贵州煤业公司空压机余热回收专项方案.doc

贵州祥泰投资有限公司习水县

泰丰煤矿空压机热能技术方案

项目名称：泰丰煤矿空压机热运用（热水）方案

二零一五年十二月
目 录
一、项目楷述-------------------------------------------------------------------------2
二、余热回收原理及工程综合----------------------------------------------------2
三、水量参数-------------------------------------------------------------------------6
四、年节能费用----------------------------------------------------- -------- --------7
五、常用问答-------------------------------------------------------------------------10
六、配备清单-------------------------------------------------------------------------12
七、 工程案例图片------------------------------------------------------------------------16

一. 项目概述
项目名称： 泰丰煤矿
项目地址：
矿井工作状况：
当前，2台110KW空压机2台（一用一备），每天负载运营时间20小时，空压机每天工作时间有规律平均运营，矿井按每班100人设计，每班用水量为：100人×100L/人=10吨，用水时间≥2小时，煤矿每天洗浴人数为300人。
二. 余热回收机组工作原理及优越性
1.余热回收机组工作原理：螺杆式空气压缩机运营过程中，高温高压油、气所携带热量大体相称于空气压缩机功率1/4，其温度普通在80℃—100℃之间。螺杆式空气压缩机通过其自身散热系统来给高温高压油、气降温过程中，大量热能就被无端挥霍了。
为了充分运用螺杆式空压机所产生余热，我司提供余热运用技术，运用该技术对螺杆式空气压缩机所产生高温高压气体进行冷却，不但可以提高空气压缩机产气效率，并且可使公司获得生产和生活所需热水。
空压机热能转换机重要采用热互换器，应用热互换器原理，并依照使用现场设计自动化控制系统而制造。
该热互换机是由许多片压制成人字型波纹原则耐磨钢质和铜质复合材料，再通过真空钎焊而成。相邻板片纹路方向相反，波纹及脊线彼此相交，从而构成热互换器中一种复杂流道单元，让冷热流体流过，充分进行热互换。咱们采用热互换器并非简朴和老式冷热互换形式，采用同程截流式反串使冷热互换效果大增到1.8－2.0倍。空压机热能转换机就是运用空压机高温机油（80-100℃）作热流体，水作冷流体，它们不断在热互换器中循环，让水不断吸取机油热量升温，当循环水塔中水温一次次升到设定值时（45-75℃），就一次次自动泵运到保温水塔，并一次次补给水到循环水塔。这样保温水塔热水就一次次存储，供客户使用。

2. 余热回收机组工程长处：
1）．实现热水生产0成本营运，且全天24小时供应热水。
空压机在工作时产生大量余热，被散热器和散热电扇排往空气中白白挥霍掉。当前咱们将空压机热能转换机将余热回收运用生产热水，解决公司员工生活热水、工业车间热水，为公司节约加热水所用所有费用。
一旦本工程安装投入使用，只要空压机在运营，公司职工就随时可以提取到热水使用，不必然时定量供应。
2）．实现空压机散热减负、系统节能。（相称于给空压机制作一种水冷装置）
热能转换机对空压机优越热互换，空压机风冷某些散热风机或散热器（因油温、气温降到设定条件之下）故自动停用,同步可冷却空压机产生出来气体，减少了干燥机工作负荷，从而达到空压机节能、减排、环保、减少磨损、延长寿命、干燥机省电、安全可靠。
3）. 空压机工作温度减少，减少了机器故障，延长了设备使用寿命，减少了维修保养成本，增大了机油、机油隔、油气分离器更换时限，相应延长更换期限。
螺杆空气压缩机重要费用是运营费用，属于高成本设备，另一方面是耗材更换，机油、机油隔、油气分离器。例如一台进口螺杆37KW空压机保养一次耗材费用是约4700元，使用周期为3000H，耗材费用1.56元/小时。在80－84℃间运营空压机，耗材使用同期可延长35%，即4050H，延期后耗材费用是1.16元/h。空压机在85℃内运营，防止机油乳化、积碳现象减少，两者是严重影响油隔、油气分离器寿命性能致命因素。如果乳化，碳化颗粒超常将堵塞机油隔、油气分离器，严重影响机器运营，使内压剧增，电机功率超负荷，机体温度超高，后果是多耗电能，机器烧毁和引起火灾。
4）. 提高空压机运营效率，实现空压机经济运转。
安装螺杆空压机余热运用装置空压机组，可以提高产气量8%，空气动力学家和空压机制造厂家给出厂机组额定每分钟产气量m3/min是以80℃温度测量定准。
螺杆空压机产气量m3/min会随着机组运营温度升高而减少，固然，空压机机械效率必定不会稳定在以80℃标定产气量上工作。依照实验报告，它反比限度是：温度每上升1℃，产气量就下降0.5%，温度升高10℃，产气量就降5%。普通风冷散热空压机都在88—96℃间运营，其降幅都在4—8%，夏天更甚。空压机余热运用装置足可以使空压机温度降8—12℃，为此它经济效益就更明显了。
5）.安全、清洁、以便、环保
空压机余热运用装置与其她制热方式相比较，无费用运营，无安全隐患，无一氧化碳、二氧化硫、黑烟和噪音、油污等对环境污染。一旦安装投入使用，系统较大公司还可以满足公司职工在冬季使用热水来清洗衣服、被褥。为创立资源节约型环境和谐型公司奠定基本。

三.空压机余热回收机组水量参数：
按照我公司热能机组设计，每千瓦空压机主电机运营电功率额定制热能力在500-600（L/h.kW.℃、普通咱们取系数500）之间，即每一千瓦电功率，能让500-600升水在一小时内温升一摄氏度。这样热能转换成果相称于输入电功率50%-75%，依照贵公司设备型号和配备状况，空压机配备实际换热效率预测为50.9%。
因而：以国产机 110kW空压机为例，一种小时可以运用热功率可以按照：
P=110(kW)*50.9%=56.0(kW/H)计算。
一吨水温升45度需要热能为：
Q=45℃*1000（kg）*1000（卡） =45000（大卡）；
换算成电功率即：
P=45000(大卡)/860(大卡/kW)=52.4(kw)。
那么110kW空压机负载运营一种小时，可以产生45度温升热水：
M1=110(kW)*50.9%*860/45000(大卡)=1.07（吨热水/小时）
或者按照换热器置热能力计算：
M2=110(kW)*500（L/h.kW.℃）/45℃=1.22（吨热水/小时）
以上对比两者计算成果基本一致。为了以便对比，咱们采用热功当量计算法，贵公司空压机所配热回收设备额定配备按当前加载时间运营产水能力(以第一项空压机配备为例):
温度从15→60℃，油回收功率=总功率×50.9%。注:如下表参数在空压面负载率在85％测得。

序号
匹数
功率
回收功率
最大(气)水流量
(HP)
(KW)
(KW)
(m3/ h)
1
150
110
56
1.2
依照以上参数计算:
贵煤矿空压机每天运营20个小时，负载率在80%以上，1.2吨/时×20=24吨/天，热水温度在60°左右。

四. 110KW空压机余热运用热水工程节约费用
本工程安装运营后，按照空压机平均每天开机20小时，电费按照高峰低谷用电平均单价每度0.55元计算。
所需用电以及节约用电用气如下：
1） 针对产气量节约费用状况：
依照实验报告，空压机温度每上升1℃，产气量就下降0.5%，温度升高10℃，产气量就降5%。普通风冷散热空压机都在88—96℃间运营，其降幅都在4—8%，夏天更甚。空压机余热运用装置足可以使空压机温度降8—12℃，为此它经济效益就更明显了。
下表体现8.0kg/cm2工作压力下，80→90℃日产气经济性能比较： 
空压机不同温度下产气率与经济效益
空压机功率
KW/HP
80℃产气m³/min
90℃产气m³/min
±m³/H
±m³/20H
KWH/天
0.55元/KWH
电费（元）/天
22/30
3.4/3.23
10.2
204.0
21.6
11.9
30/40
5.2/4.94
15.6
312.0
30.0
16.5
37/50
6.0/5.7
18.0
360.0
37.0
20.4
45/60
7.75/7.35
24.0
480.0
46.4
25.5
55/75
10.0/9.5
30.0
600.0
55.0
30.3
75/100
12.0/11.4
36.0
720.0
75.0
41.3
110/150
21.0/15.0
63.0
1260.0
110.0
60.5
按照以上数据该110KW/150HP空压机,在90℃温度中运营20小时就约少产气1260.00m³，产出1260.00m³ 8.0KG/ cm2高压气体需110KW/150HP机组1.0小时才干完毕，需要110度用电量，按0.55元/KWH，那么每天多耗电费约60.5元，即一种月1876元，一年18150元。空压机换热器可以使空压机运营温度在80—84℃间运营。
2） 针对风机每天省电及费用：（本工程安装运营后，空压机自带风冷系统基本可停止运营）
空压机风机（抽风机）：110kw空压机标配3.8kw左右风机
即3.8kwⅹ20h=76度
日费用：76度ⅹ0.55元/度=41.8元
年共计费用：41.8元ⅹ300天=12540.00元
针对风机而言，每年可直接节约电费12540.00元

3） 针对保养节约费用：
一台进口螺杆110KW空压机保养一次耗材费用是约4700元，使用周期为3000小时，耗材费用1.56元/小时。在80－84℃间运营空压机，耗材使用同期可延长35%，即4050小时，延期后耗材费用是1.16元/小时。
110kw空压机平均每天使用20小时，一年使用时间即为6000.小时
即每年可为空压机节约保养费用6000小时ⅹ（1.56元-1.16元）=2400.00元
4) 本工程设备生产60°热水年节约费用为：（不含人工费，进出渣费等）
300天×20小时×1.2吨/小时=7200吨60°热水
7200吨60°热水需要热量为：7200吨×45000千卡=32400万千卡
装换成吨煤为：32400万千卡÷4000千卡/公斤=81000公斤=81吨
按坑口价400元/吨计：81吨×400元/吨=32400.00元
按“燃烧普煤”制热方式计算费用为3.24万元/年,对比实际节能费用3.24万元/年；
5）本工程设备需用电费为：
循环泵：0.4kwⅹ24h=10度
控制系统5W，可忽视不计
费用：10度ⅹ0.55元/度=5.5元
年共计费用：5.50元ⅹ300天 =1650.00元
综上所述，本工程安装运营后，可为贵煤矿节约：一台110KW 空压机每年仅电费，保养费就节约为：
18150.00元+12540.00元+2400.00元+32400.00-1650.00元=63840.00元
5）常用制热方式对比，经济效益对比

项目
制热方式
优 势
劣 势
1
电热水器
投资成本低，速度快，合用短期简朴使用。
费用很高，极不节能。水电不分离从而增长安全隐患。
2
燃油或燃气锅炉
投资成本不高，速度快，
持续费用高，极不安全，需场地，需聘请专职人员，对环境有污染
3
太阳能集热器
清洁环保，可节能55%
初投成本极高，送水工程大，场地规定大，受天气影响大，年平均使用时间短，太阳能集热管寿命较短3-5年换热效率会减少，30%时间需其他方式辅助，经济性有待探讨。
4
空气源热泵
投资成本不高，热效率高，可节能75%，特别安全。容易安装。使用寿命长10-。
比电热水器节能75％。
5
空压机余热
零成本运营，节能安全，又能改进设备工况。使用寿命在10-。为公司节能减排。
初投成本适中，热源和末端往往有距离，送水工程也许稍大，与生产有关。
6
燃油或燃气+太阳能
有些节能，运营成本适中
太阳能集热管寿命较短3-5年换热效率会减少，每年仍需支出燃料费，不安全，投资比较大。
7
热泵+太阳能
节能效益好，运营成本也低
初投成本高，场地规定大。
8
空压机余热+热泵
最佳热水解决方案，低成本运营，节能效益好，全天候四季运营，保证24小时用热水。
初投成本增长。

五 常用空压机余热回收运用生产热水技术问题
1.空压机热回收生产热水前提条件？
答：公司有（喷油螺杆式/滑片式/涡漩式）空气压缩机，员工宿舍与空压机距离在400米内，同步需要热水公司都可以实行空压机余热回收运用生产热水工程。如果员工宿舍太远，可以在工厂里面可以建立冲凉房，同样可以运用空压机余热回收生产热水。
2.空压机余热回收运用生产热水工程对空压机会不会有损害？
答：不会。并且反倒提高空压机工作效率，并使空压机系统节能。
一方面要保证空压机运营安全，在此基本上能充分运用空压机余热，通过专业技术制造，完善控制系统，及时售后服务设备均可称之为好设备。对空压机不会有任何损害，反到提高其工作效率。
第一，不会泄漏。
1- 在工艺上，采用无缝焊接，可以避免。
2- 咱们空压机热互换器是通过现场数据重复测试改进而成。换热器设计参数如下:
设计运营耐压：油/气侧：10.0kg/cm2；水侧：22.0 kg/cm2
设计实验压力：油/气侧：20.0kg/cm2；水侧：33.0kg/cm2
设计耐热温度：油/气侧：120℃；水侧：100℃
设计水温热度：冬季≥50℃，夏季≥60℃
设计检查原则按照《制冷用换热器原则》JB8701-1998:设计压力:30bar,实验压力45bar。
第二， 油压正常。
空压机热互换器回收管道与空压机润滑油油管管径截面面积相等，润滑油在空压机、热互换机管道之间流速不变，从而控制油压不变。并且在高度和距离上均有严格规定。
第三， 提高效率。节能安全。
热互换器对空压机优越热互换，空压机风冷某些散热风机或散热器（因油温、气温降设定条件之下）故自动停用，同步可冷却空压机产生出来气体，减少了干燥机工作负荷，从而达到空压机、干燥机省电、节能、环保、减排、减少磨损、延长寿命、安全可靠。实现热水0成本营运。
3.公司放假，空压机不运营了尚有热水用吗？怎么解决？
答：一种好方案应当充分考虑此类状况发生。解决方案有两种：A)保持或某些保存本来制热设备作为备用；B)采用较为经济加热方式如：空气源热泵作为恰当补热设备；C）考虑把空压机所产余热尽量所有做出来。由于咱们保温塔一天温降是5度左右。这样往往可以多用一两天。
4.冬天和夏天用热水量不同怎么办？如果每天用水量，经常会浮现大变化怎么办？
答:咱们设计普通以冬天为最大量。如果夏天用得少，用不完保温塔存储热水第二天会减少水温。这时咱们可以调节保温塔水位，保存水量减少，调节到差不多用完水量。
如果每天用水量经常会浮现大变化，咱们就会考虑做回路循环保持水温。增大投入成本。
5.实行空压机热回收工程需要注意那些事项？
答：A)热能运用量；B)空压机运营时间，重要是加载时间；C)空压机循环油流量；D)场地与否适当施工；E)到末端距离；F)每天热水使用量；G)空压机热交器和保温塔和管道布置状况，高度差状况，距离状况，走向状况等。
6.如何实行空压机热回收工程？
答：A)热能审计，理解公司设备运营状况，评估可运用热源运用空间；也就是公司空压机能产出多少热水。B)需求分析，计算公司热能（热水）需求量；C）考察公司设备和需求端布局状况，制定工程实行方案；D)工程设计，按照公司设备布置，拟定实行方案设计控制系统； E）做报价方案拟定；F) 工程施工；E)工程验收；F）节能效果验评。
7.如何将设备和空压机连接？
答：按照设计原理，将空压机油气分离器后端温控器油管接头连接到空压机热能热水机组入油端，再将前冷却器油管接至热能热水机出油端即可。这个在长度和高度上都在严格可行数据规定。
8.安装空压机余热回收设备需要很专业技术人员吗？
答：需要。也可以在专业技术人员指引下实行。掌控：热水数量，热水温度，对空压机安全性，保温效果，工艺流程布置，自动化控制等。这些都需要专业技术去完毕。
9．怎么样算一台空压机产水量？
答：温度从20→55℃，油回收功率=总功率×0.509%。注:如下参数在空压面负载率在85％测得。依照以上空压机功率，可以算出油回收功率。例如使用1台30HP空压机每小时产0.348m3/ h。负载时间越久产热水就越多。
循环水烧水温度45-75℃，出水温度在50℃左右。这个要看空压机产水状况和公司用水状况而定。
10．时间长了时候，热水产能不够是什么因素？如何解决？
答：由于水中有钙镁等离子，在高温水中容易结垢，结垢后换热设备互换效率会减少。此时应当在设计系统时加入软水解决设备，如没有安装只能清洗。清洗办法用物理清洗和化学清洗相结合。事实上这个空压机热水器一种保养问题。
11．实行空压机热回收工程能有多大效益？
答：A)可以对直接客户能源审计后可算得出；
B)可以从客户财务报告中体现。把本来热水费用所有省掉。
C）热能综合运用后可取缔煤锅炉。
六 工程配备阐明以及施工阐明
1空压机热回收机组设备数据表：
编号
项目
单位
数据
备注
01
型号
台
2

02
外形尺寸（长×宽×高）
cm
860*460*900

03
重量
Kg
172

04
安装方式

不必基本
与空压机连接
05
噪音

无

06
使用寿命
年
不不大于10

07
热互换介质

油、水

08
最大热水产量
m³/h
1.2吨
条件：进水20 ℃
出水 65 ℃
09
油进出口压差
bar
不大于0.1

10
出水温度
℃
55-75

11
设计工作压力
bar
不不大于20

12
正常流量循环水温升
℃
10
管道300米内视保温效果而定
13
实验压力
bar
不不大于30

14
设计工作温度
℃
-160至+225

15
换热主体型式

板式

16
换热主体材质

不锈钢316L

17
油接口管径
mm
DN65
（依照空压机厂家提供）
18
水接口管径
mm
DN50
（依照空压机厂家提供）
19
接管材质

不锈钢304

20
保温材料

聚胺脂发泡或保温皮

21
电源

380V 50HZ
从空压机电箱接电源
22
电器

施耐德品牌

23
入水温度显示

标配

24
出水温度显示

标配

25
入水压力显示

标配

26
出水压力显示

标配

27
电源批示

标配

28
运营批示

标配

29
故障报警批示

标配

30
清洗接口

标配

31
恒温控制系统

可选配备
循环加热形式不荐使用
32
定期出水控制系统

可选配备

《空压机热水工程配备详细清单》
一、水管和热水水箱系统工程

序号
项目名称
规格型号
品牌和材质
单价
数量
金额
1、
水箱
不锈钢保温水箱
5.0M3
不锈钢内胆中间发泡，外包不锈钢
1050.00/m³
1
5250.00
不锈钢保温水箱
10.0 M3
不锈钢内胆中间发泡，外包不锈钢
1020.00/m³
1
10200.00
水箱底座
水泥墩
人工，水泥、砖和沙
1200.00/个
2
2400.00
2、
水管（加热水箱到储热水箱管道）
宿舍楼热水管
空压机房到宿舍楼顶保温水箱热水管
联塑牌PPR管DN40
不拟定

管道保温
中间聚氨酯发泡外包PVC管包装
不拟定

管件
其她管件
闸阀
不拟定

外牙直通

活接

弯头

直接

三通

半码（不锈钢）

二、空压机余热加热系统工程
序号
项目名称
规格型号
品牌材质
单价
数量
金额
1
单油空压机热水机

25500.00/台
2
51000.00
2、循环水泵水管及控制系统
循环加热水泵

1650.00/套
2
3300.00
自动控制装置
温度控制器
1200.00/套
1
1200.00
空压机到换热器专用油管
高温油管
耐高温空压机专用高温油
650.00/颗
4
2600.00
循环水管道和换热器上下循环水管
循环水管
PPR管DN40
800.00（预计）

800.00
抽水泵

2250.00/台
1
2250.00
自动控制器
水位控制器和事件控制器
1200.00/套
1
1200.00
循环水箱和换热器上下循环保温
管道保温
中间聚氨酯发泡外包PVC管包装
400.00

400.00
其她水件

200.00

200.00
3、

吊车费和运费

3000.00

3000.00
4、
人工安装费

.00

.00

三、总 计（不含税，含税加五个点）

85800.00

注：考虑到货品运送成本以及现场状况，因而以上报价中未报价格为加热水箱到储热水箱管道，软水解决不包括在报价方案内，我方将依照水质及施工现场状况拟定。

七 典型案例（某些）