空压机余热回收方案

螺杆式空压机余热利用中央热水系统共19页第1页空压机余热利用中央热水系统设计方案致：根据贵方员工宿舍中央热水系统工程项目的邀请，设计施工方东莞市森茂节能环保工程有限公司，按贵方要求，为该公司员工的热水工程提供空压机余热利用中央热水系统，设计方案包括如下内容。第一部分工程概述（P2-4）第二部分空压机余热利用装置的综合优势（P5-6）第三部分工程设计方案详解（P7-11）第四部分施工组织计划（P12-13）第五部分售后服务（P14）第六部分经济效益分析（P15-P16）后附：工程概算报价单1份工程图纸1张螺杆式空压机余热利用中央热水系统共19页第2页第一部分工程概述1．1用户需求1．1．1现用户热水使用情况现贵司要求我公司对员工楼热水供应系统提供设计方案，贵司现有员工3000人左右，员工宿舍楼2栋，每栋共20层，现需增加空压机余热回收系统供热水。1．1．2空压机机使用情况现对贵司9台旧空压机及新增4台新空压机进行余热回收改造，空压机余热回收机放置于污水处理厂旁的空压机房，一般情况下13台空压机每天工作24个小时。1．1．3热水工程改造需求本着降低企业运营成本及环保的目的，贵司现要求我公司对其热水系统进行改造。改造方式为利用螺杆式空压机余热加热热水，实现零费用获取热水的效果。本工程对13台空压机加装余热利用装置。分两套系统安装，本工程完工后，基本满足3000人的热水供应，供水标准为33KG/人，总供水量约100吨/日，供水方式为不定时不定量，热水温度在55℃以上。1．2工程总方案根据贵公司的实际情况，我公司为贵公司设计热水系统，将对贵公司现有的13台螺杆式空压机加装余热利用装置，所得热水储存于宿舍楼楼顶的保温水箱内，再将热水管道接入宿舍楼各宿舍洗手间。1．2．1循环加热输送管道本工程热泵为我公司的螺杆式空压机余热利用装置，因输送管道过长，所以在空压机房及厂房楼顶各安装了两个周转箱，保暖水箱里的水通过循环水泵送入余热利用装置加热，再送回保暖水箱，如此不断往复循环，保证水箱里面的水不断得到加热。根据贵公司的实际情况，我公司为贵公司设计热水系统，将对贵公司现有的13台螺杆式空压机加装13台“森茂”牌空压机余热利用主机，自来水经冷水管的补水电磁阀输送到保温水箱，经主机换热器与空压机的高温油进行热交换，冷水温度慢慢升高，最终的热水温度即为显示面板控制器所指定的温度。所得热水储存于宿舍楼楼顶的保温水螺杆式空压机余热利用中央热水系统共19页第3页箱内，再将热水管道接入宿舍楼各宿舍洗手间。在管路上水箱、水泵、换热器两头及各预留检修处，均安装铜制优质阀门，另在保暖水箱出口及换热器出口处安装水过滤器各1个。1．2．2保暖水塔贵司安装两个50吨保暖水箱，即可满足贵公司员工的用水要求。水箱材质为双层不锈钢，50mm厚聚脂泡沫保溫层，24小时温降5℃以内。1．2．3换热装置本工程将对13台螺杆式空压机加装余热利用装置,分两套系统，每小时分别可产水800L以上，10小时可产水160吨，完全可以满足员工的用水要求。1．2．4补水系统补水系统使用水位开关、电磁阀、温度控制器控制1．2．5控制部分控制箱放置于空压机机房内：与空压机自动同步开停装置；控制系统开关打开，循环水泵就开始工作，保暖水箱里面的水就不断得到加热。1．3工程技术背景1．3．1螺杆式空压机余热利用装置技术来源现有技术中，螺杆式空气压缩机(简称空压机)的工作流程如下：空气通过进气过滤器将大气中的灰尘或杂质滤除后，由进气控制阀进入压缩机主机，在压缩过程中与喷入的冷却润滑油混合，经压缩后的混合气体从压缩腔排入油气分离罐，从而分别得到高温高压的油、气。由于机器工作温度的要求，这些高温高压的油、气必须送入各自的冷却系统，其中压缩空气经冷却器冷却后，最后送入使用系统；而高温高压的润滑油经冷却器冷却后，返回油路进入下一轮循环；根据计算，在上述过程中，高温高压的油、气所携带的热量大约相当于空气压缩机功耗的3/4的转化热量，余热温度通常在80℃—100℃之间。螺杆式空气压缩机通过其自身的散热系统来给高温高压的油、气降温的过程中，大量的热能就被无端的浪费了；在提倡建设节约型社会的大趋势下，这种浪费无疑与我们的价值观念背道而驰，如何回收利用这些余热，成为本领域技术人员所急待解决的一个技术问题。螺杆式空压机余热利用中央热水系统共19页第4页为了充分利用螺杆式空压机所产生的余热,本公司提供了一种余热利用装置，利用该装置对螺杆式空气压缩机所产生的高温高压的气体进行冷却，不仅可以提高空气压缩机的产气效率，而且可使企业获得生产和生活所需的热水，严冬可加热到≥55℃，夏秋季节≥65℃，从而解决了企业因为支付员工福利生活热水而背负的沉重经济负担。1．3．2技术解决方案简介以下是空压机余热利用装置系统流程图：图1系统流程图（因技术保密原因，本图中的各零件名称在此不便标出，敬请谅解）螺杆式空压机余热利用中央热水系统共19页第5页第二部分空压机余热利用装置的综合优势2．1安全、卫生、方便、环保。螺杆式空压机热泵与燃油锅炉比较，无污染。一旦安装投入使用，只要空压机在运行，企业职员就随时可以提取到热水使用，不必定时定量供应。2．2节能以贵公司热水系统日产150吨热水例，运行费用如下表：效用供热方式性能供热方式运行费用元/m3每天150吨热水的费用360天的运行费用空压机余热利用安全耐用不定时不限量000太阳能辅助燃油锅炉气象、水垢、老化影响大冬季阴雨天要用柴油辅助加热5.5825297000空气源热泵维修昂贵定时限量13.82070745200燃油锅炉环保问题定时限量30.5245781648080天燃气有危险定时限量34.455167.51860300电加热有危险定时限量42.976445.52320380由上表可以看出，日产热水150吨，空压机余热利用装置每年可比太阳能节省297000元，比空气源热泵节省745200元，比燃油锅炉节省1648080元，比天燃气节省1860300元，比电加热节省2320380元。所以使用空压机余热利用装置，就可得到方便可观的经济实用价值。2．3提高空压机运转效率，实施经济运转。安装螺杆式空压机热泵运行的空压机组，可以提高产产气量10%。螺杆式空压机的产气量会随着机组运行温度的升高而降低，它的反比程度是：温度每上升1℃，产气量就下降0.5%，温度升高10℃，产气量就降4%-8%。一般风冷散热的空压机都在88-96℃间运行，其降幅都在4%-8%，夏天更甚，空压机热泵足可以使空压机温度降8-12℃，效率提高10%，为此它的经济效益就更为显著了。2．4降低空压机工作温度，减少故障延长寿命。使用空压机热泵可降低维修成本，延长设备的更换期限。螺杆空气压缩机的主要运行费用是耗材的更换，如机油、机油隔、油/气分离器。一台进口螺杆37KW的空压机换一次耗材费用是4700元，使用周期为3000H，耗材费用1.56元/小时，长期处在80-84℃间运行的空压机，耗材的使用周期可延长50%，即4500H。延期后的耗材费用螺杆式空压机余热利用中央热水系统共19页第6页是1.04元/小时，由于是低温运行，机油珠乳化现象要降60%，液击碳化现象要降50%，这两者都是严重影响油隔、油/气分离器寿命性能的致命因素。在我公司对贵司的热水系统改造完成后，将可把空压机的运行温度降低至最佳范围之内，从而降低空压机的维护成本并极大地提高空压机的使用寿命。螺杆式空压机余热利用中央热水系统共19页第7页第三部分工程设计方案详解3．1设计原则1、方便使用,随时为员工提供生热水。2、设备安装简便。3、设备维修及使用安全4、环保无污染5、节约成本和资源6、热转换效率高等原则3．2设计标准及依据（1）贵方提供的数据及相关要求（2）《最新热交换器设计计算与传热强化及质量检验标准规范实用手册》（3）《余热资源回收利用节能监测方法》DB12/T051.5-2003（4）《余热资源回收利用的评价方法》DB31/T154-1999（5）《工业余热术语、分类、等级及余热资源量计算方法》GB/T1028-2000（6）《螺杆空压机的选用与节能》（7）《热交换器.区域供暖用水换热器.确定性能数据的试验程序》BSEN1148-1999（8）《热交换器.供热系统用水/水热交换器.确定功率数据的测试方法》EN1148-1998（9）、《采暖卫生工程施工验收规范》GB/T242-85（10）、《钢结构设计规范》GB50017-2003（11）、《建筑给排水及采暖卫生工程施工质量验收规范》GB50242-2002（12）、《给水排水制图标准》GB/T50106-2001（13）、《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-923．3工艺流程3．3．1工艺核心技术螺杆式空压机余热利用中央热水系统共19页第8页循环水泵空压机热泵保温水箱取用热水使用我公司的专利产品—螺杆式空压机余热利用装置，回收螺杆式空压机运行过程中产生的多余热量，可以不消耗其他资源，在空压机的运行过程中，获得设计所需的水量和水温。3．3．2工艺流程图补充水喉3．3．3工艺流程说明整个流程中空压机产生余热提供热源，在热泵中热交换而产生热水，热水流经原供热系统，存到保温水箱，再由供热系统将热水送到全厂各宿舍楼使用，而不使用的热水经由保温水箱中回流到循环水泵重新加热。整个循环过程由循环水泵完成，补充水位由温度控制器和水位控制器完成。3．4设计计算与材料明细3．4．1热交换器的设计1、热交换器的确定螺杆式空压机余热利用中央热水系统共19页第9页贵公司现有螺杆式空压机13台，每一台安装与其功率相匹配的专用换热装置，其性能指标如后所示。2、热交换器每小时集热量计算（SM-50P，100P，150P，200P）热交换器的集热量大约为空压机功率的65%（实测数据，因空压机负荷情况有差异导致集热量稍有差别），每50HP（37.5KW）的空压机每小时的集热量:Q=37.5KW×65%×860Kcal/h=20962.5Wh；每100HP（75KW）的空压机每小时的集热量:Q=75KW×65%×860Kcal/h=41925Wh；每150HP（112.5KW）的空压机每小时的集热量:Q=112.5KW×65%×860Kcal/h=62887.5Wh；每200HP（150KW）的空压机每小时的集热量:Q=150KW×65%×860Kcal/h=83850Wh；3、每小时产热水量（SM-50P，100P，150P，200P）SM-50P产水量计算：假设初始水温为15℃，则每小时可产55℃热水量为：Q20962.5M=------------=-------------------------------------------=524LD×C×△T1Kcal/kg℃×1kg/L×（55-15）℃SM-100P产水量计算：假设初始水温为15℃，则每小时可产55℃热水量为：Q41925M=------------=-------------------------------------------=1048LD×C×△T1Kcal/kg℃×1kg/L×（55-15）℃SM-150P产水量计算：假设初始水温为15℃，则每小时可产55℃热水量为：Q62887.5M=------------=-------------------------------------------=1572LD×C×△T1Kcal/kg℃×1kg/L×（55-15）℃SM-200P产水量计算：假设初始水温为15℃，则每小时可产55℃热水量为：Q83850M=------------=-------------------------------------------=2096LD×C×△T1Kcal/kg℃×1kg/L×（55-15）℃4、换热器性能指标及材料构成螺杆式空压机余热利用中央热水系统共19页第10页A、型号：SM-50HP/100HP/150HP/200HP：a、与空压机相配匹数：50HP/100HP/150HP/200HPb、换热