大型离心空压机余热回收技术的应用

摘要：本文由原料药发酵过程中空气压缩后温度控制问题，引出关于大型离心空压机余热回收技术的探讨，目的是减少压缩空气冷却需要的投入，同时将回收的热能充分的利用供热制冷。技术改造实践证明，离心空压机余热回收技术是一项很值得推广使用的节能技术。

关键词：大型离心空压机 余热回收

石药集团中诺药业是国内大型原料药发酵制药企业，在生产过程中需要大量的压缩空气，提供发酵菌种的生长环境，这样就需要换热设备降温至所需温度。

1 改造前运行现状分析

改造前空压机组采用传统冷却方式，通过冷却塔降温后的冷却水将压缩空气降温至需要的温度；降温系统主要由冷却水通过换热器将空气热能带入冷却水，冷却水通过水泵及管道将升温后的冷却水送入冷却塔，通过冷却塔将热量排入大气来满足发酵工艺设备进气温度的要求。冷却水需要水泵提供动能将冷却水送入冷却器、冷却塔，冷却塔需要电机拖动风扇转动，利用空气降低冷却水的温度。压缩空气热能散入大气中是投入大量运行成本来满足工艺降温所需，空气产生的压缩热却未得到回收利用。

2 热能回收项目实施应用论述

2.1 热能回收项目利用余热回收装置将压缩空气压缩热能回收，利用空压机组排气温度130度的热空气，将一次热媒水加热至85度以上，利用回收的热源用于夏季吸收式制冷机及冬季供热使用，以达到热能回收利用及工艺用压缩空气降温的双重目的。

2.2 热能回收装置的安装施工部分，在对空压机组供气系统调整后，改造空压机组停机改造，拆除机组原有冷却器，在冷却器后端安装余热回收装置。

2.3 吸收式制冷机组施工部分，安装独立的余热回收一次热媒水循环水，与真空热能回收机组的一次水热媒管路对接，一次水热媒进入空压机组冷却器及热能回收装置回收热量，经过泵组输送至真空热能回收机系统将一次水热媒输送至吸收式制冷机组蒸发器，独立选址安装吸收式制冷机组，铺设管道将制冷机组的冷水出水管路与总管路连接。

2.4 采暖管路的对接，公司在技术改造前有独立的暖气供应系统，由真空热能回收机组的一次水热媒管路与暖气水泵进口管路对接，施工时间为2天，主要工作量包括管路的铺设安装。

2.5 本次技术改造的设备制作周期最长的为吸收式冷水机组的制作，制作周期为90天，签订设备采购合同后，可以制作设备基础，设备到货后总施工周期为20天，从实际的安装过程中用了17天完成了设备的安装，利用3天完成了调试。本次技术改造在计划施工时间内完成。

3 工作原理

在系统运行过程中，余热回收系统以水为热能转换介质。

3.1 夏季时，通过泵组将系统平衡装置内低温热水送入原压缩空气冷却设备及新增空气热能接收降温一体机，与压缩空气换热后升温至88℃进入吸收式冷水机组蒸发器，作为吸收式制冷机组的一次驱动能源，制得10℃冷冻水与原有冷水系统制冷机组并联供应用户使用。

3.2 冬季时，通过泵组将系统平衡装置内低温热水送入原压缩空气冷却设备及新增空气热能接收降温一体机，与压缩空气换热后升温至80℃进入真空热能回收机，在真空状态下制取70℃采暖水用于冬季供热。

4 余热回收系统特点论述

4.1 空气热能降温一体机为开式常压运行，可满足压缩空气系统干式运行的要求，无气蚀、汽化现象，长期在高温条件下运行效率不衰减、设备寿命长。

4.2 真空热能回收机：为真空状态下间接相变传热形式，换热温差小、热利用率高，机组配有自动排气装置，以保持较好的真空度，设备运行效率不衰减、寿命长，无任何爆炸危险。

4.3 系统平衡调节装置：将废余热能充分聚集，克服了因废热资源热量变化波动较大导致用热用冷系统不稳定的弊病，此装置具有低液位报警功能，以保障整个系统的稳定运行。

4.4 系统运行为冬季、夏季热水温度自设定调节以满足不同运行工况下所需的生活、工艺制冷用热要求。

5 经济效益核算

5.1 夏季制冷节能效益核算：2012年制冷机组运行3月16日-10月20日，运行7个月，每天24小时，夏季制冷量为2600kw/h，电制冷机耗电量为450kw/h，节约运行电费105.2万元。

5.2 冬季供热节能效益分析：冬季供热4个月，每天24小时，每小时使用蒸汽3吨，蒸汽价值190元/吨。以2013年与2012年对比，节约蒸汽费用：164.2万元。

5.3 全年节约运行费用269.4万元，换热器、吸收式溴化锂、余热回收机组总投资500万元，两年内收回投资。

6 结论

余热回收技术使用，使压缩空气热能充分回收利用，既减少了压缩空气冷却需要的投入，又能将回收的热能充分的利用供热制冷，是一项很值得推广使用的节能技术。

参考文献：

[1]王林.小型吸收式制冷机原理与应用[M].中国建筑工业出版社，2011.9.1.

[2]最新余热回收利用新技术与国外余热回收动向及环保安全

和卫生对策实用手册[M].2005.

[3]余热回收利用系统实用手册[M].机械工业出版社，1988.

[4]刘纪福，等（中），山本格（日）.实用余热回收和利用技术[M].机械工业出版社，1993-12.

作者简介：刘立友（1978-），男，河北无极人，本科，初级，研究方向：动力系统节能运行。

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