浅谈空压机的热能利用

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1、浅谈空压机的余热利用任淑娟陈爱林内蒙古第一机械集团有限公司摘要：对空压机余热的利用不仅可以改善空压机本身的工作性能，而且可以变废为宝，节省能源，减少污染物排放。文章结合空压机余热产生的原理，从空压机余热利用的三种方式的适用情况，工作原理，热能用途等方面进行了阐述。关键词：离心式空压机；余热利用；压缩热再生干燥机；余热回收系统；水源热泵；节能减排1引言由于空气具有可压缩性、清晰透明、输送方便、不凝结、没有特殊的有害性能以及取之不尽的特点，同时使用压缩空气比采用蒸汽和电力显得更为方便和安全，使得很多工业部门选择压缩空气作为主要动力源

2、，因此压缩空气成为仅次于电力的第二大动力能源。压缩空气应用范圉遍及石油、化工、冶金、电力、机械、轻工、纺织、汽车制造、电子、食晶、医药、生化、国防、科研等行业和部门。根据美国能源署统计，压缩机在运行时，真正用于增加空气势能所消耗的电能，在空压机总耗电量中只占很小的一部分约为15%,大约85%的电能转化为热量，通过风冷85%园化成瓜舱is%增加空或者水冷的方式排放到空气中。这些“多余”热量被排放到空气中，既影响了环境，加剧大气“温室效应”，制造了“热”污染，同吋这些热量被口口浪费，而这些损失的热量中有80%是可以被回收利用的，折合

3、压缩机的轴功率约为60-70%o空压机余热是空压机在生产高压空气过程中随之产生的多余热量。空气压缩机是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置。在机械能转换为气体压力能过程中，空气受到强烈的高压压缩，空气分子的势能的转化将产生大量的热能，使得温度骤升，同时空压机机械部件高速运转也会产生大量的摩擦热。这些高温热量由空压机润滑油混合成的油气、蒸汽携带排出机体。这些热量若不能按要求及时转移出去，会使空压机运行温度升高，导致润滑油氧化，润滑性能降低•出风量下降，功率消耗增人，最终可能导致空压机损坏。同吋压缩空气排气温度过高

4、、还会影响压缩空气品质，增加后处理设备工作负荷。目前空压机普遍采用风冷或水冷方式进行快速冷却，将这些低品质热量排放到大气中，以满足空压机正常工作的温度要求。因此合理、有效、充分的利用空压机余热是十分有必要的。2、回收空压机余热的主要方式2.1压缩热再生式吸干机压缩热再生式吸干机适用于对空气品质要求较高，空压站房内集屮安装后处理设备的情况，通常多与离心机配套安装。现在阿特拉斯研制出适用于无油螺杆式空压机的MI）干燥机。压缩热再生吸附式干燥机主要的工作原理就是利用气体被压缩产生的热量，减少离心式空压机第三级冷却器，使得压缩机出口的高

5、温气体高达120°C以上，从而满足TSA（变温吸附）所需要的高温再生环境和干燥塔中高温饱和、吸水能力及强的再生气体的耍求。根据变温吸附原理，利用高效吸附剂，根据毛细作用吸附空气中的汽态微粒,以达到净化压缩空气的目的，同时通过加热来脱去吸附剂所吸附的水份。由于利用空压机高温排气的热量直接加热再生干燥剂，取消了为再生干燥剂的电加热器，同时由于加热时再生吋气耗小，最大程度的节约了能量。采用吸附式干燥机可使空气压力露点达到-40°Co无热吸附式干燥机完全依靠压缩空气的反吹再生吸附剂，平均再生耗气W15%,微热吸附式干燥机采用电加热气加热

6、气体至高温，对吸附剂进行再生，平均再生耗气W8%；压缩热再纶吸附式干燥机利用空压机提供的高温气体对吸附剂进行再生，平均再生耗气Wl・5%,对于MD干燥机的再生耗气量可以降低至0。现将压缩热再生吸附式干燥机与无热吸附式干燥机、微热吸附式干燥机运行费用进行比较如下（均按照处理流量100Nm7min,1年8000小时计算）:喙机类型能耗明细无热再生式十燥机微热再生式十燥机压缩热再生式干燥机再生气耗15%xl00=15Nm3/min8%xl00=8Nm3/min1.5%xl00=1.5m3/min平均功率040kW0能量消耗总计8000

7、x0.746x154-0.11888000x8000x0.746x1.5=753535kWh(0.746x84-0.1188+4-0.1188=75354kWh40)=721886kWh年运行费用0.9514x753535=0.9514x721886=0.9514x75354=71.7万元68.7万元7.2万元注：1、工作时间以8000小时计算，且空压机的产气量WlNmVmin消耗7.1KW计算。2、以工业用电RMB0.9514元/kWh计算。由上表进行对比无热吸附式干燥机、微热吸附式干燥机及压缩热再生吸附式干燥机从运行所消耗的

8、电能及运行费用可看出压缩热再生式干燥机较其它耗能和运行费用较低。仅运行费用压缩热再生吸附式干燥机比微热吸附式干燥机每年可减少90%,购买压缩热再生吸附式干燥机的价格约为48万元，购买微热吸附式干燥机的价格约为20万元，价格差为28万元，年运行和维护费用基本一致，