高效節(jié)能空氣壓縮系統(tǒng)

1、高效節(jié)能空氣壓縮系統(tǒng)高效節(jié)能空氣壓縮系統(tǒng)項(xiàng)目計(jì)劃書項(xiàng)目計(jì)劃書1前言全國(guó)工業(yè)領(lǐng)域風(fēng)機(jī)、水泵和空壓機(jī)年耗電為l. 43萬億度，全國(guó)空壓機(jī)耗電總量占15%計(jì)算，其年耗電量為2140億度。全國(guó)每年空壓機(jī)電能消耗巨大、壓縮空氣浪費(fèi)嚴(yán)重！在能源價(jià)格不斷上漲，產(chǎn)品利潤(rùn)不斷下降的今天，從經(jīng)濟(jì)角度和環(huán)保角度考慮，企業(yè)對(duì)于自身壓縮空氣的節(jié)能是尤其值得重視的。壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能對(duì)策已成為最緊急的課題。2電機(jī)產(chǎn)品耗能占全國(guó)總電能的比例壓縮空氣系統(tǒng)壓縮空氣系統(tǒng)水泵系統(tǒng)水泵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)信息來源：國(guó)家發(fā)改委“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見9.4%20.9%10.4%6.4%壓縮空氣作為工業(yè)生產(chǎn)的四種

2、基本流體介質(zhì)（水、壓縮空氣、蒸汽、天然氣）之一，能耗約占工廠設(shè)備（動(dòng)力設(shè)備、制造設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、電熱設(shè)備、照明設(shè)備、給排水設(shè)備）總用電量的9%-35%。 系統(tǒng)能耗比例3空壓機(jī)的工作效率空壓機(jī)在運(yùn)行時(shí)，真正用于增加空氣勢(shì)能所消耗的電能，在總耗電量中只占很小的一部分，約15%左右。約85%的耗電轉(zhuǎn)化為熱量，通過風(fēng)冷或者水冷的方式排放到空氣中去。美國(guó)能源署統(tǒng)計(jì)4壓縮空氣系統(tǒng)的成本、電耗現(xiàn)狀5空壓機(jī)的余熱u以160KW空壓機(jī)為例，用于壓縮空氣的消耗的電能 16015% = 24KW u轉(zhuǎn)化余熱浪費(fèi)的電能 16085% = 136KW 空壓機(jī)的余熱浪費(fèi)巨大，余熱利用越來越被人們所重視。目前，盡管有一些廠

3、家開發(fā)的利用空壓機(jī)余熱回收的產(chǎn)品也能利用部分熱能，但是最關(guān)鍵的問題是不一定能遇到充分利用回收的熱水的應(yīng)用場(chǎng)合！6空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能手段v 提高空壓機(jī)效率 1020%v 變頻調(diào)速技術(shù) 1035%v 單點(diǎn)/多點(diǎn)壓力調(diào)節(jié)控制515%v 集中控制系統(tǒng)515%v 流量控制技術(shù)510%v 干燥工藝改進(jìn)510%v 熱回收利用2040%v 管網(wǎng)優(yōu)化 515%v 泄漏監(jiān)控 515%v 廢氣回收1020%7一種全新的高效節(jié)能壓縮空氣系統(tǒng)本項(xiàng)目提出本項(xiàng)目提出一種一種全新的全新的節(jié)能壓縮空氣裝置，節(jié)能壓縮空氣裝置，利用利用流體力學(xué)的流體力學(xué)的科恩達(dá)效應(yīng)原理，在傳統(tǒng)裝置科恩達(dá)效應(yīng)原理，在傳統(tǒng)裝置液態(tài)空氣氣化裝置液態(tài)空氣氣化

4、裝置基礎(chǔ)上設(shè)置射流引流器、氣基礎(chǔ)上設(shè)置射流引流器、氣體混合引流器，利用少量液態(tài)空氣氣化產(chǎn)生少體混合引流器，利用少量液態(tài)空氣氣化產(chǎn)生少量高壓壓縮空氣，量高壓壓縮空氣，再再用少量高壓壓縮空氣形成用少量高壓壓縮空氣形成10100倍的高流量壓縮空氣，耗能倍的高流量壓縮空氣，耗能極極少、少、系統(tǒng)系統(tǒng)裝置簡(jiǎn)單、裝置簡(jiǎn)單、可靠性高、體積大大減小、可靠性高、體積大大減小、供氣量供氣量大、無噪聲、大、無噪聲、無熱排放、設(shè)備采購(gòu)成本和使用無熱排放、設(shè)備采購(gòu)成本和使用成本也大幅降低。成本也大幅降低。8背景技術(shù)9 射流技術(shù)：射流技術(shù)：高速高壓的流體，能帶動(dòng)周圍介質(zhì)一并運(yùn)動(dòng)；即高壓冷凝水射流可以吸收帶動(dòng)部分乏氣直接再進(jìn)

5、入水浴氣化換熱器；而以某種形式噴射的氣流，可以帶動(dòng)比該氣流量大10100倍的氣體一起運(yùn)動(dòng)；高壓氣化氣體可以帶動(dòng)大量乏氣進(jìn)入下一工作循環(huán)； 流體熱力學(xué)：流體熱力學(xué)：流動(dòng)的氣體可以在運(yùn)動(dòng)中升溫補(bǔ)熵，同一空間不同階段的壓力可以不同；氣化氣體可以在流動(dòng)過程中逐漸補(bǔ)熵升溫、增壓；射流技術(shù)v 射流射流 jetv 從管口、孔口、狹縫射出，或靠機(jī)械推動(dòng)，并同周圍流體摻混的一股流體流動(dòng)。經(jīng)常遇到的大雷諾數(shù)射流一般是無固壁約束的自由湍流。這種湍性射流通過邊界上活躍的湍流混合將周圍流體卷吸進(jìn)來而不斷擴(kuò)大，并流向下游。射流在水泵、蒸汽泵、通風(fēng)機(jī)、化工設(shè)備和噴氣式飛機(jī)等許多技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。10流體的動(dòng)壓、靜壓、全

6、壓靜壓靜壓 由于空氣分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而撞擊于管壁上產(chǎn)生的壓力稱為靜壓。氣體量一定的情況下，簡(jiǎn)單的理解靜壓和溫度有關(guān)；動(dòng)壓動(dòng)壓指空氣流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力，只要風(fēng)管內(nèi)空氣流動(dòng)就具有一定的動(dòng)壓，其值永遠(yuǎn)是正的。簡(jiǎn)單的理解動(dòng)壓和氣流速度有關(guān)； 全壓全壓全壓是靜壓和動(dòng)壓的代數(shù)和，氣體所具有的總能量。簡(jiǎn)單理解就是流體最終的總壓力。11射流泵原理圖12氣體放大器13沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)14高效節(jié)能空氣壓縮系統(tǒng)151、液態(tài)空氣儲(chǔ)罐；2、高壓超低溫液體泵；3、射流引流器；4、超低溫氣液管路；5、高壓氣化器；6、熱源液1輸出管路；7、熱源液1輸入管路；8、高壓常溫輸氣管；9、氣體混合引流器；10、氣體收縮段；11、熱源液2輸

7、入管路；12、熱源液2輸出管路；13、氣體膨脹段；14、氣體換熱器；15、泄壓?jiǎn)蜗蜷y；16、單向閥；17、管路；18、工作壓力儲(chǔ)氣罐；19、工作氣流管路；20、空氣過濾干燥裝置；21、空氣入口；22、液態(tài)空氣加注口；23、單向閥；24、射流回氣管路；25、安全泄壓裝置；26、回氣歧管。附圖說明：附圖說明：16液態(tài)空氣儲(chǔ)罐里的低溫液態(tài)空氣通過高壓超低溫液體泵，以530MPa的壓力輸入射流引流器，同時(shí)通過射流回氣管吸入高溫的空氣混合，形成超低溫高壓氣液混合物；所得的超低溫高壓氣液混合物經(jīng)過超低溫高壓氣液管路進(jìn)入氣源高壓氣化器吸收熱量后氣化形成高壓常溫氣體；所得的高壓常溫氣體達(dá)到設(shè)定壓力后，通過高壓

8、輸氣管上的泄壓?jiǎn)蜗蜷y輸入氣體混合引流器，通過科恩達(dá)效應(yīng)使得過濾干燥的空氣經(jīng)過氣體換熱補(bǔ)熵裝置升溫補(bǔ)熵后形成高流量氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣罐待用；部分經(jīng)過升溫補(bǔ)熵的空氣輸入射流回氣管，與低溫液態(tài)空氣混合，再形成超低溫高壓氣液混合物，使得制備過程連續(xù)進(jìn)行。工作原理工作原理17方案經(jīng)濟(jì)性分析方案經(jīng)濟(jì)性分析18參照國(guó)標(biāo)JB/T 6430-2002，產(chǎn)生1MPa壓縮空氣的能耗指標(biāo)大約是8.0KW立方每分鐘（機(jī)組越大，效率越高）。25立方每分鐘的空壓機(jī)能耗約200Kw；每小時(shí)使用費(fèi)（每度電0.6元）120元，產(chǎn)氣1500立方；采用本方案，產(chǎn)生相同壓力氣量，折算標(biāo)準(zhǔn)空氣約1500立方左右，空氣的分子量按30計(jì)算，液態(tài)空

9、氣放大使用比例暫定為1:10，大約需要消耗的液態(tài)空氣是：1500/ 22.4 * 0.03 / 10 = 0.2 噸系統(tǒng)只需要一個(gè)不到1千瓦的每分鐘流量3.3Kg的高壓超低溫液體泵，系統(tǒng)總耗電小于1KWh。按照液態(tài)空氣每公斤耗電0.28度計(jì)算生產(chǎn)成本，批發(fā)價(jià)200元/噸，同樣產(chǎn)氣1500立方成本是40元；方案優(yōu)勢(shì)分析方案優(yōu)勢(shì)分析19v建設(shè)成本不到1/2，占地不到1/2；v運(yùn)行成本下降到1/3，耗電量下降到近乎零；v設(shè)備技術(shù)成熟，免維護(hù)，可靠性高；v無噪音、不排熱、傳輸管損?。籿節(jié)約能耗效果明顯，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益突出。該項(xiàng)目的市場(chǎng)空間特點(diǎn)20v國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)空白，發(fā)展空間大；v單個(gè)項(xiàng)目金額大，系統(tǒng)實(shí)施簡(jiǎn)

10、單；v符合國(guó)家能源政策，容易獲得融資和補(bǔ)貼；v設(shè)備技術(shù)成熟，系統(tǒng)可靠性高、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)?。籿節(jié)約能耗效果明顯，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益突出。按照每年行業(yè)耗電2140億度電計(jì)算，只要節(jié)約10%，就能節(jié)約200億度點(diǎn)，折合約656萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤項(xiàng)目實(shí)施步驟21第一階段：原理樣機(jī)研發(fā)實(shí)現(xiàn)第一階段：原理樣機(jī)研發(fā)實(shí)現(xiàn)定做一套每小時(shí)汽化量20公斤液態(tài)空氣，輸出壓力10MPa以上的水浴氣化器，定做射流引流器、氣體混合引流器，采購(gòu)必要的管線、閥門、測(cè)量設(shè)備，合計(jì)預(yù)算35萬元；加工其它輔助配件器材15萬。尋求有經(jīng)驗(yàn)、積極配合、有相應(yīng)能力的合作研發(fā)團(tuán)隊(duì)外包委托開發(fā)或者合作開發(fā)，保證進(jìn)度、效率，保證資金的使用效率，控制風(fēng)險(xiǎn)；完成專家成

11、果評(píng)審?？偼顿Y約200萬。項(xiàng)目實(shí)施步驟22第二階段：小型示范工程第二階段：小型示范工程計(jì)劃設(shè)計(jì)一個(gè)300Kw空壓機(jī)改造項(xiàng)目，在原理樣機(jī)成果基礎(chǔ)上，委托專業(yè)設(shè)計(jì)院進(jìn)行設(shè)計(jì)，落實(shí)一個(gè)合作應(yīng)用單位；根據(jù)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)文件面向社會(huì)進(jìn)行施工安裝工程招標(biāo)；節(jié)能增效目標(biāo)：降低運(yùn)行成本60%，系統(tǒng)電耗降低到1%；項(xiàng)目完成后，組織專家評(píng)審。第三階段：推廣應(yīng)用第三階段：推廣應(yīng)用在示范工程成功后，整合社會(huì)資源，采用不同融資合作模式，開展節(jié)能增效發(fā)電技術(shù)應(yīng)用推廣。財(cái)務(wù)預(yù)測(cè)分析目前啟動(dòng)項(xiàng)目，總投資不大，一旦前期樣機(jī)完成研發(fā)，專利技術(shù)目前啟動(dòng)項(xiàng)目，總投資不大，一旦前期樣機(jī)完成研發(fā)，專利技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)1010倍以上增值，

12、投資回報(bào)容易實(shí)現(xiàn)。問題的關(guān)鍵僅僅在于倍以上增值，投資回報(bào)容易實(shí)現(xiàn)。問題的關(guān)鍵僅僅在于項(xiàng)目是否能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)可行性，財(cái)務(wù)投資容易預(yù)測(cè)和分析。項(xiàng)目是否能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)可行性，財(cái)務(wù)投資容易預(yù)測(cè)和分析。v 投入資金投入資金回收回收預(yù)期預(yù)期半年內(nèi)通過樣機(jī)完成技術(shù)鑒定，確認(rèn)市場(chǎng)地位和價(jià)值，1年內(nèi)技術(shù)股權(quán)溢價(jià)轉(zhuǎn)讓初步獲利，3年左右逐步開始實(shí)現(xiàn)綜合收益v 直接技術(shù)轉(zhuǎn)讓回報(bào)直接技術(shù)轉(zhuǎn)讓回報(bào)一次性或階段分步技術(shù)轉(zhuǎn)讓、產(chǎn)品生產(chǎn)和專利使用授權(quán)、政府扶植、社會(huì)資金參與實(shí)現(xiàn)技術(shù)專利溢價(jià)增值v 未來投資回報(bào)未來投資回報(bào)預(yù)期預(yù)期工程技術(shù)授權(quán)的專利技術(shù)提成獲利，技術(shù)參股后所持股權(quán)資本運(yùn)營(yíng)升值v 政府扶植資金申報(bào)政府扶植資金申報(bào)有原理樣機(jī)做基礎(chǔ)，具備條件申報(bào)政府扶持資金、實(shí)現(xiàn)資源升值23融資金額及使用計(jì)劃作為一個(gè)天使投資合作項(xiàng)目，考慮到未來項(xiàng)目進(jìn)一步發(fā)展的需作為一個(gè)天使投資合作項(xiàng)目，考慮到未來項(xiàng)目進(jìn)一步發(fā)展的需要，以及項(xiàng)目第一階段務(wù)實(shí)的資金需求，也綜合業(yè)界慣例，做出如要，以及項(xiàng)目第一階段務(wù)實(shí)的資金需求，也綜合業(yè)界慣例，做出如下計(jì)劃：下