噴油螺桿空壓機余熱回收原理及其應用空壓機余熱回收 一、空壓機熱量的產(chǎn)生 1.壓縮空氣高溫的產(chǎn)生 在空壓機工作過(guò)程中,壓縮空氣在外力作用下, 分子勢能 轉換成分子動(dòng)能,分子動(dòng)能增加,分子熱運動(dòng)劇烈,使分子溫度......
在空壓機工作過(guò)程中,壓縮空氣在外力作用下,分子勢能轉換成分子動(dòng)能,分子動(dòng)能增加,分子熱運動(dòng)劇烈,使分子溫度升高,表現為,壓縮后的空氣溫升大幅升高。
在空壓機的壓縮過(guò)程中,主要依靠設備的主軸運轉,帶動(dòng)壓縮過(guò)程進(jìn)行。由于主軸在運轉過(guò)程中,與軸瓦產(chǎn)生摩擦,導致主軸溫度升高。升高的溫度,對運行中的設備危害很大,這部分熱量就要依靠潤滑油在對運轉部件潤滑過(guò)程中,將熱量帶走。帶走的熱量,最后傳遞給潤滑油,使潤滑油溫度升高。
熱力學(xué)第一定律:熱力系內物質(zhì)的能量可以傳遞,其形式可以轉換,在轉換和傳遞過(guò)程中,各種形式能量的總量保持不變。
根據這一定律,空壓機熱量的產(chǎn)生,靠電動(dòng)機在電能作用下,對空壓機系統做功。使系統內能增加,表現為,油溫和壓縮氣體溫度升高。
近些年,國內外空壓機余熱利用相關(guān)技術(shù)人員用工程熱力學(xué)分析了噴油螺桿壓縮機能量回收的有效性,如下表:
螺桿空壓機余熱回收系統產(chǎn)熱水量參數表:
螺桿空壓機余熱回收系統產(chǎn)熱水量計算 :
※100HP(75kw)空壓機 。
※運行時(shí)間24小時(shí) 。
※溫升20℃-55℃(產(chǎn)水量見(jiàn)表)。
※按桶提用水量20L/人·天。
產(chǎn)水量Q=24小時(shí)/天×1.92m3/小時(shí)=46m3/天=46噸/天 。
用水人數N=46m3/天÷20L/人·天=46000L/天÷20L/人·天=2300人。
100HP空壓機運行24小時(shí)可滿(mǎn)足2300人用水。
1)壓縮氣體改造:在壓縮空氣出口管道處,重新接通一管道,將高溫壓縮空氣引出,與熱水機組上高溫空氣進(jìn)口連接。使壓縮空氣進(jìn)入板換中,與生活用水換熱后,從板換的空氣出口處引出,再與壓縮空氣出口末端管道連接,使經(jīng)冷卻后的壓縮空氣提供給用戶(hù)。
(2)滑油管路改造:潤滑油在氣油分離器中分離后,將高溫的潤滑油經(jīng)過(guò)鋼絲軟管引出,進(jìn)入到換熱器內。在板換內,與水換熱后。再由鋼絲軟管引出。
為保證空壓機的運行穩定,避免因換熱器有故障,或換熱器檢修等問(wèn)題,在設計過(guò)程中,另外再設計一條回路,直接將高溫油連接到換熱器的回油端。
在換熱器的回油端,設計安裝一電動(dòng)三通閥。將換熱器回油端的沒(méi)有進(jìn)入板換的高溫油,和進(jìn)入板換的低溫油分別處理。
高溫潤滑油經(jīng)過(guò)三通閥后,將這部分潤滑油引入到空壓機自身裝配的油冷卻系統中。在這個(gè)冷卻系統中,潤滑油中的熱量直接被冷卻水帶走,沒(méi)有經(jīng)過(guò)回收。冷卻后的潤滑油,再進(jìn)入空壓機機體內,參與設備的冷卻。而經(jīng)過(guò)板換回收熱量后的潤滑油,引入到潤滑油回油泵,繼續參與油路循環(huán)。
在保證設備已有冷卻系統的前提下,另外再設計一路水冷卻系統,由水質(zhì)符合職工洗浴的生活用水作為冷卻水,利用該系統,將生活用水加熱到用戶(hù)需要的溫度,滿(mǎn)足用戶(hù)使用。
1.生活水供水泵(一用一備):為熱水機組提供冷卻水。
2.循環(huán)水泵(一用一備): 使循環(huán)水箱內的水循環(huán)進(jìn)入熱水機組,被多次加熱。
3.恒溫供水泵(一用一備):將循環(huán)水箱內加熱好的熱水送入恒溫水箱。
4.恒溫箱出水泵(一用一備):將恒溫水箱內的熱水供給用戶(hù)。
工作過(guò)程:將一定量的生活用水通過(guò)供水泵先注入到循環(huán)水箱內。然后通過(guò)循環(huán)水泵將生活用水加入到熱水機組內,參與換熱。換熱后的高溫生活用水再次進(jìn)入到循環(huán)水箱內,繼續被循環(huán)泵抽送到熱水機組內加熱。當生活用水在熱水機組內經(jīng)過(guò)多次加熱,達到符合用戶(hù)要求溫度的熱水后,再通過(guò)恒溫供水泵,將這部分熱水儲存到恒溫水箱里。
最后,根據用戶(hù)需要,開(kāi)啟恒溫水箱出水泵,將達到要求的熱水供給用戶(hù)使用。
檢測的主要有冷卻水的進(jìn)出口溫度;潤滑油進(jìn)出熱水機組溫度;壓縮空氣進(jìn)出熱水機組溫度。
1、空壓機原有冷卻系統與空壓機余熱回收系統是兩套完全獨立的系統,使用者無(wú)須擔心由于空壓機余熱回收系統的原因而影響空壓機的運行。兩套系統的切換自動(dòng)控制,在空壓機余熱回收系統未啟用時(shí),空壓機使用機身自帶冷卻系統;當余熱回收系統啟動(dòng)時(shí),系統可自動(dòng)切換至余熱回收系統。
2、全自動(dòng)控制系統,無(wú)需人為操作,控制系統會(huì )根據溫度、水位的情況做出判斷,自行決定換熱方式。
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