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噴油螺桿空壓機余熱回收原理及其應用

發布時間:2024-04-11 23:22人氣:

噴油螺桿空壓機余熱回收原理及其應用空壓機余熱回收 一、空壓機熱量的產生 1.壓縮空氣高溫的產生 在空壓機工作過程中,壓縮空氣在外力作用下, 分子勢能 轉換成分子動能,分子動能增加,分子熱運動劇烈,使分子溫度......

 空壓機余熱回收

 

一、空壓機熱量的產生
1.壓縮空氣高溫的產生
在空壓機工作過程中,壓縮空氣在外力作用下,分子勢能轉換成分子動能,分子動能增加,分子熱運動劇烈,使分子溫度升高,表現為,壓縮后的空氣溫升大幅升高。
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 2. 潤滑油高溫的產生
在空壓機的壓縮過程中,主要依靠設備的主軸運轉,帶動壓縮過程進行。由于主軸在運轉過程中,與軸瓦產生摩擦,導致主軸溫度升高。升高的溫度,對運行中的設備危害很大,這部分熱量就要依靠潤滑油在對運轉部件潤滑過程中,將熱量帶走。帶走的熱量,最后傳遞給潤滑油,使潤滑油溫度升高。
二、空壓機熱量產生的原因
熱力學第一定律:熱力系內物質的能量可以傳遞,其形式可以轉換,在轉換和傳遞過程中,各種形式能量的總量保持不變。
 
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根據這一定律,空壓機熱量的產生,靠電動機在電能作用下,對空壓機系統做功。使系統內能增加,表現為,油溫和壓縮氣體溫度升高。
 
近些年,國內外空壓機余熱利用相關技術人員用工程熱力學分析了噴油螺桿壓縮機能量回收的有效性,如下表:
空壓機運行產生總熱量
100%
難以利用部分(15%
熱輻射損失
2%
壓縮氣體帶走熱量
4%
電機帶走熱量
9%
可利用部分(85%
油冷卻器
72%
氣冷卻器
13%
例舉:
螺桿空壓機余熱回收系統產熱水量參數表:
(空壓機運行壓力大于7.6kg/cm2)

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螺桿空壓機余熱回收系統產熱水量計算 :
※100HP(75kw)空壓機 。
※運行時間24小時 。
※溫升20℃-55℃(產水量見表)。
※按桶提用水量20L/人·天。
產水量Q=24小時/天×1.92m3/小時=46m3/天=46噸/天 。
用水人數N=46m3/天÷20L/人·天=46000L/天÷20L/人·天=2300人。
100HP空壓機運行24小時可滿足2300人用水。
不同供熱方式使用成本對比
(溫度升高45℃)

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三、可回收部分熱量的管路設計
針對空壓機中可利用的部分:
(1)氣冷卻器13%,
(2)油冷卻器72% 進行改造和利用。
1)壓縮氣體改造:在壓縮空氣出口管道處,重新接通一管道,將高溫壓縮空氣引出,與熱水機組上高溫空氣進口連接。使壓縮空氣進入板換中,與生活用水換熱后,從板換的空氣出口處引出,再與壓縮空氣出口末端管道連接,使經冷卻后的壓縮空氣提供給用戶。
 
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(2)滑油管路改造:潤滑油在氣油分離器中分離后,將高溫的潤滑油經過鋼絲軟管引出,進入到換熱器內。在板換內,與水換熱后。再由鋼絲軟管引出。
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為保證空壓機的運行穩定,避免因換熱器有故障,或換熱器檢修等問題,在設計過程中,另外再設計一條回路,直接將高溫油連接到換熱器的回油端。
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在換熱器的回油端,設計安裝一電動三通閥。將換熱器回油端的沒有進入板換的高溫油,和進入板換的低溫油分別處理。
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高溫潤滑油經過三通閥后,將這部分潤滑油引入到空壓機自身裝配的油冷卻系統中。在這個冷卻系統中,潤滑油中的熱量直接被冷卻水帶走,沒有經過回收。冷卻后的潤滑油,再進入空壓機機體內,參與設備的冷卻。而經過板換回收熱量后的潤滑油,引入到潤滑油回油泵,繼續參與油路循環。
 
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四、冷卻水系統的設計
在保證設備已有冷卻系統的前提下,另外再設計一路水冷卻系統,由水質符合職工洗浴的生活用水作為冷卻水,利用該系統,將生活用水加熱到用戶需要的溫度,滿足用戶使用。
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該冷卻水系統,需要四套水泵 ,分別為:
1.生活水供水泵(一用一備):為熱水機組提供冷卻水。
2.循環水泵(一用一備): 使循環水箱內的水循環進入熱水機組,被多次加熱。
3.恒溫供水泵(一用一備):將循環水箱內加熱好的熱水送入恒溫水箱。
4.恒溫箱出水泵(一用一備):將恒溫水箱內的熱水供給用戶。
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工作過程:將一定量的生活用水通過供水泵先注入到循環水箱內。然后通過循環水泵將生活用水加入到熱水機組內,參與換熱。換熱后的高溫生活用水再次進入到循環水箱內,繼續被循環泵抽送到熱水機組內加熱。當生活用水在熱水機組內經過多次加熱,達到符合用戶要求溫度的熱水后,再通過恒溫供水泵,將這部分熱水儲存到恒溫水箱里。
最后,根據用戶需要,開啟恒溫水箱出水泵,將達到要求的熱水供給用戶使用。
 
五、電儀控制系統
1.儀表控制柜
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2.溫度傳感器
檢測的主要有冷卻水的進出口溫度;潤滑油進出熱水機組溫度;壓縮空氣進出熱水機組溫度。
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3 電子除垢儀
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空壓機余熱回收系統特點 :
1、空壓機原有冷卻系統與空壓機余熱回收系統是兩套完全獨立的系統,使用者無須擔心由于空壓機余熱回收系統的原因而影響空壓機的運行。兩套系統的切換自動控制,在空壓機余熱回收系統未啟用時,空壓機使用機身自帶冷卻系統;當余熱回收系統啟動時,系統可自動切換至余熱回收系統。
2、全自動控制系統,無需人為操作,控制系統會根據溫度、水位的情況做出判斷,自行決定換熱方式。
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