,需从用户的实际情况出发,才能制定出满足客户切合实际的空压机余热回收方案。




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