空压机余热利用项目可行性方案.doc

空压机余热利用项目可行性方案空压机余热利用项目可行性方案 福城矿业公司福城矿业公司 山东泉缘节能环保科技有限公司山东泉缘节能环保科技有限公司 2013-06-232013-06-23 目录 第一部分第一部分 商务文件商务文件5 第一章第一章 公司简介公司简介5 第二章第二章 公司资质公司资质5 第三章第三章 公司专有技术公司专有技术9 一、矿井乏风和排水热能综合利用技术一、矿井乏风和排水热能综合利用技术9 二、国家机关办公建筑及大型公共建筑能耗监测系统平台二、国家机关办公建筑及大型公共建筑能耗监测系统平台9 三、空压机余热利用技术三、空压机余热利用技术9 四、工业低温烟气、蒸汽余热回收技术四、工业低温烟气、蒸汽余热回收技术10 第四章第四章 典型案例典型案例11 一、山东鲁泰煤业有限公司太平煤矿一、山东鲁泰煤业有限公司太平煤矿11 二、枣庄王晁煤矿有限责任公司二、枣庄王晁煤矿有限责任公司13 三、枣庄矿业集团柴里煤矿三、枣庄矿业集团柴里煤矿14 四、山东兴杨矿业有限责任公司四、山东兴杨矿业有限责任公司15 五、山东里彦矿业有限责任公司五、山东里彦矿业有限责任公司16 六、山东鑫国煤电有限责任公司六、山东鑫国煤电有限责任公司17 第二部分第二部分 工程项目方案工程项目方案18 第一章第一章 项目概述项目概述18 第一节、项目简介第一节、项目简介19 第二章第二章 技术方案技术方案19 第一节、概述第一节、概述19 第二节、负荷计算第二节、负荷计算21 第三节、可利用热能计算第三节、可利用热能计算22 第四节、空压机热水机原理介绍第四节、空压机热水机原理介绍22 第五节、水处理设备：离子棒第五节、水处理设备：离子棒24 第六节、风机盘管第六节、风机盘管27 第七节、设备选型第七节、设备选型30 第八节、项目设施、设备及材料明细表第八节、项目设施、设备及材料明细表30 第一部分第一部分 商务文件商务文件 第一章第一章 公司简介公司简介 山东泉缘节能环保科技有限责任公司是专业的节能环保科技公 司，致力于绿色能源、能源管理综合服务和节能技术的研发及改造。 公司为客户提供能源管理的一站式服务和整体能源系统的综合解决 方案，包括关键节能技术和产品提供、成套集成技术服务以及智能 绿色运营服务，在煤炭、建筑、交通、钢铁冶金行业等领域实施合 同能源管理项目。 公司不仅集中了大量节能行业的优秀人才，拥有雄厚的技术实 力，而且同国内知名高校建立了人才交流共享机制，重视人才的积 累，为公司的可持续发展提供了保障。 公司本着“技术出精品，质量出品牌，服务出效益”的企业宗 旨，“坚持一流管理、提供一流服务、创建一流企业，专注于工业 传动、动力节能的领域。我们以“服务用户，回报社会”为宗旨， 将用户的需求作为我们不断的追求；以发展节能环保事业作为我们 不变的理想，坚持走高科技创新之路，力争成为建设“节约型社会” 力量中的中流砥柱。 第二章第二章 公司资质公司资质 第三章第三章 公司专有技术公司专有技术 一、矿井乏风和排水热能综合利用技术一、矿井乏风和排水热能综合利用技术 选用水源热泵机组取代传统燃煤锅炉以充分利用地热、矿井乏 风热能、矿井排水热能。冬季，利用水处理设施提供的 20 度左右的 矿井排水和乏风作为热能介质，通过热泵机组提取矿井水中蕴含的 热量，提供 45-55 度的高温水为井口供暖。夏季，利用同样的水源 为热泵机组制冷，通过整体降低风流的温度来解决矿井热害问题。 二、国家机关办公建筑及大型公共建筑能耗监测系统平台二、国家机关办公建筑及大型公共建筑能耗监测系统平台 公司受济南市建委下属济南市住宅产业化发展中心委托， 为济南市政府机关和大型公共建筑成功开发了能耗监测系统。 三、空压机余热利用技术三、空压机余热利用技术 空气压缩机运行过程中，空气受到强烈的压缩，温度骤升，同 时，机械螺杆的高速旋转，摩擦生热。这些高热由空压机润滑油与 高压空气的混合体排出机外。 螺杆空压机热水机就是利用逆向渗透高效换热技术，利用空压机 压缩产生的热量制备洗浴热水。同时，降低空压机的运行温度，保 证空压机安全运行，提高效率。 四、工业低温烟气、蒸汽余热回收技术四、工业低温烟气、蒸汽余热回收技术 原理介绍：该技术是将工业生产中，无法利用排放工业燃煤的 低温烟气热量回收用于独立供暖或其它领域，该技术利用翅片热管 换热器可将 200以下的工业低温烟气回收至 70100左右。个 别工况下可将烟气温度收至露点腐蚀以下排放。回收低温烟气中的 热量可达 50左右，经济效益、社会效益可观，是填补国内工业领 域低温余热回收的技术空白。 技术优势： (1)热管导热速度接近音速，翅片热管换热设备传热效率高； (2)热量回收过程中无能源消耗，无污染物排放，经济环保； (3)设备性能可靠，运行期间免人员看守，只需定期维护； (4)设备安装，不影响原有生产流程； (5)投资小、回收效益大。 工业低温烟气、蒸汽余热回收供暖技术工作原理图 第四章第四章 典型案例典型案例 一、山东鲁泰煤业有限公司太平煤矿一、山东鲁泰煤业有限公司太平煤矿 设设规规 数数 用途用途燃燃 水、水、总费总费 备备格格 量量 煤费煤费 用用 电、人工、电、人工、 维修等费维修等费 用用 用用 改造前 燃 煤锅 炉 4 T 3 台 取暖、 热水、井筒 保温 约 271 万 元/年 约 180 万元 /年 约 451 万元 /年 改造 内容 利用热泵机组提取矿井排水、乏风中的低品位热能。 改造后 热 泵等 * * 6 台 6 台制 冷、 取暖、 井筒保温、 洗衣烘干 0 约 196 万元 /年 约 196 万 元/年 节能效 益 约 256 万元/年 节约标 准煤 约 1877 吨/年 减少 CO2 排放 约 4679 吨/年 减少 SO2SO2 排放 约 141 吨/年 减少氮 氧化合物排 放 约 70 吨/年 二、枣庄王晁煤矿有限责任公司二、枣庄王晁煤矿有限责任公司 设 备 规 格 数 量 用途 燃 煤费用 水、 电、人 工、维 修等费 用 总 费用 4 T 1 台 改造前 燃 煤锅 炉 8 T 1 台 取暖、热 水、井筒保温、 洗衣烘干蒸汽 约 233 万 元/年 约 109 万 元/年 约 332.3 万元/ 年 改造 内容 利用热泵技术主要提取洗浴废水、矿井回风中的低品位热能。 改造后 热 泵等 H E- 700B 3 台 3 台制冷、 取暖、井筒 保温、洗衣 烘干蒸汽 0 约 182.7 万 元/年 约 182.7 万元/ 年 节能效 益 约 150 万元/年 节约标 准煤 约 1977 吨/年 减少 CO2 排放 约 4928 吨/年 减少 SO2 排放 约 148 吨/年 减少氮 氧化合物排 放 约 74 吨/年 三、枣庄矿业集团柴里煤矿三、枣庄矿业集团柴里煤矿 设 备 规 格 数 量 用途 燃 煤费用 水、 电、人 工、维 修等费 用 总 费用 改造前 燃 煤锅 炉 4 T 3 台 取暖、热 水、井筒保 温 约 540 万 元/年 约 150 万 元/年 约 690 万 元/年 改造内 容 利用热泵机组提取矿井排水、乏风中的低品位热能。 改造后热 泵等 6 52kW 6 台 制冷、取 暖、热水、 井筒保温 0 约 268 万 元/年 约 268 万 元/年 节能效 益 约 422 万元/年 节约标 准煤 约 4000 吨/年 减少 CO2 排放 约 1.05 吨/年 减少 SO2 排放 约 34 吨/年 减少氮 氧化合物排 放 约 30 吨/年 四、山东兴杨矿业有限责任公司四、山东兴杨矿业有限责任公司 设设 备备 规规 格格 数数 量量 用途用途 燃燃 气费气费 用用 水、水、 电、人工、电、人工、 维修等费维修等费 用用 总费总费 用用 2 T 3 台 改造前 天 然气 锅炉 4 T 1 台 取暖、 热水、井筒 保温 47 0 万元 /年 27 万 元/年 497 万元/年 改造 内容 利用热泵机组提取矿井排水中的低品位热能。 H E700 B 2 台改造后 热 泵等 H E112 0LF 2 台 取暖、 热水、井筒 保温、夏季 制冷待 0 约 239 万 元/年 约 239 万 元/年 节能效 益 约 258 万元/年 节约标 准煤 约 1036 吨/年 减少 CO2 排放 约 2583 吨/年 减少 SO2SO2 排放 约 78 吨/年 减少氮 氧化合物排 放 约 39 吨/年 五、山东里彦矿业有限责任公司五、山东里彦矿业有限责任公司 项目项目 设设 备备 规格规格 数数 量量 用途用途 蒸蒸 气费用气费用 水、水、 电、人电、人 工、维工、维 修等费修等费 用用 总总 费用费用 改造前 供暖、 供冷、热水、 衣服烘干、 开水、餐具 消毒 441 万元/年 44. 5 万元/ 年 485 万元/年 改造内 容 利用热泵机组提取矿井排水、乏风中的低品位热能。 改造后 热 泵等 700 kW 等 3 台 供暖、 供冷、热水、 衣服烘干、 开水、餐具 消毒 0 约 182 万 元/年 约 182 万 元/年 节能效 益 约 303 万元/年 节约标 准煤 约 1900 吨/年 减少 CO2 排放 约 4715 吨/年 减少 SO2 排放 约 67 吨/年 减少氮 氧化合物排 约 31 吨/年 放 六、山东鑫国煤电有限责任公司六、山东鑫国煤电有限责任公司 项目项目 设设 备备 规格规格 数数 量量 用途用途 燃燃 煤费用煤费用 蒸蒸 汽水、汽水、 电、人电、人 工、维工、维 修等费修等费 用用 总总 费用费用 改造前 燃 气锅 炉 4T 2 台 热水、 工服烘干、 井口供暖， 职工开水， 餐具消毒 53. 6 万元/ 年 68. 6 万元/ 年 122 万元/年 改造内 容 利用热泵机组提取矿井排水、乏风中的低品位热能。 改造后 热 泵等 1121 kW 1 台 热水、 工服烘干、 井口供暖， 职工开水， 餐具消毒 0 约 60 万元 /年 约 60 万元 /年 节能效 益 约 62 万元/年 节约标 准煤 约 371 吨/年 减少 CO2 排放 约 964.6 吨/年 减少 SO2 排放 约 8 吨/年 减少氮 氧化合物排 放 约 7 吨/年 七、空压机节能改造案例七、空压机节能改造案例 客户名称节电率 王晁煤矿30%左右 济宁胜利生物制药厂 35%-40% 山东鑫国煤电有限公司46%左右 济阳电厂 35%-42% 山东盛泉矿业 35%左右 第二部分第二部分 工程项目方案工程项目方案 第一章第一章 项目概述项目概述 第一节第一节、项目简介、项目简介 福城矿业公司的空压机系统现有 7 台螺杆式空压机（三用四备） ，4 台北京复盛空压机，额定电压 10KV，280KW 两台（风冷）和 3 台英格索兰 200KW（风冷），每天连续运行 24 小时。润滑油温度达 到 90左右，有大量余热可以提取利用。 福城矿业公司用能现状: 春、夏、秋一台 20 吨蒸汽锅炉，用于 洗澡水制备、工服烘干；冬季两台 20 吨锅炉，用于洗澡水制备、工 服烘干、供暖。 该项目拟采用空压机余热回收提取空压机余热满足矿区内一年 四季的制备洗浴热水、工服烘干，非供暖季全部停用燃煤锅炉。 第二章第二章 技术方案技术方案 第一节、概述第一节、概述 一、设计原则一、设计原则 1、采用国内外经实践证明为成熟、先进、可靠的工艺，确保系 统 2、符合节能要求，并能稳定运行； 3、在可靠的前提下，尽可能采用国产技术与设备； 4、贯彻可持续发展战略，力求做到发展经济与保护环境同步， 在节能减排的基础上减少“三废”排放和污染； 5、立足本地资源，优化技术方案，尽可能减少项目投资，提高 项目经济效益和抗风险的能力； 6、严格执行国家有关法律法规，强制性设计标准及节能规范， 保 证工程设计质量； 7、结合场地现状，努力做到布局合理，节省占地； 8、增强环保意识，三废治理与工程建设实现“三同时”； 9、认真贯彻劳动法，加强劳动安全和工业卫生防护设计的措施， 保证生产人员的身心健康。 二、设计依据二、设计依据 1、现行有关技术规范、规定； 2、国家发展改革委员会关于项目可性研究报告内容和深度的规 定要求； 3、国务院关于加强节能工作的决定； 4、国家发展和改革委员会节能中长期规划； 三、三、项目内容项目内容 我司计划利用空压机余热将空压机运行中油温和风温产生的热 能提取置换成热水（温度按需设定），同时，降低空压机的运行回 油温度，自动停止原空压机自带散热模块运行，提升空压机安全运 行系数，提高空压机工作效率。建设“上海庙矿业公司新上海一号 井空压机热能利用项目工程”用于上海庙矿业公司新上海一号井矿 井生产厂区全年职工洗浴热水制备、工服烘干等用热需求。 项目实施内容具体为： 1、选用空压机热水机及附属设备，安装空压机热水机、循环水 泵、配电设备，建设蓄水水箱； 2、改造烘干房烘干系统，选用高温热源风机盘管取代传统烘干 系统； 3、提取空压机热能满足矿区洗浴水制备、工服烘干需求； 4、空压机水源侧给水管道、设备之间的连接管道； 四、四、工程范围工程范围 春、夏、秋三季，停用锅炉，解决全年洗浴热水、工服烘干的 用热需求。 新系统安装包括空压机热水机、水泵、设备之间的连接管道、室 内外管道（包括保温）、工服烘干系统及其它附属设备等购置与安 装。 第二节、负荷计算第二节、负荷计算 一、一、洗浴热水热负荷洗浴热水热负荷 .洗浴热水：太阳能（电辅热），备用系统为蒸汽换热水，每 天约 2000 人洗浴，大部分淋浴，每个班一般 1 池水（每池 9 吨）， 一天三班。 3. 洗浴热水温度 45： 目前需要热水量：160 吨9 吨3 班=187 吨 二、工服烘干热负荷二、工服烘干热负荷 根据每天洗浴人数，每班工作服入洗量按 300 套计算，每天 3 班，每套工作服的含水量为 1 K，总含水量为 300K。其中水蒸 发潜热为 2600KJ/ K，显热 385KJ/ K。 设计每班的工作服 5 小时烘干完毕。 需要的热负荷为：（2600385）3003600550KW 三、热负荷汇总三、热负荷汇总 通过上述分析计算，系统总热负荷见下表： 总热负荷汇总表 项目洗浴热水 工服烘 干 合计 热负荷 （KW） 42438362 第三节、可利用热能计算第三节、可利用热能计算 一、空压机供热一、空压机供热量及热水计算量及热水计算 福城矿业公司现有运行空压机 3 台，分别为 280KW 两台，200KW 一台。空压机在运行过程中产生大量的热量，利用空压机热回收技 术，可将空压机功率的 80%的热量回收。 利用空压机余热回收技术可生产 45热水： 空压机实际运行效率约空压机实际运行效率约 80%80%。 （280KW*2200KW）80%80%360024=4.2107KJ 4.2107KJ(4.1841000(45-15)=330 吨天 二、小结二、小结 通过分析计算，空压机余热每天制备 330 吨 45热水，完全满 足矿区洗浴热水及工服烘干需求。 第四节、空压机热水机原理介绍第四节、空压机热水机原理介绍 螺杆空气压缩机长期连续的运行过程中，把电能转换为机械能， 机械能转换为风能，在机械能转换为风能的过程中，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 60%，它的温度通常在 80(冬季)、 100(夏季)，这些热能都由于机器运行温度的要求，都被无端的废 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。 螺杆空压机热泵机组就是利用热能转换原理，把空压机散发的 热量回收转换到水里，水吸收热量后水温就会升高，空压机组的运 行温度就会降低。螺杆空气压缩机热泵机组并非简单和传统的冷热 交换形式，而是采用同程截流式反串技术使冷热交换效果大增 1.8- 2.0 倍。使用高导热低热阻材料做为导热材料，使热交换效果提升 2 倍，如此使空压机热量被高效吸收转化为水的热量,使水温升高, 达到使用要求。空压机有 40%的电能转化为空气动能，有 60%转化为 热能，利用物理学的【相变理论】，使空压机热能回收得以突破达 到空压机总功率的 93%以上,是传统回收的 200%以上。 图 3-1 空压机热水机原理图 空压机润滑油温度传感器感知到回油温度低于 65 度时，自带散 热风扇停止运行；温度高于 65 度时，自带风扇自动启动，确保空压 机的运行安全。 第五节、水处理设备：离子棒第五节、水处理设备：离子棒 1.特点 （1）电压高 进口芯片，电压可达 8500V，最高可达 20000 V (可现场测试)， 电压高，防垢、除垢、除锈、杀菌除藻的效果更好。 （2）特氟隆保护 a.铝质电极棒探头涂有特氟隆保护层，耐 100000 V 高压，绝缘 效果好，安全性能好。 b.特氟隆还可防止水中杂质粘附在探头上，让探头持久发挥效 果，并便于清洁。 （3）锥度螺纹连接，安装简单方便 传统法兰连接，改用带锥度螺纹连接，节约安装费用，装卸简 单、简单、方便，密封好。 （4）棒式设计，节约制造成本 采用棒式设计，利用管道本身代替外壳，节约制造成本，无管 道式产品笨重之忧虑，产品小巧精致。 （5）进口电缆连接件 德国进口电缆连接件，耐40低温，任何时候都可连接自如， 密封好，保护电源箱芯片不受湿气或腐蚀性气体侵蚀。 （6）接插式电线连接，快捷、方便 （7）安装运行费用低 a.安装容易，不占空间，不需另加阀门和旁路。节约安装费用； b.功耗低，运行费用低； c.不需要专人值守，节省人工费用。 （8）技术先进 a.与同类产品比较，在圆筒形的电子水处理器的基础上，去掉 外壳、支架，用螺纹连接，拆卸简单； b.设计远程控制仪表，操作人员随时掌握设备使用情况； c.水质报告能自动检测和打印，在电脑专用软件中的一目了然； （9）使用寿命长 为了保证整台设备使用寿命长，离子棒水处理器选用高品质的 原器件，使用寿命 10-15 年。 （10）安全使用 离子棒水处理器虽然电压高，但不产生电流，无电介作用危及 人身安全。 （11）符合环保要求 离子棒水处理器设计原理是物理作用，在水中不发生化学作用， 不会产生化学物质，排放出来的废水对人类赖以生存的环境不产生 影响，符合国际环境法规有关标准。 2. 适用范围 适用于冶金、化工、油田、电力、建筑、有色、矿山、造纸、 供暖、制冷、制药、橡胶等领域。 3. 工作原理 防垢：离子棒水处理器通过 8500V 高压静电场的直接作用，改 变水分子中的电子结构，水偶极子将水中阴、阳离子包围，并按正 负顺序呈链状整齐排列，使之不能自由运动，水中所含阳离子不致 趋向器壁，阻止钙、镁离子在器壁上形成水垢，从而达到防垢的目 的。 除垢：由于静电的作用，在结垢系统中能破坏垢分子间的电子 结合力，改变晶体结构，促使硬垢疏松，并且会增大水偶极距，增 强其与盐类离子的水合能力，从而提高水垢的溶解速率，使己经产 生的水垢能逐渐剥蚀、脱落，从而达到除垢的目的。 除锈：锈垢是水垢的一种，除垢则能除锈。 杀菌灭藻：离子棒水处理器产生一定量活性氧如 O2-、OH- 、H2O2，这些活性氧能破坏生物细胞的离子通道，改变细菌和藻类 生存的生物场，影响细菌生理代谢，从而起到杀菌灭藻作用。 防腐：活性氧对无垢系统中的金属表面能产生一层微薄氧化膜 防止腐蚀。 离子棒工作原理图 第六节、风机盘管第六节、风机盘管 风机盘管空调机组广泛应用于集中式空调系统，尤其在房间负 荷变化迅速需要调节时，越能体现出其特有的优势。我公司的风机 盘管机组，设计先进，品种齐全，性能优越，用途广泛且质量可靠。 风机盘管空调机组主要有风机、换热器（盘管）、冷凝水盘， 过滤网及壳体组成。通过风机强制使室内空气循环，室内空气与盘 管内冷（热）水进行热量交换，带走室内热（冷）量，以降低（升 高）室内空气温度。 风机盘管机组系列按结构形式的不同又分卧式暗装、卧式明装、 立式明装和卡式吸顶四大系列及变型产品，机组风量范围 340-2380 m3/h，机组采用最新国家标准 GB/T19232-2003，各机组的供风量、 冷量等技术参数略高于国家标准，制造、测试、检验条件完全按照 JB/T19232-2003 执行。 风机盘管的特点 （1）结构紧凑 坚固耐用 本系列风机盘管采用优质热镀锌板钢机壳，外表面经特殊工序 处理颜色一致，防腐蚀、造型美观。冷凝水盘采用模压工艺一体成 型，水盘上不配安装孔，采用焊接支架方式可最大限度的使用水盘 的有效容积，焊后整体采用喷塑处理，防腐蚀、防锈蚀。符合防火 规范的保温材料整体连接于水盘。机体结构精致，外型美观且高贵 幽雅。 （2）高效表冷器 风机盘管表冷器采用进口优质薄壁紫铜管和高效开窗铝翅片经 机械胀管而成，再配以大风量低噪声风机来强化传热。分水头采用 黄铜锻造，使水流分布均匀并减少压头损失，可进一步提高盘管整