山西锻造厂空压机余热回收技术方案.doc

山西锻造厂
5台螺杆式空压机余热回收利用项目简案
技
术
方
案
河南蓝海节能技术服务有限公司
二○一八年一月二十日
第1章 　项目说明
1、1　项目名称
山西锻造厂《5台螺杆式空压机余热回收利用项目》
1、２建设地点
山西锻造厂
１、３项目现状
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台得轴功率为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得热量,置换为洗浴用水，取缔天然气锅炉,达到节能减排,循环经济之目得。
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办法;
3、国家发改委关于项目科研报告内容与深度得规定要求;
4、《建设项目经济评价方法与参数》第三版;
5、《中华人民共与国节约能源法》;
6、《国务院关于加强节能工作得决定》;
7、《国务院关于印发节能减排综合性工作方案得通知》;
8、国家发展与改革委员会《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得通知》；
10、中华人民共与国水污染防治法实施细则;
11、中华人民共与国大气污染防治法;
12、《煤炭工业发展“十二五”规划》。
２、2 设计依据
本方案设计参考标准:
《压缩空气站设计规范》（GBJ２9-90)
《城镇热力管网设计规范》（CJJ3４)
《城镇热力管网工程施工及验收规范》(CＪＪ２８)
《设备及管道保温设计技术通则》(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得热量，进行回收利用，为山西锻造厂提供淋浴热水。ﻫ2、４工程范围
　 本次改造范围为空压机房5台螺杆空压机得改造,包含换热部分、输送水部分、控制部分等。(不含外网部分)
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得有效性,如下图：
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％)
可利用余热部分(80%)
油冷却器
70％
气冷却器
10%
空压机热能回收得关键就是节约能源,提高能效。在全球资源紧张得环境下,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,提高新能源与可再生能源比重。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，可回收利用得余热约占压气机总轴功率得8０%左右。由于目前喷油螺杆空压机投入运行数量较多，热能得回收利用具有很好得经济价值与环保意义。
3、2空压机余热回收原理流程图

如图所示，系统中设置保温水箱与水泵，将热量回收装置制取得热水送向用户。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,不断吸收润滑油得热量进而温度不断升高,最终水温达到设定温度，经恒温泵抽至保温水箱供职工洗浴。
３、3　具体改造方案
　在空压机油气分离器处接管,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：油气分离器出口——不锈钢高压油管——余热回收装置——不锈钢高压油管——油气分离器原出口管;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,达到设定水温后,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，从而保证空压机安全、稳定运行。
3、４、3系统配套得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得开启与关闭，达到供水得稳定。
3、4、4系统配套得循环水箱上安装有温度传感器，当循环水箱内水温达到要求温度时,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系统配套得热水供水泵采用自动控制,保证供水稳定,用户使用安全、方便。
3、4、6系统配套可动态显示系统运行压力、温度与水箱液位变化信息得触摸显示屏,操作人员可直观、清楚得了解到实时得系统情况,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,保证空压机得正常运行,不会因为余热回收系统损坏而影响空压机得正常运行。
3、5空压机余热回收装置特点
3、5、１、低成本利用热能。空压机余热回收装置本身就是一种余热利用设备，在加装中,并没有增加对空压机本身得负载,利用空压机废热能生产热水,不需要任何得辅助加热设备,仅需部分功率很低得循环泵与电控柜得运行耗电。
3、5、２、运行不受外界环境得影响。回收装置得热量来源于空压机得废热,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,不受气候与天气影响。
３、5、３、提高空压机得运行效率。　对空压机得余热回收增加了排气量,减少耗电,实现空压机得经济运行。
3、5、4、减少维修保养成本。通过对空压机得余热回收，降低了空压机得运行温度,延长机油、机油隔、油气分离器等常用耗件得更换周期。
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基本都处于一个较高负荷运行得状态，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
＝ KＪ
式中：Q１ —空压机每天可回收热量,单位KＪ;
　　p—空压机得额定功率,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。
则每天可产生得热水量为:
Ｍ＝Q1/（C×△t）
＝/（４、1８７×32)
≈37t(90ｋｗ得空压机每天产水量)
式中：M—产生热水量,单位kg;
Q１—回收总热量,单位KＪ;
Ｃ—水得比热容,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＝222 t×0、8得换热系数≈207、2 t
完全可以满足山西锻造厂得洗浴需求,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ｍaｘ
１50℃
工作压力mａx
１Ｍpa
油侧压降
49、2Ｋpa
设备材质
ＳＵS304
接口尺寸
DN32
2、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30 m³／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
1
2ｍ×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30　m³/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与液位传感器、
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得管件
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 项目节能分析
4、1 项目概述
山西锻造厂５台空压机余热改造项目,主要针对其公司职工洗浴系统进行改造。该项目符合我国节能产业政策，属于我国推广实施得节能工程范围。
4、2 项目节能措施
山西锻造厂能源消耗实际与安全生产要求,在节能监测与对现状分析评价得基础上,组织开展余热资源综合利用项目，符合我国目前节能现状与发展方向。
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，节省了洗浴系统得运行费用(取缔现有得天然气锅炉),符合国家提倡得节能减排政策。
4、３职工洗浴系统效益分析
4、３、1　改造前后项目节约运行费对比分析
１、改造前职工洗浴系统运行费用
根据山西锻造厂调查得数据,洗浴用水采取2吨得天然气锅炉,保障20０人左右得洗浴热水,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,山西锻造厂每年得费用约为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得耗电量为:
4kw×２4＋4kw×５=116　ｋＷ·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1万左右得水处理费用。
(5）改造后职工洗浴系统总运行费用约3、４6万元。
我公司得产品就是无人值守,必要时兼职巡检即可。
3、改造前后项目全年节省运行费用对比表
　 　　 　 　 　 　 　 　 项目
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
1４5
4、４ 项目总节能效益
通过以上节能计算分析，该项目改造完成后,年节约运行费用:约1４5万元
4、 ５项目投资回收
4、5、1投资预算
序号
项目
单位
数量
单价（元）
合计(元）
备注
１
主体设备

套
1
128000
740００0
余热回收装置５套
2
控制系统

套

含空压机控制系统/总控系统
3
辅助设备

套
1
68000
6８0０0
含水箱、机房管道、水泵、阀门及其她辅材
4
安装费

项

主体、控制及辅助设备安装,不含外网部分
5
运费

套

含从洛阳发货及现场购买各类材料
６
系统调试费

套　
1　
３8000
380０0

总计

92８0０

4、5、2投资回收期
年节能效益：1４5万元，９个月可以收尾投资成本。
本项目我公司承诺签订合同后30天左右内完成安装及调试。
公司基本介绍
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得节能环保产品,解决矿山得采暖与洗浴以及井口热风需求。从起初得３个部门10余名员工,发展到现在得7个部门１80余名员工、产品由刚开始得1种增加到现在得5个系列，6大类,３0余种产品。
洛阳中懋环保设备有限公司就是蓝海科技集团得子公司,成立于2012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得生产,拥有超大规模得加工制造设备与厂房,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 ,承担国家重大科技项目7项,国家火炬计划项目6项,列入河南省技术创新项目20项，获得市科技奖励项目8项，拥有各项专利６0余项。近三年来,仅仅在山西境内得煤化工领域做了30多个热水、热风项目。比如、山西汾西矿业集团贺西煤矿综合余热回收利用项目、大土河付加鄢煤矿瓦斯发电机尾气余热回收利用项目、正邦煤业热风机项目、正文煤业、正城煤业热水项目、西山煤电斜沟煤矿热水热风项目、河南省平顶山市庇山煤矿热水项目、河南省、义马市耿村矿热水项目等等！
热烈欢迎山西锻造厂,来我公司实地考察，检验与评估我公司得新型技术与综合实力！
　 　　　 　河南蓝海节能技术服务有限公司
　 　　　　 二０一八年一月十九日
　 　　 　　　　 联系人：周学彬
基本原理与项目实拍图