噴油螺桿空壓機(jī)余熱回收原理及其應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2024-04-11 23:22人氣:

噴油螺桿空壓機(jī)余熱回收原理及其應(yīng)用空壓機(jī)余熱回收 一、空壓機(jī)熱量的產(chǎn)生 1.壓縮空氣高溫的產(chǎn)生 在空壓機(jī)工作過程中,壓縮空氣在外力作用下, 分子勢(shì)能 轉(zhuǎn)換成分子動(dòng)能,分子動(dòng)能增加,分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈,使分子溫度......

 空壓機(jī)余熱回收

 

一、空壓機(jī)熱量的產(chǎn)生
1.壓縮空氣高溫的產(chǎn)生
在空壓機(jī)工作過程中,壓縮空氣在外力作用下,分子勢(shì)能轉(zhuǎn)換成分子動(dòng)能,分子動(dòng)能增加,分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈,使分子溫度升高,表現(xiàn)為,壓縮后的空氣溫升大幅升高。
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 2. 潤(rùn)滑油高溫的產(chǎn)生
在空壓機(jī)的壓縮過程中,主要依靠設(shè)備的主軸運(yùn)轉(zhuǎn),帶動(dòng)壓縮過程進(jìn)行。由于主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,與軸瓦產(chǎn)生摩擦,導(dǎo)致主軸溫度升高。升高的溫度,對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備危害很大,這部分熱量就要依靠潤(rùn)滑油在對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)部件潤(rùn)滑過程中,將熱量帶走。帶走的熱量,最后傳遞給潤(rùn)滑油,使?jié)櫥蜏囟壬摺?/span>
二、空壓機(jī)熱量產(chǎn)生的原因
熱力學(xué)第一定律:熱力系內(nèi)物質(zhì)的能量可以傳遞,其形式可以轉(zhuǎn)換,在轉(zhuǎn)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(jù)這一定律,空壓機(jī)熱量的產(chǎn)生,靠電動(dòng)機(jī)在電能作用下,對(duì)空壓機(jī)系統(tǒng)做功。使系統(tǒng)內(nèi)能增加,表現(xiàn)為,油溫和壓縮氣體溫度升高。
 
近些年,國(guó)內(nèi)外空壓機(jī)余熱利用相關(guān)技術(shù)人員用工程熱力學(xué)分析了噴油螺桿壓縮機(jī)能量回收的有效性,如下表:
空壓機(jī)運(yùn)行產(chǎn)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(jī)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(jī)余熱回收系統(tǒng)產(chǎn)熱水量參數(shù)表:
(空壓機(jī)運(yùn)行壓力大于7.6kg/cm2)

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螺桿空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)產(chǎn)熱水量計(jì)算 :
※100HP(75kw)空壓機(jī) 。
※運(yùn)行時(shí)間24小時(shí) 。
※溫升20℃-55℃(產(chǎn)水量見表)。
※按桶提用水量20L/人·天。
產(chǎn)水量Q=24小時(shí)/天×1.92m3/小時(shí)=46m3/天=46噸/天 。
用水人數(shù)N=46m3/天÷20L/人·天=46000L/天÷20L/人·天=2300人。
100HP空壓機(jī)運(yùn)行24小時(shí)可滿足2300人用水。
不同供熱方式使用成本對(duì)比
(溫度升高45℃)

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三、可回收部分熱量的管路設(shè)計(jì)
針對(duì)空壓機(jī)中可利用的部分:
(1)氣冷卻器13%,
(2)油冷卻器72% 進(jìn)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(jī)組上高溫空氣進(jìn)口連接。使壓縮空氣進(jìn)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(jīng)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(rùn)滑油在氣油分離器中分離后,將高溫的潤(rùn)滑油經(jīng)過鋼絲軟管引出,進(jìn)入到換熱器內(nèi)。在板換內(nèi),與水換熱后。再由鋼絲軟管引出。
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為保證空壓機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定,避免因換熱器有故障,或換熱器檢修等問題,在設(shè)計(jì)過程中,另外再設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)安裝一電動(dòng)三通閥。將換熱器回油端的沒有進(jìn)入板換的高溫油,和進(jìn)入板換的低溫油分別處理。
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高溫潤(rùn)滑油經(jīng)過三通閥后,將這部分潤(rùn)滑油引入到空壓機(jī)自身裝配的油冷卻系統(tǒng)中。在這個(gè)冷卻系統(tǒng)中,潤(rùn)滑油中的熱量直接被冷卻水帶走,沒有經(jīng)過回收。冷卻后的潤(rùn)滑油,再進(jìn)入空壓機(jī)機(jī)體內(nèi),參與設(shè)備的冷卻。而經(jīng)過板換回收熱量后的潤(rùn)滑油,引入到潤(rùn)滑油回油泵,繼續(xù)參與油路循環(huán)。
 
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四、冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在保證設(shè)備已有冷卻系統(tǒng)的前提下,另外再設(shè)計(jì)一路水冷卻系統(tǒng),由水質(zhì)符合職工洗浴的生活用水作為冷卻水,利用該系統(tǒng),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(tǒng),需要四套水泵 ,分別為:
1.生活水供水泵(一用一備):為熱水機(jī)組提供冷卻水。
2.循環(huán)水泵(一用一備): 使循環(huán)水箱內(nèi)的水循環(huán)進(jìn)入熱水機(jī)組,被多次加熱。
3.恒溫供水泵(一用一備):將循環(huán)水箱內(nèi)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(nèi)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(huán)水箱內(nèi)。然后通過循環(huán)水泵將生活用水加入到熱水機(jī)組內(nèi),參與換熱。換熱后的高溫生活用水再次進(jìn)入到循環(huán)水箱內(nèi),繼續(xù)被循環(huán)泵抽送到熱水機(jī)組內(nèi)加熱。當(dāng)生活用水在熱水機(jī)組內(nèi)經(jīng)過多次加熱,達(dá)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(chǔ)存到恒溫水箱里。
最后,根據(jù)用戶需要,開啟恒溫水箱出水泵,將達(dá)到要求的熱水供給用戶使用。
 
五、電儀控制系統(tǒng)
1.儀表控制柜
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2.溫度傳感器
檢測(cè)的主要有冷卻水的進(jìn)出口溫度;潤(rùn)滑油進(jìn)出熱水機(jī)組溫度;壓縮空氣進(jìn)出熱水機(jī)組溫度。
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3 電子除垢儀
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空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)特點(diǎn) :
1、空壓機(jī)原有冷卻系統(tǒng)與空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)是兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng),使用者無須擔(dān)心由于空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)的原因而影響空壓機(jī)的運(yùn)行。兩套系統(tǒng)的切換自動(dòng)控制,在空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)未啟用時(shí),空壓機(jī)使用機(jī)身自帶冷卻系統(tǒng);當(dāng)余熱回收系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí),系統(tǒng)可自動(dòng)切換至余熱回收系統(tǒng)。
2、全自動(dòng)控制系統(tǒng),無需人為操作,控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)溫度、水位的情況做出判斷,自行決定換熱方式。
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