山西鍛造廠空壓機(jī)余熱回收技術(shù)方案

山西鍛造廠5臺螺桿式空壓機(jī)余熱回收利用工程簡案技術(shù)方案河南藍(lán)海節(jié)能技術(shù)效勞二○一八年一月二十日第1章工程說明1.1工程名稱山西鍛造廠《5臺螺桿式空壓機(jī)余熱回收利用工程》1.2建設(shè)地點(diǎn)山西鍛造廠1.3工程現(xiàn)狀山西鍛造廠共有5臺螺桿式空壓機(jī)，分別安裝在兩個機(jī)房，其中4臺的軸功率為90kW，1臺軸功率為180KW。氣壓為0.5mpa，空壓機(jī)全天開啟，冬天排氣溫度70-80℃，，夏天排氣溫度85--95℃，平均加載率按70-80%預(yù)算。山西鍛造廠現(xiàn)有洗浴人數(shù)150-180人，一天一次〔淋浴〕，加熱方式為天然氣鍋爐。本方案設(shè)計(jì)利用空壓機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量，置換為洗浴用水，取締天然氣鍋爐，到達(dá)節(jié)能減排，循環(huán)經(jīng)濟(jì)之目的。第2章設(shè)計(jì)說明2.1編制依據(jù)1、國家能源科技“十二五〞規(guī)劃；2、中國節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證管理方法；3、國家發(fā)改委關(guān)于工程科研報(bào)告內(nèi)容和深度的規(guī)定要求；4、《建設(shè)工程經(jīng)濟(jì)評價方法與參數(shù)》第三版；5、《中華人民共和國節(jié)約能源法》；6、《國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定》；7、《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》；8、國家開展和改革委員會《中長期節(jié)能規(guī)劃》；9、國家發(fā)改委、國家環(huán)?？偩帧蛾P(guān)于印發(fā)煤炭工業(yè)節(jié)能減排工作意見的通知》；10、中華人民共和國水污染防治法實(shí)施細(xì)那么；11、中華人民共和國大氣污染防治法；12、《煤炭工業(yè)開展“十二五〞規(guī)劃》。2.2設(shè)計(jì)依據(jù)本方案設(shè)計(jì)參考標(biāo)準(zhǔn)：《壓縮空氣站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GBJ29-90〕《城鎮(zhèn)熱力管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔CJJ34〕《城鎮(zhèn)熱力管網(wǎng)工程施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》〔CJJ28〕《設(shè)備及管道保溫設(shè)計(jì)技術(shù)通那么》〔GB4272-92〕《板式換熱器》〔GB16409-1996〕2.3設(shè)計(jì)目標(biāo)通過對現(xiàn)有五臺空壓機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量，進(jìn)行回收利用，為山西鍛造廠提供淋浴熱水。2.4工程范圍本次改造范圍為空壓機(jī)房5臺螺桿空壓機(jī)的改造，包含換熱局部、輸送水局部、控制局部等?！膊缓饩W(wǎng)局部〕第3章技術(shù)方案3.1空壓機(jī)余熱利用現(xiàn)狀近些年，國內(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)分析了噴油螺桿空壓機(jī)能量回收的有效性，如下列圖：空壓機(jī)運(yùn)行可利用熱量說明空壓機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生總熱量〔100%〕空氣壓力能〔20%〕可利用余熱局部〔80%〕油冷卻器70%氣冷卻器10%空壓機(jī)熱能回收的關(guān)鍵是節(jié)約能源，提高能效。在全球資源緊張的環(huán)境下，空壓機(jī)余熱回收利用，不但保護(hù)了環(huán)境，而且合理利用了資源，提高新能源和可再生能源比重。以噴油螺桿空氣壓縮機(jī)為例，當(dāng)噴油螺桿空氣壓縮機(jī)滿載運(yùn)行時，可回收利用的余熱約占壓氣機(jī)總軸功率的80％左右。由于目前噴油螺桿空壓機(jī)投入運(yùn)行數(shù)量較多，熱能的回收利用具有很好的經(jīng)濟(jì)價值和環(huán)保意義。3.2空壓機(jī)余熱回收原理流程圖如下圖，系統(tǒng)中設(shè)置保溫水箱和水泵，將熱量回收裝置制取的熱水送向用戶?？諌簷C(jī)余熱回收裝置采用循環(huán)加熱模式。在空壓機(jī)余熱回收裝置內(nèi)，熱水通過水泵不斷地在系統(tǒng)中循環(huán)，不斷吸收潤滑油的熱量進(jìn)而溫度不斷升高，最終水溫到達(dá)設(shè)定溫度，經(jīng)恒溫泵抽至保溫水箱供職工洗浴。3.3具體改造方案在空壓機(jī)油氣別離器處接管，將高溫潤滑油導(dǎo)入余熱回收裝置與洗浴冷水換熱，換熱后潤滑油溫度降低而洗浴水溫度升高；改造后油側(cè)潤滑油流程：油氣別離器出口——不銹鋼高壓油管——余熱回收裝置——不銹鋼高壓油管——油氣別離器原出口管；改造后水側(cè)洗浴水流程：循環(huán)水箱——循環(huán)水泵——循環(huán)水管路——余熱回收裝置——循環(huán)水管路——循環(huán)水箱；在循環(huán)水箱內(nèi)，水溫不斷升高，到達(dá)設(shè)定水溫后，恒溫泵啟動，將熱水通過供水管路輸送至女職工澡堂樓頂熱水箱。3.4系統(tǒng)控制說明3.4.1采用空壓機(jī)運(yùn)行自動感溫設(shè)計(jì)，當(dāng)空壓機(jī)運(yùn)行時，余熱回收系統(tǒng)才開始運(yùn)行，系統(tǒng)無負(fù)荷不運(yùn)行，符合自身節(jié)能要求。3.4.2在換熱器冷媒管道上有溫控閥，通過控制水量來確?；赜蜏囟缺３趾愣ǎ瑥亩ＷC空壓機(jī)平安、穩(wěn)定運(yùn)行。3.4.3系統(tǒng)配套的循環(huán)水箱上安裝有液位傳感器，可根據(jù)水箱液位自動控制供水管道的開啟和關(guān)閉，到達(dá)供水的穩(wěn)定。3.4.4系統(tǒng)配套的循環(huán)水箱上安裝有溫度傳感器，當(dāng)循環(huán)水箱內(nèi)水溫到達(dá)要求溫度時，可控制保溫水泵開啟將熱水輸送至保溫水箱，供用戶使用。3.4.5系統(tǒng)配套的熱水供水泵采用自動控制，保證供水穩(wěn)定，用戶使用平安、方便。3.4.6系統(tǒng)配套可動態(tài)顯示系統(tǒng)運(yùn)行壓力、溫度和水箱液位變化信息的觸摸顯示屏，操作人員可直觀、清楚的了解到實(shí)時的系統(tǒng)情況，實(shí)時監(jiān)控有保障。3.4.7在余熱回收系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，可將循環(huán)油路切換至原油路，保證空壓機(jī)的正常運(yùn)行，不會因?yàn)橛酂峄厥障到y(tǒng)損壞而影響空壓機(jī)的正常運(yùn)行。3.5空壓機(jī)余熱回收裝置特點(diǎn)3.5.1、低本錢利用熱能?？諌簷C(jī)余熱回收裝置本身是一種余熱利用設(shè)備，在加裝中，并沒有增加對空壓機(jī)本身的負(fù)載，利用空壓機(jī)廢熱能生產(chǎn)熱水，不需要任何的輔助加熱設(shè)備，僅需局部功率很低的循環(huán)泵和電控柜的運(yùn)行耗電。3.5.2、運(yùn)行不受外界環(huán)境的影響。回收裝置的熱量來源于空壓機(jī)的廢熱，只要空壓機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，空壓機(jī)余熱回收裝置就有熱水產(chǎn)出，不受氣候和天氣影響。3.5.3、提高空壓機(jī)的運(yùn)行效率。對空壓機(jī)的余熱回收增加了排氣量，減少耗電，實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。3.5.4、減少維修保養(yǎng)本錢。通過對空壓機(jī)的余熱回收，降低了空壓機(jī)的運(yùn)行溫度，延長機(jī)油、機(jī)油隔、油氣別離器等常用耗件的更換周期。3.5.5、自控運(yùn)行，無人值守。設(shè)備采用PLC自動控制模塊，根據(jù)技術(shù)要求提前設(shè)定液位、溫度等，自動補(bǔ)水。且發(fā)生故障時，點(diǎn)位自動報(bào)警。3.6產(chǎn)水量計(jì)算：由于正常生產(chǎn)時系統(tǒng)空壓機(jī)根本都處于一個較高負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，按開1臺壓縮機(jī)90kW加載24小時進(jìn)行計(jì)算，洗澡水溫42℃，冷水進(jìn)水溫度10℃。滿負(fù)荷運(yùn)行每天可回收熱量分別為：Q1=p1×n×η1×η2×h1=90kW×1×72%×90%×24=1399.68kW·h=5038848KJ式中：Q1—空壓機(jī)每天可回收熱量，單位KJ；p—空壓機(jī)的額定功率，單位kW·h；n—空壓機(jī)運(yùn)行臺數(shù)；1—空壓機(jī)熱回收效率，為72%；2—空壓機(jī)余熱回收裝置換熱效率，為90%；h—空壓機(jī)每天加載時間。那么每天可產(chǎn)生的熱水量為：M=Q1/〔C×△t)=5038848/〔4.187×32〕≈37t〔90kw的空壓機(jī)每天產(chǎn)水量〕式中：M—產(chǎn)生熱水量，單位kg；Q1—回收總熱量，單位KJ；C—水的比熱容，單位KJ/(kg·℃〕；△t—加熱溫差，單位℃。當(dāng)1臺90kw空壓機(jī)每天加載24小時，可產(chǎn)生37噸42℃熱水。當(dāng)1臺180kw空壓機(jī)每天加載24小時，可產(chǎn)生74噸42℃熱水。即37×4+74×1=222t×0.8的換熱系數(shù)≈207.2t完全可以滿足山西鍛造廠的洗浴需求，無需再啟用天然氣鍋爐3.7設(shè)備選型3.7.1空壓機(jī)余熱回收裝置根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)并結(jié)合我公司產(chǎn)品規(guī)格選5臺LZ-KYHX-100A型余熱回收裝置，參數(shù)如下：參數(shù)LZ-KYHX-100A額定進(jìn)水溫度10℃額定出水溫度42℃工作溫度max150℃工作壓力max1Mpa油側(cè)壓降49.2Kpa設(shè)備材質(zhì)SUS304接口尺寸DN322、空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)配套水泵水箱〔1〕空壓機(jī)系統(tǒng)循環(huán)泵〔2臺，一用一備〕；TD65-22/2流量40m3/h，揚(yáng)程22m，功率4kw〔2〕空壓機(jī)系統(tǒng)恒溫泵〔2臺，一用一備〕；TD50-28/2流量30m3/h，揚(yáng)程28m，功率4kw〔3〕循環(huán)水箱選8噸組合式不銹鋼保溫水箱一個材質(zhì)為不銹鋼材質(zhì),保溫材料為聚氨酯，厚度為8cm。主要設(shè)備參數(shù)表序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1空壓機(jī)余熱回收裝置LZ-KYHX-100A臺5包含主機(jī)換熱設(shè)備〔換熱設(shè)備材質(zhì)為316不銹鋼〕、與空壓機(jī)連接管路〔油系統(tǒng)〕、溫控閥、球閥、過濾器等。2循環(huán)水箱8t個12m×2m×2m不銹鋼保溫水箱，內(nèi)膽材質(zhì)0.7mm厚304不銹鋼，外膽材質(zhì)0.5mm厚201不銹鋼，中間8cm厚聚氨酯保溫3循環(huán)水泵TD65-22/2臺4流量40m3/h，揚(yáng)程22m，功率4kw。4恒溫泵TD50-28/2臺2流量30m3/h，揚(yáng)程28m，功率4kw。5電動閥DN50臺1冷水進(jìn)水閥6電動溫控閥DN50，AC220臺3水路溫控閥，調(diào)節(jié)循環(huán)流量7控制柜一控三套1含控制柜及水箱內(nèi)溫度和液位傳感器.8閥門儀表管件批1含油路及水路閥門，設(shè)備及管路上儀表及安裝配套的管件8輔材〔設(shè)備安裝〕套1視情安裝水處理裝置〔費(fèi)用另計(jì)〕第4章工程節(jié)能分析4.1工程概述山西鍛造廠5臺空壓機(jī)余熱改造工程，主要針對其公司職工洗浴系統(tǒng)進(jìn)行改造。該工程符合我國節(jié)能產(chǎn)業(yè)政策，屬于我國推廣實(shí)施的節(jié)能工程范圍。4.2工程節(jié)能措施山西鍛造廠能源消耗實(shí)際和平安生產(chǎn)要求，在節(jié)能監(jiān)測和對現(xiàn)狀分析評價的根底上，組織開展余熱資源綜合利用工程，符合我國目前節(jié)能現(xiàn)狀和開展方向。山西鍛造廠實(shí)際，公司職工洗浴系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造采用空壓機(jī)余熱作為主要熱源加熱洗浴用水，節(jié)省了洗浴系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用〔取締現(xiàn)有的天然氣鍋爐〕，符合國家提倡的節(jié)能減排政策。4.3職工洗浴系統(tǒng)效益分析4.3.1改造前后工程節(jié)約運(yùn)行費(fèi)比照分析1、改造前職工洗浴系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用根據(jù)山西鍛造廠調(diào)查的數(shù)據(jù)，洗浴用水采取2噸的天然氣鍋爐，保障200人左右的洗浴熱水，約150噸左右/天〔1〕采用2噸天然氣鍋爐：每小耗氣約160方/小時×3.5元/方×每天運(yùn)行7小時×30天×12個月≈141萬元〔年費(fèi)用〕〔2〕每年人工工資：4萬左右〔按一個工人預(yù)算〕〔3〕年維保費(fèi)用按1萬元預(yù)算〔4〕因此改造前保障職工洗浴，山西鍛造廠每年的費(fèi)用約為150萬元2、改造后系統(tǒng)全年運(yùn)行費(fèi)分析職工洗浴采用空壓機(jī)余熱后，運(yùn)行費(fèi)用為系統(tǒng)運(yùn)行耗電費(fèi)用。循環(huán)水泵一臺運(yùn)行24小時計(jì)算，恒溫水泵按一天運(yùn)行5小時計(jì)算：〔1〕空壓機(jī)余熱回收裝置一天的耗電量為：4kw×24+4kw×5=116kW·h〔2〕空壓機(jī)余熱回收裝置年運(yùn)行電費(fèi)為：116kW·h×365×0.7=2.96萬元?！?〕空壓機(jī)余熱回收裝置年維保費(fèi)用預(yù)計(jì)0.5萬。〔4〕如果水質(zhì)不好，可能要預(yù)算1萬左右的水處理費(fèi)用。〔5〕改造后職工洗浴系統(tǒng)總運(yùn)行費(fèi)用約3.46萬元。我公司的產(chǎn)品是無人值守，必要時兼職巡檢即可。3、改造前后工程全年節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用比照表工程功能年運(yùn)行費(fèi)用〔萬元〕改造前運(yùn)行費(fèi)用150改造后洗浴系統(tǒng)費(fèi)用4.46節(jié)省節(jié)約費(fèi)用1454.4工程總節(jié)能效益通過以上節(jié)能計(jì)算分析，該工程改造完成后，年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用：約145萬元4.5工程投資回收投資預(yù)算序號工程單位數(shù)量單價〔元〕合計(jì)〔元〕備注1主體設(shè)備套1128000740000余熱回收裝置5套2控制系統(tǒng)空壓機(jī)控制系統(tǒng)/總控系統(tǒng)3輔助設(shè)備套16800068000含水箱、機(jī)房管道、水泵、閥門及其他輔材4安裝費(fèi)體、控制及輔助設(shè)備安裝，不含外網(wǎng)局部5運(yùn)費(fèi)從洛陽發(fā)貨及現(xiàn)場購置各類材料6系統(tǒng)調(diào)試費(fèi)計(jì)928004.5.2投資回收期年節(jié)能效益：145萬元，9個月可以收尾投資本錢。本工程我公司承諾簽訂合同后30天左右內(nèi)完成安裝及調(diào)試。公司根本介紹1、〔公司建設(shè)規(guī)劃圖〕2、〔公司建設(shè)實(shí)際拍圖〕3、藍(lán)?？萍技瘓F(tuán)公司成立于1995年6月9日，1999年開始在煤化工領(lǐng)域，針對熱風(fēng)、熱水方面研發(fā)出一系列的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，解決礦山的采暖和洗浴以及井口熱風(fēng)需求。從起初的3個部門10余名員工，開展到現(xiàn)在的7個部門180余名員工.產(chǎn)品由剛開始的1種增加到現(xiàn)在的5個系列，6大類，30余種產(chǎn)品。洛陽中懋環(huán)保設(shè)備是藍(lán)海科技集團(tuán)的子公司，成立于2023年3月，企業(yè)投資約10億元，建設(shè)占地1000畝。公司主要從事節(jié)能環(huán)保設(shè)備的生產(chǎn)，擁有超大規(guī)模的加工制造設(shè)備和廠房，具有獨(dú)立加工制造能力，并將成為國家級節(jié)能技術(shù)研究、生產(chǎn)基地。4、目前公司具有高級技術(shù)職稱18人、中級技術(shù)職稱27人、初級技術(shù)職稱60人，承當(dāng)國家重大科技工程7項(xiàng)，國家火炬方案工程6項(xiàng)，列入河南省技術(shù)創(chuàng)新工程20項(xiàng)，獲