離心壓縮機余熱回收工程技術(shù)方案

1、離心壓縮機余熱回收工程技術(shù)方案編制單位： 編制日期： 目 錄一、項目概況1二、項目建設(shè)的必要性1三、項目建設(shè)內(nèi)容3（一）項目設(shè)計原則3（二）建設(shè)內(nèi)容3（三）工藝流程簡述4（四）產(chǎn)品特點6四、熱工計算7（一）基本參數(shù)7（二）設(shè)計計算書7（三）主要設(shè)備8五、經(jīng)濟效益分析9I一、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?cè)萘繛?00Nm3/min,0.35MPa的壓縮空氣供生產(chǎn)使用，根據(jù)工藝和設(shè)備的要求，二級入口風(fēng)溫不可高于65?？諌簷C壓縮空氣二級出口溫度為夏季140，現(xiàn)生產(chǎn)工藝是將風(fēng)溫降到60以下。有四臺三級離心壓縮空壓機，提供總?cè)萘繛?30Nm3/min,0.7

2、5MPa的壓縮空氣供生產(chǎn)使用，根據(jù)工藝和設(shè)備的要求，二、三級入口風(fēng)溫不可高于65，空壓機壓縮空氣三級出口溫度夏季為140，現(xiàn)在的運行方式是將三級出口風(fēng)溫降到60以下外供。二、項目建設(shè)的必要性國民經(jīng)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(gòu)建資源節(jié)約、環(huán)境友好的生產(chǎn)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(biāo)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(jīng)濟效益的一個有效途徑。本項目中，空壓機作為壓縮空氣的生產(chǎn)設(shè)備，在制

3、取壓縮空氣的過程中，不可避免的要產(chǎn)生大量熱量，受生產(chǎn)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(qū)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以上常年可工業(yè)利用的中低溫?zé)嵩?，而冬季則可將空壓機產(chǎn)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以上的熱水來作為吸收式制冷機組的動力源來制取7-12冷水供生活和生產(chǎn)工藝使用，40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(shù)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

4、級利用，同時降低壓縮空氣冷卻成本，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的節(jié)能降耗。三、項目建設(shè)內(nèi)容（一）項目設(shè)計原則1、回收利用工藝及技術(shù)與現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝相結(jié)合，方案科學(xué)合理，選用的熱回收設(shè)備先進、熱回收效率高，系統(tǒng)設(shè)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(guān)的國家設(shè)計規(guī)范、標(biāo)準、要求進行設(shè)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(chǎn)工藝密切結(jié)合，有針對性的選擇適合本公司的能源利用方案；4、經(jīng)濟性與可靠性并重的設(shè)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

5、、管理、維護的方便；8、盡量做到綜合利用，使環(huán)境、社會和經(jīng)濟效益有機地結(jié)合起來。（二）建設(shè)內(nèi)容本項目在吸取國內(nèi)同行業(yè)節(jié)能經(jīng)驗基礎(chǔ)上，對工藝生產(chǎn)過程中的壓縮空氣進行余熱換熱，將末級壓縮空氣中的60以上的高溫?zé)崮苻D(zhuǎn)化成熱水，用于工藝加熱或制冷，將末級前面無法獲取高溫?zé)崴?0-43循環(huán)水的熱量利用熱泵技術(shù)提取部分70-80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，熱回收利用率為100%。具體建設(shè)的內(nèi)容為：1、增設(shè)雙通道熱回收器增設(shè)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

6、95的高溫水。2、增設(shè)溴化鋰制冷機組，利用95的高溫?zé)崴畞碇迫?-12冷水供生活和生產(chǎn)工藝使用。3、增設(shè)水源熱泵機組，用于冬季制取采暖用熱水。4、增設(shè)高溫?zé)峄厥账礋岜脵C組，從40的循環(huán)水中制取70-80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(chǎn)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。（3） 工藝流程簡述1、區(qū)域1.1利用壓縮機末級送出的140的高溫空氣，通過雙通道熱回收器，將空氣中的熱量轉(zhuǎn)換成95的高溫?zé)崴?，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(jīng)過熱量交換后，壓縮空氣溫度降至

7、80，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(nèi)保持不低于0.2MPa的水壓，以確保制取的95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95高溫水作為溴化鋰吸收式制冷機組的驅(qū)動熱源，制取7冷凍水，用于辦公室及其他需要空調(diào)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(jù)現(xiàn)場預(yù)熱需要情況，可再加高溫?zé)峄厥諢岜茫酶邷責(zé)峄厥諢岜酶鶕?jù)生產(chǎn)需要夏季從40的循環(huán)水中制取70-80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：圖1：

8、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140的高溫空氣，通過雙通道熱回收器，將空氣中的熱量轉(zhuǎn)換成80的高溫?zé)崴郎睾蟮臒崴糜诠に嚰訜幔ㄈ缧枰?，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(jù)現(xiàn)場預(yù)熱需要情況，可再加高溫?zé)峄厥諢岜?，利用高溫?zé)峄厥諢岜酶鶕?jù)生產(chǎn)需要夏季從40的循環(huán)水中制取70-80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：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

9、空氣流量：800Nm3/min 48000Nm3/h；空氣溫度：140；空氣壓力：0.35MPa；2、設(shè)計計算書工藝水節(jié)能量計算參數(shù)見表1、2、3：表1：雙通道熱回收器高溫段設(shè)計計算技術(shù)參數(shù)表序號名稱單位熱側(cè)冷側(cè)空氣水1入口溫度(通道1)140802出口溫度(通道1)90953流量Nm3/h4800049.624入口溫度(通道2)90405出口溫度(通道2)50606流量Nm3/h4800026.057空氣比熱kJ/kg.1.0058水比熱kJ/kg.-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302循環(huán)水出口溫度223循環(huán)水流量Nm3/h13

10、8.5除去末級循環(huán)水量4熱泵高溫?zé)崴隹谒疁?05熱泵高溫?zé)崴厮疁囟?06余熱回收量kW1222冬季總余熱回收量1478+1222=2700 kW蒸汽驅(qū)動熱泵總供熱量3419 kW(包括驅(qū)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803循環(huán)水流量Nm3/h49.624冷凍水出口水溫75冷卻水入口水溫12冷卻水流量Nm3/h1106余熱回收量kW832（二）1、基本參數(shù)空壓機數(shù)量：4臺；空壓機空氣流量：730Nm3/min 43800Nm3/h；空氣溫度：140；空氣壓力：0.75MPa；2、設(shè)計計算書工藝水節(jié)能量計算參數(shù)見表4、5：表4：高

11、溫水換熱器水節(jié)能量計算表序號名稱單位熱側(cè)冷側(cè)空氣水1入口溫度(通道1)140542出口溫度(通道1)80743流量Nm3/h4380033.964入口溫度(通道2)80405出口溫度(通道2)50546流量Nm3/h4380033.967空氣比熱kJ/kg1.0058水比熱kJ/kg-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30 (23)若采用溴化鋰機組，該處溫度需要改變2循環(huán)水出口溫度22 (15)3循環(huán)水流量Nm3/h283除去末級循環(huán)水量4熱泵高溫?zé)崴隹谒疁?05熱泵高溫?zé)崴厮疁囟?06余熱回收量kW2500冬季總余熱回收量134

12、9+2500=3849 kW蒸汽驅(qū)動熱泵總供熱量：5320 kW(包括驅(qū)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(jīng)濟效益分析（一）冬季（1）冬季供暖生產(chǎn)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)：120天/年冬季總節(jié)約價值：（6549÷700）×24×120×200=538.89萬元（2）冬季設(shè)備運行費用設(shè)備功率：10kW電費：0.5元/kW

13、h冬季運行費用：10×24×120×0.5=1.44萬元（3）冬季供暖生產(chǎn)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）×24×100×200=149.55萬元。（2）夏季設(shè)備運行費用設(shè)備功率：10kW電費：0.5元/kWh 夏季運行費用：10×24×100×0.5=1.2萬元 （3）夏季熱能回收實際效益 149.55-1.2=148.35 萬元 （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）×24×110×200=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