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空压机余热回收热水工程方案

2018-11-29

贵司员工宿舍由1台柴油炉供应生活热水,生产车间安装使用了 3台螺杆式空压机(1台50HP,2台30HP)。结合贵司当前工厂实际情况建议:对空压机正常运行所产生的热量进行空压机余热回收再利用,一方面结约柴油的使用,另一方面改善空压机的工况,有利于提高空压机的使用寿命。

一、基本原理:

空压机长期连续工作过程中,把电能转换为机械能,机械能转换为热能,在机械能转换为热能过程中,空气得到强烈的高压压缩,使之温度骤升,这是普通物理学机械能量转换现象,机械螺杆的高速旋转,同时也摩擦发热,这些产生的高热由空压机润滑油的加入混合成油/气蒸汽排出机体,这部分高温油/气流的热量相当于空压机输入功率的3/4,它的温度通常在90℃(冬季)-100℃(夏秋季),这些热能都由于机器运行温度的要求,都被无端地废弃排往大气中,即空压机的散热系统来完成机器运行的温度要求。空压机余热再利用装置并非简单和传统的冷热交换形式,采用同程截流式反串使冷热交换效果大增到1.8-2.0倍。产出的热水可提供生厂车间工艺用水或者员工生活用水,从而解决了企业主为产生热水长期经济支付的沉重负担。

二、空压机余热回收热水工程的优点:

节能环保的螺杆空压机余热再利用装置,充分利用了免费的热能,不需运行费用,一次投资就可以得到取之不尽的生活热水,只要工厂开工,不受恶劣天气的影响,只需消耗水泵用电,无任何污染,同时空压机的运行温度条件也得到了极大改善,并延长了机器的使用寿命。

空压机余热回收装置占地面积小,不需专人看管,安全方便,的绿色环保供水和节能。

三、可行性分析

贵司提供数据:按280人用水,每人每天以40KG/人用水计;

实际因为贵司用水为集中桶提,用水量可选少一些,每人每天暂按30KG/人用水计算,即员工生活用水需求:30KG*280人=8400KG

员工用水贵司要求为60℃,补充水按常温为15℃,即温升45℃。

根据公式 Q=C*M*△T

=1KCAL/KG*1T*8400KG/T*45℃

=378000KCAL

贵司3台空压机(1台50HP,2台30HP),常用2台,空压机余热回收按利用65%(额定工况下利用率可达75%),每天使用12小时计算:

(37kw+22kw)*65%=38.35 kw

产生热量 38.35 kw * 12h * 860 kcal =395772 kcal > 378000 kcal

即空压机余热应能满足员工生活用水的需用。

由于空压机余热受空压机使用状况的影响,故保留现有柴油系统作备用。

四、方案分析

经各方面因素综合考虑,对贵司热水系统设计方案详见设计图纸。

热水桶选用4吨(原有)+6吨(新增)=10吨>8.4吨,采用1只1吨的过渡水箱。

当机房旁边过渡水箱同水温高于60度时,即将热水抽往天面水池备用;

节假日空压机不开或空压机负载不大时,过渡水箱将没有足够温度热水供应过来,楼顶水箱水位低于一定程度,将由楼顶进行补水,补水后温度低于45度,热水炉启动,由备用热水炉系统进行供水。

本方案充分利用了现在空压机的余热,大限度降低了柴油热水炉的使用,从而节约了工厂的开支。且保证了高质量的热水供应。

五、效益分析

员工用水为55℃,补充水按常温为15℃,即温升45℃。

根据公式 Q=C*M*△T

=1KCAL/KG*1T*1000KG/T*45℃

=45000KCAL

产生1吨55℃热水所需用柴油:45000KCAL÷10200KCAL/KG÷95% =4.64 KG=5.45升

约需5.45升柴油费用:5.45升*4.5元/升(估计市场价) =24.5元

则每个月柴油费用为:8.4吨*24.5元/吨*30天=6174元

全年节约费用为:6174元/月*12=74088元≈7.4万元

(以上数据是按贵司提供参数计算,估计贵司实际热水用量会少一些,即实际费用也会稍低一些。)

而采用空压机余热利用技术,费用为零,且对空压机运行有益。

以上的热水提供方式水泵都会用一些电,此部分费用很小,可忽略。

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