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    空壓機余熱回收技術的發展與變遷

    時間:2022-05-18 15:34:45來源:紫氣壓縮機作者: 胡譯鑫點擊數:
      空壓機在運行過程中,會產生油余熱與氣余熱,從原理上來說,若這兩種熱都能回收起來,那么節能效益會大大的提升。從2006年開始已有空壓機余熱回收,并用于生活用熱水的案例。在此

      空壓機在運行過程中,會產生油余熱與氣余熱,從原理上來說,若這兩種熱都能回收起來,那么節能效益會大大的提升。從2006年開始已有空壓機余熱回收,并用于生活用熱水的案例。在此之前,空壓機的這些熱量都是被當作廢熱排放到空氣中。同時,為了保證空壓機的平穩運行,防止工作時油溫過高,還需要通過換熱器讓空壓機運行時保持在一個相對恒定的溫度范圍內。在一升一降當中,結合工廠的生活用熱水的需求,余熱回收技術在2008年開始普及。

      從2006年到現在,隨著工廠對用熱需求的升級,國內的空壓機余熱回收技術也經歷了三次技術迭代。這些技術有些還在使用,而更多的用戶則是選擇了回收效率更高,節能效果更好,回收熱量更穩定,使用壽命更可靠的空壓機余熱回收技術。

      01外置式余熱回收


      外置式空壓機余熱回收,是行業普及率最高,應用最廣的空壓機余熱回收技術。其主要原理是利用換熱器來回收空壓機里的油余熱與氣余熱,以板式與不銹鋼列管式兩種結構為主。實際應用時,會根據工況、水質好壞、可回收熱量、生產工藝對用熱的要求等,來決定采用哪種結構。

      從原理上來說,外置式空壓機余熱回收技術與內置式空壓機余熱回收技術的原理都是一樣的。兩種余熱回收技術都是同時回收油余熱與氣余熱,其接管的位置有兩個方式:安裝在溫控閥前和安裝在溫控閥后,冷卻器前。這兩種安裝方式都會使新增的換熱器與空壓機原有的冷卻系統串聯,最高可回收油余熱的80%~90%。如果設計不當,會造成冷卻過度,導致機頭運行溫度過低,使油水分離產生不良效果,大概率發生影響空氣效果和油含水量過高的問題,最終降低空壓機油的使用壽命。因此在實際使用過程當中,必須讓熱回收效率控制在75%以內,以降低對空壓機內油使用的影響。

      外置式余熱回收技術優勢明顯:熱損失小、結構緊湊輕巧、占地面積小等。外置式余熱回收改造門檻較低,在行業當中普極率較高,質量也參差不齊。一般來說110kW的余熱回收設備效果相對穩定,110kW以上的空壓機改造風險較高,而行業口碑更好的服務商質量會更有保障。

      在長期的應用當中,很多用戶也發現了一些外置式空壓機余熱回收技術的應用劣勢:

      1、安裝雜亂。想要同時回收油余熱與氣余熱,需要分別安裝不同的余熱回收設備,從而增加安裝難度,受空壓機房的工況與現場環境影響,無法從機房布局去規范,以至于很多時候我們可以看到安裝現場很雜亂。

         2、油路問題多。想要回收空壓機的油余熱,就必須將空壓機的熱油導入至余熱回收器當中,延長空壓機油的回路。不僅加大了用油量,也使得油阻力加大,造成空壓機機頭噴油量受到影響。其次,外接管道也增加了管量漏油的風險。

      02內置式余熱回收技術

    空壓機余熱回收技術的發展與變遷

      為了提升空壓機的余熱回收效率,克服外置式空壓機余熱回收技術在使用時的技術痛點,最近幾年行業內進行技術升級,提出了“內置式余熱回收技術”,其做法是將板式換熱器裝在空壓機的里面,通過減少油路長度,從而降低因油路過長而帶來的漏油率、安裝空間過大等一系列問題。余熱回收率則最高可提升至80%。

      內置式余熱回收技術本質也是在空壓機的油路上增加一個換熱器,沒有從根本上解決油路的油阻加大,影響空壓機機頭噴油量技術難題。

      這項技術存在的最大問題是:當余熱回收不需要用水時,水就不會循環,板式換熱器里的水還是存在,而油還是在循環。油在循環時還是會產生大量的熱量,而換熱器里處于靜止狀態的水就長期以高溫氣體的形態存在。這時含有微溶于水的硫酸鈣會由于水的蒸發而析出,形成水堿。隨著水分的不斷蒸發、濃縮,水堿含量不斷增加,達到飽和后就形成了水垢,最終導致換熱器堵塞失效。

         03熱水型節能空壓機技術

    空壓機余熱回收技術的發展與變遷

      熱水型節能空壓機技術是由空壓機系統和余熱管理系統組成。它不是簡單的外置式余熱回收技術與內置式余熱回收技術的整合升級。通過合理的結構設計,在不增加油回路的同時,熱水型節能空壓機技術做到了空壓機氣余熱與油余熱的全回收。

      熱水型節能空壓機技術有幾個大的技術創新:

      1、取消空壓機內之前的冷卻風扇與冷卻器,降低了空壓機輸入功率的2%。

      2、增加油氣余熱雙回收器。

      在空壓機內安裝油氣余熱雙回收器,讓余熱回收直接在空壓機內部完成,縮短油回路,減少油回路長而帶來的系列問題。

      空壓機油和氣的熱量通過油、氣回收器全部吸收并傳遞給自來水,使自來水溫升高至70℃以上供給余熱管理系統,空壓機則保持在正常工作溫度范圍內。

      3、采用智能余熱管理系統對水溫實現智能化調節。

      余熱管理系統對輸入的熱水溫度和水量進行調配管理。當熱水消耗量瞬間高于額定范圍時,余熱管理系統內部水壓降低,通過 PLC輸出控制信號至空壓機內水溫控制閥,進行PID調節保證出水溫度避免過高,同時對余熱管理系統補充水量,系統內循環水泵重新調節水壓;當熱水消耗量較少時,余熱管理系統將循環水中多余熱量通過 PID變頻風機(水冷型為變頻冷卻塔)散發到外界,在確保按設定水溫將循環水供給空壓機的同時又可以適當控制冷卻功率。

      熱水型節能空壓機技術優勢:

      1)余熱回收效率最高可達95%??勺龅娇諌簷C需要冷卻的熱量95%以上的熱能回收。

      2)標準化、集成化。系統集成度高,安裝便捷,無門檻。

      3)低能耗、高回收率。原有冷卻系統用余熱智能管理系統取代,實現余熱回收與冷卻量有效調節,能量回收效率提升30%以上。

      4)運行穩定,延長使用壽命??珊愣ㄓ蜏?,降低工作溫度交變頻率,延長空壓機油與零配件的使用壽命。

      5)余熱全回收利用。同時回收氣余熱與油余熱。

      6)3種熱能管理功能(水--氣換熱流量PID調節、補水保障換熱、水簾降溫保障),讓壓力損失更低,比原有的冷卻方式更加有保障。

      綜上所述,熱水型空壓機技術,解決了傳統空壓機外置熱回收系統與原配冷卻系統不匹配,導致空壓機溫度因用熱變化而出現的空壓機油高溫、過冷、忽高忽低,冷卻功率不節能等對空壓機運行不利的改造弊端,在為空壓機運行保駕護航的同時提高余熱利用效率,為工廠創造更多效益。

      04關于第四種熱源


      目前,國內工廠用熱源主要有三種:蒸汽、電、導熱油。在能源匱乏的今天,熱水型空壓機技術,可以直接讓空壓機為工廠提供穩定的氣與熱源,憑借能連續供應、沒有運輸費用與損耗,熱量穩定,對環境友好等特性,可直接提升工廠的能源結構質量,成為工廠的第四種優質熱源。如果工廠的空壓機長期穩定的運行,那么在設計工廠能源結構時,可以將空壓機熱量納入工廠生產熱源來源之一。

      未來,空壓機的余熱回收技術是否還會有比熱水型空壓機技術更優的解決方案,讓我們拭目以待。


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