山西锻造厂空压机余热回收技术方案

山西锻造厂5台螺杆式空压机余热回收利用工程简案技术方案河南蓝海节能技术效劳二○一八年一月二十日第1章工程说明1.1工程名称山西锻造厂《5台螺杆式空压机余热回收利用工程》1.2建设地点山西锻造厂1.3工程现状山西锻造厂共有5台螺杆式空压机，分别安装在两个机房，其中4台的轴功率为90kW，1台轴功率为180KW。气压为0.5mpa，空压机全天开启，冬天排气温度70-80℃，，夏天排气温度85--95℃，平均加载率按70-80%预算。山西锻造厂现有洗浴人数150-180人，一天一次〔淋浴〕，加热方式为天然气锅炉。本方案设计利用空压机运行过程中产生的热量，置换为洗浴用水，取缔天然气锅炉，到达节能减排，循环经济之目的。第2章设计说明2.1编制依据1、国家能源科技“十二五〞规划；2、中国节能产品认证管理方法；3、国家发改委关于工程科研报告内容和深度的规定要求；4、《建设工程经济评价方法与参数》第三版；5、《中华人民共和国节约能源法》；6、《国务院关于加强节能工作的决定》；7、《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》；8、国家开展和改革委员会《中长期节能规划》；9、国家发改委、国家环保总局《关于印发煤炭工业节能减排工作意见的通知》；10、中华人民共和国水污染防治法实施细那么；11、中华人民共和国大气污染防治法；12、《煤炭工业开展“十二五〞规划》。2.2设计依据本方案设计参考标准：《压缩空气站设计标准》〔GBJ29-90〕《城镇热力管网设计标准》〔CJJ34〕《城镇热力管网工程施工及验收标准》〔CJJ28〕《设备及管道保温设计技术通那么》〔GB4272-92〕《板式换热器》〔GB16409-1996〕2.3设计目标通过对现有五台空压机在运行过程中产生的热量，进行回收利用，为山西锻造厂提供淋浴热水。2.4工程范围本次改造范围为空压机房5台螺杆空压机的改造，包含换热局部、输送水局部、控制局部等。〔不含外网局部〕第3章技术方案3.1空压机余热利用现状近些年，国内外空压机余热利用相关技术人员用工程热力学分析了喷油螺杆空压机能量回收的有效性，如下列图：空压机运行可利用热量说明空压机运行产生总热量〔100%〕空气压力能〔20%〕可利用余热局部〔80%〕油冷却器70%气冷却器10%空压机热能回收的关键是节约能源，提高能效。在全球资源紧张的环境下，空压机余热回收利用，不但保护了环境，而且合理利用了资源，提高新能源和可再生能源比重。以喷油螺杆空气压缩机为例，当喷油螺杆空气压缩机满载运行时，可回收利用的余热约占压气机总轴功率的80％左右。由于目前喷油螺杆空压机投入运行数量较多，热能的回收利用具有很好的经济价值和环保意义。3.2空压机余热回收原理流程图如下图，系统中设置保温水箱和水泵，将热量回收装置制取的热水送向用户。空压机余热回收装置采用循环加热模式。在空压机余热回收装置内，热水通过水泵不断地在系统中循环，不断吸收润滑油的热量进而温度不断升高，最终水温到达设定温度，经恒温泵抽至保温水箱供职工洗浴。3.3具体改造方案在空压机油气别离器处接管，将高温润滑油导入余热回收装置与洗浴冷水换热，换热后润滑油温度降低而洗浴水温度升高；改造后油侧润滑油流程：油气别离器出口——不锈钢高压油管——余热回收装置——不锈钢高压油管——油气别离器原出口管；改造后水侧洗浴水流程：循环水箱——循环水泵——循环水管路——余热回收装置——循环水管路——循环水箱；在循环水箱内，水温不断升高，到达设定水温后，恒温泵启动，将热水通过供水管路输送至女职工澡堂楼顶热水箱。3.4系统控制说明3.4.1采用空压机运行自动感温设计，当空压机运行时，余热回收系统才开始运行，系统无负荷不运行，符合自身节能要求。3.4.2在换热器冷媒管道上有温控阀，通过控制水量来确保回油温度保持恒定，从而保证空压机平安、稳定运行。3.4.3系统配套的循环水箱上安装有液位传感器，可根据水箱液位自动控制供水管道的开启和关闭，到达供水的稳定。3.4.4系统配套的循环水箱上安装有温度传感器，当循环水箱内水温到达要求温度时，可控制保温水泵开启将热水输送至保温水箱，供用户使用。3.4.5系统配套的热水供水泵采用自动控制，保证供水稳定，用户使用平安、方便。3.4.6系统配套可动态显示系统运行压力、温度和水箱液位变化信息的触摸显示屏，操作人员可直观、清楚的了解到实时的系统情况，实时监控有保障。3.4.7在余热回收系统出现问题时，可将循环油路切换至原油路，保证空压机的正常运行，不会因为余热回收系统损坏而影响空压机的正常运行。3.5空压机余热回收装置特点3.5.1、低本钱利用热能。空压机余热回收装置本身是一种余热利用设备，在加装中，并没有增加对空压机本身的负载，利用空压机废热能生产热水，不需要任何的辅助加热设备，仅需局部功率很低的循环泵和电控柜的运行耗电。3.5.2、运行不受外界环境的影响。回收装置的热量来源于空压机的废热，只要空压机处于运行状态，空压机余热回收装置就有热水产出，不受气候和天气影响。3.5.3、提高空压机的运行效率。对空压机的余热回收增加了排气量，减少耗电，实现空压机的经济运行。3.5.4、减少维修保养本钱。通过对空压机的余热回收，降低了空压机的运行温度，延长机油、机油隔、油气别离器等常用耗件的更换周期。3.5.5、自控运行，无人值守。设备采用PLC自动控制模块，根据技术要求提前设定液位、温度等，自动补水。且发生故障时，点位自动报警。3.6产水量计算：由于正常生产时系统空压机根本都处于一个较高负荷运行的状态，按开1台压缩机90kW加载24小时进行计算，洗澡水温42℃，冷水进水温度10℃。满负荷运行每天可回收热量分别为：Q1=p1×n×η1×η2×h1=90kW×1×72%×90%×24=1399.68kW·h=5038848KJ式中：Q1—空压机每天可回收热量，单位KJ；p—空压机的额定功率，单位kW·h；n—空压机运行台数；1—空压机热回收效率，为72%；2—空压机余热回收装置换热效率，为90%；h—空压机每天加载时间。那么每天可产生的热水量为：M=Q1/〔C×△t)=5038848/〔4.187×32〕≈37t〔90kw的空压机每天产水量〕式中：M—产生热水量，单位kg；Q1—回收总热量，单位KJ；C—水的比热容，单位KJ/(kg·℃〕；△t—加热温差，单位℃。当1台90kw空压机每天加载24小时，可产生37吨42℃热水。当1台180kw空压机每天加载24小时，可产生74吨42℃热水。即37×4+74×1=222t×0.8的换热系数≈207.2t完全可以满足山西锻造厂的洗浴需求，无需再启用天然气锅炉3.7设备选型3.7.1空压机余热回收装置根据计算数据并结合我公司产品规格选5台LZ-KYHX-100A型余热回收装置，参数如下：参数LZ-KYHX-100A额定进水温度10℃额定出水温度42℃工作温度max150℃工作压力max1Mpa油侧压降49.2Kpa设备材质SUS304接口尺寸DN322、空压机余热回收系统配套水泵水箱〔1〕空压机系统循环泵〔2台，一用一备〕；TD65-22/2流量40m³/h，扬程22m，功率4kw〔2〕空压机系统恒温泵〔2台，一用一备〕；TD50-28/2流量30m³/h，扬程28m，功率4kw〔3〕循环水箱选8吨组合式不锈钢保温水箱一个材质为不锈钢材质,保温材料为聚氨酯，厚度为8cm。主要设备参数表序号名称规格单位数量备注1空压机余热回收装置LZ-KYHX-100A台5包含主机换热设备〔换热设备材质为316不锈钢〕、与空压机连接管路〔油系统〕、温控阀、球阀、过滤器等。2循环水箱8t个12m×2m×2m不锈钢保温水箱，内胆材质0.7mm厚304不锈钢，外胆材质0.5mm厚201不锈钢，中间8cm厚聚氨酯保温3循环水泵TD65-22/2台4流量40m³/h，扬程22m，功率4kw。4恒温泵TD50-28/2台2流量30m³/h，扬程28m，功率4kw。5电动阀DN50台1冷水进水阀6电动温控阀DN50，AC220台3水路温控阀，调节循环流量7控制柜一控三套1含控制柜及水箱内温度和液位传感器.8阀门仪表管件批1含油路及水路阀门，设备及管路上仪表及安装配套的管件8辅材〔设备安装〕套1视情安装水处理装置〔费用另计〕第4章工程节能分析4.1工程概述山西锻造厂5台空压机余热改造工程，主要针对其公司职工洗浴系统进行改造。该工程符合我国节能产业政策，属于我国推广实施的节能工程范围。4.2工程节能措施山西锻造厂能源消耗实际和平安生产要求，在节能监测和对现状分析评价的根底上，组织开展余热资源综合利用工程，符合我国目前节能现状和开展方向。山西锻造厂实际，公司职工洗浴系统节能技术改造采用空压机余热作为主要热源加热洗浴用水，节省了洗浴系统的运行费用〔取缔现有的天然气锅炉〕，符合国家提倡的节能减排政策。4.3职工洗浴系统效益分析4.3.1改造前后工程节约运行费比照分析1、改造前职工洗浴系统运行费用根据山西锻造厂调查的数据，洗浴用水采取2吨的天然气锅炉，保障200人左右的洗浴热水，约150吨左右/天〔1〕采用2吨天然气锅炉：每小耗气约160方/小时×3.5元/方×每天运行7小时×30天×12个月≈141万元〔年费用〕〔2〕每年人工工资：4万左右〔按一个工人预算〕〔3〕年维保费用按1万元预算〔4〕因此改造前保障职工洗浴，山西锻造厂每年的费用约为150万元2、改造后系统全年运行费分析职工洗浴采用空压机余热后，运行费用为系统运行耗电费用。循环水泵一台运行24小时计算，恒温水泵按一天运行5小时计算：〔1〕空压机余热回收装置一天的耗电量为：4kw×24+4kw×5=116kW·h〔2〕空压机余热回收装置年运行电费为：116kW·h×365×0.7=2.96万元。〔3〕空压机余热回收装置年维保费用预计0.5万。〔4〕如果水质不好，可能要预算1万左右的水处理费用。〔5〕改造后职工洗浴系统总运行费用约3.46万元。我公司的产品是无人值守，必要时兼职巡检即可。3、改造前后工程全年节省运行费用比照表工程功能年运行费用〔万元〕改造前运行费用150改造后洗浴系统费用4.46节省节约费用1454.4工程总节能效益通过以上节能计算分析，该工程改造完成后，年节约运行费用：约145万元4.5工程投资回收投资预算序号工程单位数量单价〔元〕合计〔元〕备注1主体设备套1128000740000余热回收装置5套2控制系统空压机控制系统/总控系统3辅助设备套16800068000含水箱、机房管道、水泵、阀门及其他辅材4安装费体、控制及辅助设备安装，不含外网局部5运费从洛阳发货及现场购置各类材料6系统调试费计928004.5.2投资回收期年节能效益：145万元，9个月可以收尾投资本钱。本工程我公司承诺签订合同后30天左右内完成安装及调试。公司根本介绍1、〔公司建设规划图〕2、〔公司建设实际拍图〕3、蓝海科技集团公司成立于1995年6月9日，1999年开始在煤化工领域，针对热风、热水方面研发出一系列的节能环保产品，解决矿山的采暖和洗浴以及井口热风需求。从起初的3个部门10余名员工，开展到现在的7个部门180余名员工.产品由刚开始的1种增加到现在的5个系列，6大类，30余种产品。洛阳中懋环保设备是蓝海科技集团的子公司，成立于2023年3月，企业投资约10亿元，建设占地1000亩。公司主要从事节能环保设备的生产，拥有超大规模的加工制造设备和厂房，具有独立加工制造能力，并将成为国家级节能技术研究、生产基地。4、目前公司具有高级技术职称18人、中级技术职称27人、初级技术职称60人，承当国家重大科技工程7项，国家火炬方案工程6项，列入河南省技术创新工程20项，获