螺杆式空压机长期连续工作过程中,把电能转换为机械能,机械能转换为热能。在能量转换的过程中,由于空气压缩和螺杆的摩擦都会产生大量的高温高热,再由空压机润滑油的加入混合成油、气、蒸汽排出机体。这部分高温油/气流的温度通常在90℃(冬季)-100℃(非冬季),热量超过空压机输入功率的3/4。然而,这些热能由于机器运行温度的要求,都被排往大气中,即空压机的散热系统来完成机器运行的温度要求。如果这部分热量能够以利用,将起到很好的节能效果。
上海延锋江森座椅有限公司由延锋伟世通汽车饰件系统有限公司和美国江森自控国际有限公司共同投资成立,是中国最大的汽车座椅及顶饰系统供应商之一。上海安悦节能技术有限公司在对延峰江森的厂房用能情况进行考察之后,发现工厂有两台132kW螺杆式空压机,一用一备。全年基本365天24小时运行,而且设备加载率超过70%以上。全年空压机运行过程中产生的热量都是通过冷却塔散到大气中,并且在夏季运行的时候,由于冷却塔散热效率不高,导致空压机效率大大降低。与此同时,在空压机房旁边是燃气锅炉房,为工厂浴室提供全年生活热水。能源形式是天然气。由于天然气价格日渐增长,工厂的运行费用也在不断增加。
针对上述情况,安悦节能向业主方建议,可以安装间接式螺杆空气压缩机余热再利用装置,对空压机正常运行所产生的热量进行回收再利用,用来加热职工洗浴用水,一方面可以节约天然气的使用,另一方面可以改善空压机的工况,有利于提高空压机的使用寿命。
在最终的项目方案中,不改变空压机本体,利用水—水热泵机组从空压机冷却水中吸收热量。施工中,热泵机组换热系统是完全独立的安装过程,不影响空压机及热水系统的正常工作,只在系统安装快结束,与空压机冷却水管路、热水箱管路进行对接时,空压机停机一小段时间,完全不会影响空压机原性能,也不存在任何影响空压机正常运行的安全隐患,是空压机余热回收工程中安全、可靠的改造方案。
间接热回收技术特别适用于以下3种情况:1、水冷螺杆或离心式空压机;2、机组备机较多,改本体成本较高;3、机组较陈旧,改本体风险较大。
本项目已投入使用一年多时间,系统运行良好。空压机余热利用约40%,每天运行24小时计算,全年可节约天然气57693.6m3,节约标煤约70吨/年,节约CO2排放约175吨/年。天然气价格按每立方米3.3元计算,全年可节约运行费用19万余元。相对项目投资,一年即可回收成本。本技术可适用于有空压机设备同时有低温热源需求的各行各业。