南屯煤矿空压机余热工程方案

1、威胜能源 山东兖州煤业集团南屯煤矿空压机余热利用节能改造项目解决方案山东兖州煤业集团南屯煤矿空压机余热利用节能项目解决方案书威胜能源产业技术有限公司二一五年三月目 录一、余热余用回收介绍1-4 1、空压机热能回收背景1 2、压缩机工作原理1 3、热能回收利用原理2 4、使用(空压机)热能回收机组的好处3-4二、项目概述5三、方案设计6-9 3.1 原始调查数据6 3.2 设计参数7 3.3 设计依据7 3.4设计原则8 3.5 设计概况8-9四、效益评估10-12 4.1总投资及回报预算10 4.2、空压机热能转换机油侧回收热量计算10 4.3 空压机余热回收产水量计算10 4.4、空压机余热

2、回收产节约费用计算11-12五、空压机热能转换机热水工程初步造价表及附件工程报价13六、控制说明14七、品质保证14八、售后服务15九、施工日期及安全事项15十、工程验收16十一、 类似项目典型案例17-18一、余热余用回收介绍1、空压机热能回收背景目前全球所倡导的“低碳经济”的实质，就是解决提高能源利用效率和清洁能源结构问题，核心是能源技术创新和人类生存发展观念的根本性转变。其重要措施之一的节能已经为全社会所推崇，它不仅能减少经济活动中排放的二氧化碳，而且能降低对自然资源的消耗，维持地球生物圈的碳平衡，保护地球环境。在这种背景下，各种节能产品应运而生。 空压机是一个能耗比较大的动力设备，一般

3、空压机的输入功率除了部分变成了压缩空气的势能以外，其它也有一部分的能量以废热的形式被排放到空气中浪费掉。同时，为降低空压机的油温，还需要消耗电能开动冷却风机来降低油温，以保证空压机的正常运行。充份利用这些浪费的热能有利于节能减排，降低工厂的运营成本，同时改善空压机的运行状态，提高产气量，节约空压机的耗电费用。因此，利用这一浪费的能源，已经成为越来越多企业的共识。  喷油螺杆压缩机热能热水机组，利用压缩机运行过程中的高温油气的热能，通过高效热交换器，将热能传递给常温水。通过能量转换，充分利用压缩机的余热，将常温水加热到50-65度热水，同时降低压缩机油温度，减少温室气体排放，实现节能

4、。2、压缩机工作原理螺杆式空压机的工作原理是由一对相互平行啮合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，从而实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。螺杆式空气压缩机在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过程中，空气得到强烈的高压压缩，使之温度骤升，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、气的温度通常在80（冬季）100（夏秋季）。 由于机器运行温度的要求，这些热能通过空压机的散热系统作为“

5、废热”排往大气中。3、热能回收利用原理其工作原理如下图所示：电动机带动螺杆机旋转，空气经过滤器，被吸入螺杆压缩机中，压缩成高压空气，并与循环油混合形成高压高温油气混合气体，再进入油气分离器。油气混合气被分离成油和气后，压缩空气经散热后供给用户；而循环油气被分离并凝结成液态油后，经散热滤器后回到压缩机，完成一个循环过程。4、使用(空压机)热能回收机组的好处 4.1、安全、卫生、方便螺杄空压机热能利用装置不燃煤蒸汽锅炉比较，无一氧化碳、二氧化硫、黑烟和噪音、油污等对大气环境的污染。一旦安装投入使用，只要空压机在运行，企业就随时可以提供到50°C左右的热水。 4.2、提高空压机的运行效率

6、实现空压机的经济运转，多数空压机制造厂家出厂机组设定风扇运转温度为 85启动散热。热能利用改造后，可使空压机组运行温度控制在 85以内，降低螺杄空压机散热风扇运转时间。另外，螺杄空压机的产气量会随着机组运行温度的升高而降低。在实际使用中，空压机的机械效率丌会稳定在 80标定的产气量上工作。温度每上升 1，产气量就下降0.5%，温度升高 10，产气量就下降 5%。一般风冷散热的空压机都在 8896间运行，其降幅都在 48%，夏天更甚。安装螺杄空压机热能利用系统的空压机组，可以使空压机油温控制在 8085之间，可提高产气量 8%10%，大大提高了空压机的运行效率。 4.3、降低了维修保养成本 延长

7、了设备的使用寿命。 螺杄空气压缩机的主要费用支出是运行费用，其次是耗材的更换，机油、油过滤器、油气分离器等。通过热能利用的改造，使空压机在 8084间运行，可防止机油乳化、降低积碳现象，延长了机油、油过滤器、油气分离器等的更换及清洗周期。初步估算，同没有迚行改造时相比，耗杅的使用周期可延长 35%左右。 4.4、能源得到了综合利用，降低了环境温度，提高了员工福利 降低了企业为福利生活用热水、工业用热水，工厂取暖而长期支付的经营成本。1台75HP空压机可满足500人热水供应需求二、项目概述项目名称：山东兖州煤业集团南屯煤矿空压机余热利用节能改造。项目地点：山东兖州煤业集团南屯煤矿项目现

8、况：南屯煤矿隶属衮州煤业集团，地处山东省邹城市，目前该矿区共有6台M300-2S-HV型英格索兰水冷式螺杆空压机组，其中南部三台，北部三台。正常运行时，共运行两台，南、北部各运行一台。从而，造成大量的空压机余热通过冷却水排走，不仅造成能源浪费，而且也造成环境污染。目前矿区每天需要提供3000人洗浴热水，每天热水量需求约440吨左右，冬季用量可能会有适当增加。为达到节能减排的目的，公司领导决定，进行空压机余热利用节能改造，将空压余热进行回收利用，制取洗浴热水。三、方案设计3.1 原始调查数据根据南屯煤矿相关负责人的大力配合和我公司技术人员详细调查。详细调查数据如下： 空压机参数名称数量单位型号排

9、气量油温额定功率排气温度运行时间平均负载率螺杆空压机6台M300-2S-HV56m³/min93300kW8824小时90% 降温设备参数 名称数量单位流量 扬程 功率运行情况冷却水泵5台100m³/h20m11kW2用3备冷却塔1台/11kW/ 洗浴热水相关数据名称规格单位备注员工洗浴人数3000人陆续洗浴浴室高度8m喷淋（不可调冷热浴池容积23M³每天换10次水*注：1、地下4m处设一大型水池，用于储存洗浴热水； 2、原洗浴热水一部分来自蒸汽换热，另一部分来自电厂热水。 3、热水总用量估算：洗浴用水23m³×10=230m³；喷淋

10、用水3000人×70L/人=210m³；共计440吨/天。3.2 设计参数1、水温：根据当地气候条件及现况，自来水温度取15，洗浴热水供送温度按50；2、能源价格：电价：0.7元/kWh；2）蒸汽单价260元/吨；3、运行工况：每年运行360天；3.3 设计依据1、TS-2008空压机余热交换技术2、GB/T18713-2002给排水设计安装工程技术规范3、ISO 9806-1：1994给排水设计手册4、TS/08427交换机热性能试验方法5、GBJ93-86工业自动化仪表工程施工及验收规范6、GB50332-2002给水排水工程管道结构设计规范7、GBJ15-88建筑给水

11、排水设计规范8、GBJ131-90自动化仪表安装工程质量检验评定标准9、GB/T50106-2001给水排水制图标准10、98R418设备及管道保温国家建筑标准设计图集11、GB4272-92设备及管道保温技术通则12、JGJ59-99建筑施工安全检查标准13、采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）；14、全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调动力>>（GB19-87）；15、空压机余热采暖手册>>（机械工业出版社）；16建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范（GB50242-2002）；3.4设计原则本项目设计符合以下设计原则：1. 先进性本项目的设计中

12、采用当前最先进技术，达到方案最优，充分利用矿区内余热资源，到达效益最大化。2. 安全性系统采用成熟技术和可靠设备，同时保留原有系统，可进行相互切换，保证系统安全、可靠性的运行，能适应现场各种生产环境和条件。4. 经济性优化设计，精心实施，力求使本项目的初次投资和整个运行生命周期获得最佳性价比，以适应业主的近期需求和远期发展。5. 实用性本系统设计自动化程度高，运行管理方便，维护工作容易。6. 高效率性本项目力求余热利用率最高，效益最好，投资回收期最短。3.5 设计概况 1、现根据贵公司用水量及空压机的运行情况，建议将贵公司6台螺杆式空压机进行余热回收生产热水。并保留空压机原有冷却系统，在余热回

13、收系统出现故障或不需要制取热水时，自动切换到原冷却回路，保证空压机组正运行，不影响生产。要求空压机房共加装6台TS-400热能转换机，南北区各一个5m³的循环保温水箱并安装两套补水系统、回水系统、循环系统、热水送水系统；自来水补水使用1.5寸PVC管道、安装Y型过滤器、常闭电磁阀、球阀。5m³循环保温水箱安装2台TD80-13热水循环泵连接循环管道PPR-90外包PVC内联塑复合管连接到3台TS-400热能转换机进行循环加热；再由5m³循环保温水箱安装2台CDL20-3热水输送泵连接热水送水管道PPR-50外PVC内联塑复合管、控制电箱、常开电磁阀、止回阀、阀门开

14、关等供水到原有保温水池供员工使用即可。2、贵公司现有的蒸气供热水系统保留备用，因贵公司的地理环境在冬天可以达到零下几度，所以在冬天的时候空压机余热回收所产生的热水可能达不到贵公司的使用量，当空压机余热回收的热水不够用时或空压机不开时，贵公司现有的蒸气热水系统启动供热水。四、效益评估4.1总投资及回报预算项目规格型号数量预计投资费用预计年节约费用空压机余热回收HR-400A6套元1603782元4.2、空压机热能转换机油侧回收热量计算空压机热能转换机油侧的回收效率为75%，如果空压机24小时工作，负载率为90%（额定压力为0.8Mpa，实际运行压力为0.7Mpa）。即可以得出：300KW空压机油

15、回收功率为：300KW×75%×90%=202.5KW电发热值为860Kcal/KW*h由此可以得出热能转换机从（300KW）400HP空压机油24小时所回收的热量为： Q1 = 300KW×75%×90%×860Kcal/KW*h×24h=4179600kcal/时4.3 空压机余热回收产水量计算 根据功率为300KW空压机组运行工况及运行参数，取自来水进水温度为15，出水为50，温升35；（冬夏季进水温度略有差异、以下按35温升计算）。根据热量公式：Q = cVT式中Q每吨热水加热到50所需热量，KJ。 C水的比热容，4.2

16、15;103J/kg. 水的密度1000KG/m³。V水的体积，1m³ t热水、冷水的温度差，。综上可以得出空压机热能转换机油侧的产水参数公式为：M(m³)=Q2 / Q1产水量计算 Q2=cmt=1×1000×（5035）=35000（kcal） 即得出2台（300KW）空压机安装2台HR-400A台型空压机热能转换机，空压机正常运行，且负载率在90%左右，每天产热水量 = Q1/Q2 =4179600/35000×2 239吨（温升35）。即每天可为贵公司节约烧239吨热水的费用。4.4、空压机余热回收产节约费用计算 1、贵司原洗

17、浴热水一部分来自蒸汽换热，另一部分来自电厂热水、 电价：0.7元/kWh、蒸汽单价260元/吨。1吨蒸汽可换热按560kCal/kg计算，能产生热水量为：560kCal/kg÷1kCal/kg×(50-15)=16吨，则用蒸汽烧水每吨热水成本为：260元÷16吨水=16.25元，按产热水239吨/天计算，一年节约费用：239×360天×16.25=1398150元 2、安装空压机热能转换机后，因空压机运行温度降低，保证空压机在最佳状态运行，空压机的产气效率可以增加2%左右，也就是可以节省空压机2%的耗电量，贵司2台300KW空压机节省费用：30

18、0KW/台×2%×2台×24h/天×360天/年×0.7元 = 72576元。 3、空压机热能转换机不仅制造0成本热水，在空压机热能转换机运行时空压机供水泵停止运行，降低运行费用。2台300KW空压机供水泵（22KW)每天开机24小时一年节能:22KW/台×24h/天×0.7元/KWh ×360天=133056元/年 综合节省费用为：节约项目烧热水提高2%空压机效率原有冷却水泵停止工作节约三项合计节约费用1398150元72576元133056元1603782元备注：以上参数如环境因素变化会存在误差仅供参考。结论本

19、项目设计根据南屯热水需求，尽可能的利用厂区余热资源，使项目效益最大化。项目节能效果不错，年节约热水耗费160.3782万元。望煤矿尽快实施，争取早日见效。五、空压机热能转换机热水工程初步造价表及附件工程报价：序号项目名称规格（型号）数量单位单价(元)金额（元）材 料 说 明一、主设备部分01空压机热能转换机TS-4006台63000378000滕盛PLC集成控制单油回收无水泵02不锈钢循环保温水箱5T2个1000020000不锈钢循环/保温水塔，内胆304/足0.58mm、外202/足0.41mm、中间发泡保温50mm03高温耐压油管2寸6套220013200不锈钢波纹管含配件04热水输送泵C

20、DL20-32台42008400不锈钢离心泵05热水循环泵TD80-132台35007000不锈钢循环泵06电磁阀/Y型过滤器/止回阀1.5寸2套15003000补水常闭电磁阀、铜阀等配件07软化水装置10T/h1套250002500008系统自动控制系统带PLC、10寸触摸屏、远程通讯模快1套5000050000小 计504600二、管道部分01PPR热水管发泡保温管90100米15715700循环主管道、带保温02PPR热水管发泡保温管6380米856800连接主机管道、带保温03PPR热水管发泡保温管75400米9839200送水管道、带保温04PPR水管配件90/63/751批1150

21、011500PPR配件05PVC水管配件90/63/751批85008500PVC配件06自来水补水管PPR/镀锌管2套2000400007小 计85700三、其它部分01水箱、机器、材料装卸运输吊装费用1项5000500002角铁、管码、固定螺丝等安装辅材1批150001500003电器控制电线、通讯线、线管配件1批350003500004PPR/PVC/镀锌管/油管管道安装人工费用1项300003000005水泥路及绿化带挖沟及修复米0006系统调试及工程管理费用1项250002500007小 计110000四、以上报价（人民币含税）合计：柒拾万零叁佰元整 ￥700300.00六、控制说明

22、1、热能转换机：水温低于设定值（一般为50）且低水位有水时启动，水温高于设定值或者高水位无水时自动关闭；如过载停止运行。2、补水电磁阀： 循环水塔水位低于中水位电磁阀打开补水，到达高水位，电磁阀关闭停止补水；3、风机： 油温到达设定启动值开，低于停机设定值关，过载停止运行。4、热水输送泵：水温高于设定值（一般为50）且中水位有水并且储水箱未满水位时启动，到循环水箱中水位无水或者保温水箱满水时关闭，过载时停止热水输送泵运行，热水输送泵启动间隔出厂时设定为12分钟；5、补水增压泵： 与补水电磁阀联动，补水电磁阀打开，补水增压泵也打开，补水电磁阀关闭，补水增压泵也关闭；七、品质保证1、工程材料均是我

23、公司通过长期使用后经过严格筛选正规厂家生产的优质产品，且产品都具有合格证及质量保证书。2、设备的运行方式是我公司长期使用过程中经过实践检验的，设计合理、质量可靠、运行费用低、维修量极小。3、我公司的安装队伍是经过系统培训和严格考核的，他们长期工作在第一线，工作经验极为丰富，安装质量可充分保证。4、本公司建立了完善的质量保证体系，从原材料的购进到半成品的成型、成品的安装和调试及售后服务都严格执行ISO9001质量保证体系。5、本工程的材料质量标准将以材料说明为准。八、售后服务1、 工程竣工后，卖方对买方的技术人员、管理人员进行系统的培训，将产品说明书等资料整理完善，在工程验收时移交给买方；2、

24、本公司维修服务部对每一项工程建档，进行维修服务跟踪，定期跟客户联系，了解工程使用情况，并给予一年的免费保修，终身优惠服务；3、 公司拥有一批具有丰富维修经验和奉献精神的专业维修人员；有专用服务电话每天8：0018：00有专人值班，接到维修电话24小时之内维修人员保证到现场并修复使用。九、施工日期及安全事项1、本项目为在已经正常运行的南屯煤矿生产过程中进行的改造工程，所改热水项目不直接影响南屯煤矿的正常生产和运行。但影响矿工洗澡，需要与矿方协商施工时间，初步估算与原有系统接口施工时间约3天时间。另外本项目整体工期预计需要30天（为从进入现场施工到安装工程完毕），系统

25、运行调试需要3天，完全达到预期理想效果正常运行，预计需要40天左右。2、运输、安装、培训：供方负责运输，在供方工厂试装后打包出货,到需方安装调试，供方负责培训需方人员常规保养与操作。3、空压机余热造水系统，只适用于工业用水、恒温用水、锅炉预热水、员工冲凉用水、洗衣服等用水。本系统因由自来水接入、用保温水池储水、用镀锌管件、很难评诂水质、水管件、水泵及主机等部件是否生锈等现象，建议不要饮食以确保安全，如饮用或使用此水造成一切后果我司不承担任何责任。4、卖方施工人员施工期间应注意安全，如施工期间出现的安全隐患由施工方承担。5、卖方施工人员施工期间，买方应免费解决卖方施工人员的食宿，配合卖方施工人员施工。6、卖方人员施工过程中，买方应无条件协助卖方将机器及保温水箱放置指定位置。7、卖方人员施工过程中，买方需安排一名负责人配合卖方施工，以便施工中遇到问题及时沟通。8、设备保修：壹年（人为或自然灾害造成的损坏除外）。十、工程验收工程施工完工，投入使用。双方在完工投入使用7天内组织相关人员对工程项目进行验收、交接工作，如果有不合安全或达不到预期目标的地方，我司整改，直至合格。如果逾期贵司