離心壓縮機余熱回收工程技術方案教材

1、離心壓縮機余熱回收工程技術方案編制單位:編制日期:、項目概況1、項目建設的必要性 1三、項目建設內容 2（一） 項目設計原則 2（二） 建設內容 3（三） 工藝流程簡述 4I（四）產品特點錯誤！未定義書簽四、熱工計算6（一）基本參數(shù) 6（二）設計計算書 6（三）主要設備 7五、經濟效益分析 10、項目概況有限公司現(xiàn)有三臺空壓機常年運行，空壓機采用離心式兩級壓縮工藝，提供總容量為800NmVmin,0.35MPa的壓縮空氣供生產使用，根據工藝和設備的要求，二級入口風溫不可高于65C。空壓機壓縮空氣二級出口溫度為夏季140 C,現(xiàn)生產工藝是將風溫降到60C以下。有四臺三級離心壓縮空壓機，提供總容量

2、為 730NmVmin,0.75MPa的壓縮空氣供生產使用，根據工藝和設備的 要求，二、三級入口風溫不可高于65 C，空壓機壓縮空氣三級出口溫度夏季為140 C,現(xiàn)在的運行方式是將三級出口風溫降到60 C以下外供。二、項目建設的必要性國民經濟和社會發(fā)展第“十二五”規(guī)劃綱要提出：“面對日趨強化的資源環(huán)境約束，必須增強危機意識，樹立綠色、低碳發(fā)展 理念，以節(jié)能減排為重點，健全激勵和約束機制，加快構建資源 節(jié)約、環(huán)境友好的生產方式和消費模式，增強可持續(xù)發(fā)展能力?！薄笆濉逼陂g的節(jié)能指標為：單位GDP能耗降低率為17%在能源費用日趨增高的今天，節(jié)能降耗也是企業(yè)降低運行成本， 提高經濟效益的一個有效途

3、徑。本項目中，空壓機作為壓縮空氣的生產設備，在制取壓縮空 氣的過程中，不可避免的要產生大量熱量，受生產工藝的制約， 壓縮空氣必須降溫后才能使用，因此要消耗大量的電能驅動循環(huán) 冷卻水、制造低溫冷凍水來給壓縮空氣降溫。而在此過程中被冷 卻掉的熱量有約 50%是 60 C以上常年可工業(yè)利用的中低溫熱源， 而冬季則可將空壓機產生的熱能全部用來生活和工藝供暖。具體利用方式有：夏季可用80 C以上的熱水來作為吸收式制冷機組的動力源來制取 7-12 C冷水供生活和生產工藝使用，40 C以上熱水可利用熱泵提取部分熱能用于工藝加熱。總之，空壓機熱能綜合利用技術就是將壓縮空氣降溫過程重新整合梳理，將壓縮空氣中的熱

4、量提取出來作為熱源綜合利用， 從而大大降低壓縮空氣使用過程中的能源浪費，實現(xiàn)能源梯級利 用，同時降低壓縮空氣冷卻成本，實現(xiàn)生產過程的節(jié)能降耗。三、項目建設內容（一）項目設計原則1、回收利用工藝及技術與現(xiàn)有的生產工藝相結合，方案科學合理，選用的熱回收設備先進、熱回收效率高，系統(tǒng)設計可靠， 工程投資省，運行費用低，操作管理方便，具有較高的能源回收 利用率；2、 嚴格按照各項相關的國家設計規(guī)范、標準、要求進行設計；3、余熱余壓回收利用方案充分考慮到季節(jié)的影響，與生產工藝密切結合，有針對性的選擇適合本公司的能源利用方案；4、經濟性與可靠性并重的設計原則，合理降低工程造價和運行費用，提高工程效益，同時盡

5、可能提高系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性;6、確保熱回收系統(tǒng)運行安全、衛(wèi)生、穩(wěn)定；7、充分考慮工程操作、管理、維護的方便；&盡量做到綜合利用，使環(huán)境、社會和經濟效益有機地結合起來。（二）建設內容本項目在吸取國內同行業(yè)節(jié)能經驗基礎上，對工藝生產過程中的壓縮空氣進行余熱換熱，將末級壓縮空氣中的60 C以上的高溫熱能轉化成熱水，用于工藝加熱或制冷，將末級前面無法獲取高溫熱水的 30-43 C循環(huán)水的熱量利用熱泵技術提取部分70 C-80 C熱量用于工藝加熱， 從而在夏季最大限度的利用空壓機的排 熱，減少能源的一次消耗量，實現(xiàn)能源梯級利用。冬季利用水源熱泵將全部的空壓機循環(huán)水熱量利用起來用于冬季采暖，熱回收利用率

6、為 100%具體建設的內容為：1、增設雙通道熱回收器增設的雙通道熱回收器安裝在原末級冷卻器前，吸收熱量后可制取95 C的高溫水。2、增設溴化鋰制冷機組，利用95C的高溫熱水來制取 7-12 C 冷水供生活和生產工藝使用。3、增設水源熱泵機組，用于冬季制取采暖用熱水。-3-溫熱回收熱泵根據生產需要夏季從40 C的循環(huán)水中制取 70-80 C70-80 C熱水，用于工藝加熱。通過改造，一方面，提取原先浪費的空氣余熱來供生產和生 活用熱，另一方面可以減少冷卻水的蒸發(fā)用量，即可節(jié)約電力和 利用熱量，又可節(jié)約水資源，最大限度的提高了能源利用率。（三）工藝流程簡述1、區(qū)域1.1利用壓縮機末級送出的 140

7、 C的高溫空氣，通過雙通道熱 回收器，將空氣中的熱量轉換成95 C的高溫熱水，升溫后的熱水用于工藝加熱，或者去往溴化鋰機組制取冷水。經過熱量交換后， 壓縮空氣溫度降至 80C，進入雙通道熱回收器下一級冷卻系統(tǒng)進 行冷卻。1.2雙通道熱回收器第一級熱回收器內保持不低于0.2MPa的水壓，以確保制取的 95C高溫水不會汽化從而影響換熱器的安全 運行。1.3雙通道熱回收器第一級熱回收器制取的 95C高溫水作為 溴化鋰吸收式制冷機組的驅動熱源， 制取7C冷凍水，用于辦公室 及其他需要空調的場所。1.4冬季利用水源熱泵機組提取循環(huán)水的熱量用于居民采暖， 循環(huán)水廢熱利用率達到 100%1.5根據現(xiàn)場預熱需

8、要情況，可再加高溫熱回收熱泵，利用高的熱水用于工藝加熱，以提高冬季以外的廢熱利用率。改造后的壓縮空氣冷卻及熱回收工藝流程見圖1：居民區(qū)圖1:壓縮空氣冷卻及熱回收流程圖（改造后）2、區(qū)域2.1利用壓縮機末級送出的 140C的高溫空氣，通過雙通道熱回收器，將空氣中的熱量轉換成80C的高溫熱水，升溫后的熱水用于工藝加熱（如需要，本區(qū)域也可以采用熱水溴化鋰制冷）2.2冬季利用水源熱泵機組提取循環(huán)水的熱量用于居民采暖，循環(huán)水廢熱利用率達到 100%2.3根據現(xiàn)場預熱需要情況， 可再加高溫熱回收熱泵， 利用高的熱水用于工藝加熱，以提高冬季以外的廢熱利用率。改造后的壓縮空氣冷卻及熱回收工藝流程見圖2:水源麹

9、泵lvm1XT1AJXL冷卻塔居民區(qū)圖2:壓縮空氣冷卻及熱回收流程圖（改造后）四、熱工計算（一）1、基本參數(shù)空壓機數(shù)量：3臺；空壓機空氣流量：800Nnr/min 48000Nm 3/h ;空氣溫度：140C ;空氣壓力：0.35MPa；2、設計計算書工藝水節(jié)能量計算參數(shù)見表1、2、3：-8-表1:雙通道熱回收器高溫段設計計算技術參數(shù)表序號名稱單位熱側冷側空氣水1入口溫度（通道1）140802出口溫度（通道1）C90953流量Nm3/h4800049.624入口溫度（通道2）C90405出口溫度（通道2）C50606流量3Nm3/h4800026.057空氣比熱kJ/kg. C1.0058水比

10、熱kJ/kg. C-4.189余熱回收量kW1478表2:冬季取暖工況下參數(shù)序號名稱單位數(shù)值備注1循環(huán)水入口溫度C302循環(huán)水出口溫度C223循環(huán)水流量Nm3/h138.5除去末級循環(huán)水量4熱泵咼溫熱水出口水溫C605熱泵咼溫熱水回水溫度C50-9-工藝水節(jié)能量計算參數(shù)見表4、5:冬季總余熱回收量1478+1222=2700 kW蒸汽驅動熱泵總供熱量 3419 kW （包括驅動蒸汽的熱量）表3:夏季制冷工況下參數(shù)序號名稱單位數(shù)值備注1高溫水入口溫度952高溫水出口溫度C803循環(huán)水流量Nm3/h49.624冷凍水出口水溫C75冷卻水入口水溫C12冷卻水流量Nm3/h1106余熱回收量kW832

11、1、基本參數(shù)空壓機數(shù)量：4臺；空壓機空氣流量：730Nm3/min 43800Nm 3/h ;空氣溫度：140C ;空氣壓力：0.75MPa；2、設計計算書表4:高溫水換熱器水節(jié)能量計算表序號名稱單位熱側冷側空氣水1入口溫度（通道1）140542出口溫度（通道1）C80743流量Nm3/h4380033.964入口溫度（通道2）C80405出口溫度（通道2）C50546流量Nm3/h4380033.967空氣比熱kJ/kg C1.0058水比熱kJ/kg C-4.1810余熱回收量kW1349表5:冬季取暖工況下參數(shù)序號名稱單位數(shù)值備注1循環(huán)水入口溫度C30 (23)若采用溴化鋰機組，該處溫度

12、需要改變2循環(huán)水出口溫度C22 (15)3循環(huán)水流量Nm3/h283除去末級循環(huán)水量-13-4熱泵咼溫熱水出口水溫605熱泵咼溫熱水回水溫度506余熱回收量kW2500冬季總余熱回收量1349+2500=3849 kW蒸汽驅動熱泵總供熱量：5320 kW （包括驅動蒸汽的熱量）其它季節(jié)（除冬季外），可采用以上方法對營養(yǎng)液進行加熱，從而合理了地利用以上熱量。（三）冬季總余熱回收熱量：2700+3849=6549 kW冬季總供熱量：3419+5320=8739 kW五、經濟效益分析（一）冬季（1）冬季供暖生產熱能節(jié)約費用節(jié)能功率：6549kW蒸汽熱值：700kW/ 噸蒸汽價格：200元/噸采暖天數(shù)

13、：120天/年-15-149.55-1.2=148.35 萬元萬元(2) 冬季設備運行費用設備功率：10kW電費：0.5元/kWh冬季運行費用：10X 24X 120X 0.5=1.44萬元(3) 冬季供暖生產熱能實際效益：538.89-1.44=537.45 萬元(二) 夏季(1) 夏季熱能回收節(jié)約費用節(jié)能功率：2181kW蒸汽熱值：700kW/噸蒸汽價格：200元/噸余熱平均利用天數(shù)：100天/年夏季總節(jié)約價值：(2181 + 700 ) X 24 X 100 X 200=149.55 萬元。(2) 夏季設備運行費用設備功率：10kW電費：0.5元/kWh夏季運行費用：10X 24X 100X 0.5=1.2萬元(3) 夏季熱能回收實際效益（三）其它季節(jié)節(jié)能功率：1349kW蒸汽熱值：700kW/噸蒸汽價格：200元/噸余熱平均利用天數(shù)：330-120-100=110天/年總節(jié)約價值：（1349- 700） X 24X 110X 200=101.75 萬元（四）全年熱回收效益537.49+148.35+101.75=787.59 萬元（五）工程改造投資（萬元）1）冬季取熱部分：夏季制冷部分：2）冬季取熱部分：