壓縮空氣所應(yīng)用的行業(yè)包括機(jī)械、汽車、電子、電力、冶金、礦業(yè)、建筑、建材、石油、化工、石化、輕紡、環(huán)保、軍工等各類工業(yè)和民用生產(chǎn)與生活的各個(gè)領(lǐng)域。壓縮空氣的能源消耗占全部電力消耗的10%～35%。
根據(jù)行業(yè)調(diào)查分析，空壓機(jī)系統(tǒng)5年的運(yùn)行費(fèi)用組成中：系統(tǒng)的初期設(shè)備投資及設(shè)備維護(hù)費(fèi)用占總費(fèi)用的23%，電能消耗(電費(fèi))占77%，其中15%的能量轉(zhuǎn)換為空氣勢能，85%的能量轉(zhuǎn)換為熱能，通過風(fēng)冷或水冷的方式排放到空氣中去。
我國能源環(huán)境形勢主要問題是能耗高、環(huán)境壓力大，世界能源平均利用效率為50.32%，而我國不到40%，如何提高能效是我們急需解決的問題。
本論文旨在通過某氧氣廠項(xiàng)目的空壓機(jī)余熱回收技術(shù)方案，介紹該技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)及其節(jié)能經(jīng)濟(jì)性測算。
一、項(xiàng)目背景
某氧氣廠計(jì)劃改造6臺空壓機(jī)，其中1臺60000Nm3/h空壓機(jī)，1臺9000Nm3/h空壓機(jī)，1臺40000Nm3/h氮壓機(jī)，3臺20000Nm3/h氮壓機(jī)，全部回收末級余熱量。通過現(xiàn)場的調(diào)研，獲取了部分空/氮壓機(jī)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)如表1：
二、余熱回收方案
2.1 余熱回收方案介紹（圖1）
夏季空壓機(jī)余熱回收制取70℃熱水，進(jìn)入蓄能水箱，水箱內(nèi)存水按2000ton水考慮，預(yù)計(jì)水泵需要運(yùn)轉(zhuǎn)20h，即需要占用制冷/采暖20h左右。
夏季運(yùn)轉(zhuǎn)工況時(shí)，熱水進(jìn)入溴化鋰吸收式制冷機(jī)，降溫至60℃，將158ton/h，24℃冷凍水降溫至19℃，制冷量919kW，19℃冷水進(jìn)入冷凍水塔，利用現(xiàn)場電制冷機(jī)繼續(xù)降溫，從而節(jié)省電制冷機(jī)電能消耗。現(xiàn)有電制冷機(jī)COP為4.98，因而為節(jié)省電能919kW/h÷4.98=184.5kW/h，年節(jié)省電耗：184.5kW/h×24h×180天=797040kW/年。
冬季運(yùn)轉(zhuǎn)工況時(shí)，熱水進(jìn)入供暖換熱器，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)供暖，供暖能力可以達(dá)到97.6ton/h×20℃×1000×4.2kJ/kg℃×120天×24h=23611GJ/年。
每月節(jié)省水浴式汽器蒸汽耗量4.88萬GJ,年節(jié)省蒸汽耗量58.56萬GJ/年
2.2 需要改造增加設(shè)備
2.3 系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)
三、節(jié)能經(jīng)濟(jì)性分析
1.冬季供暖節(jié)省蒸汽費(fèi)用：
通過余熱回收，年冬季供暖量可達(dá)23661GJ/年，廠區(qū)蒸汽結(jié)算價(jià)為92元/GJ，蒸汽采暖換熱效率按80%考慮，則年節(jié)省蒸汽費(fèi)用為：23661GJ/年÷80%×92元/GJ=272萬元/年
2.夏季制冷節(jié)省電費(fèi)：
797040kW/年×0.7元/kWh=55.79萬元，電價(jià)按0.7元/kWh估算。
3.汽化器節(jié)省蒸汽收益：
58.56萬GJ/年×92元/GJ=5387.5萬元
4.系統(tǒng)增加費(fèi)用：
系統(tǒng)改造后需要增加水泵、制冷機(jī)的電耗，但兩部分設(shè)備電耗都非常小，預(yù)計(jì)成本遠(yuǎn)小于收益，暫時(shí)按30萬元考慮。
5.改造后年節(jié)省費(fèi)用共計(jì)：
272萬元/年+55.79萬元+5387.5萬元-30萬元/年=5685.29萬元/年
四、結(jié)束語
該項(xiàng)目通過對空壓機(jī)余熱回收改造，夏季可以實(shí)現(xiàn)制取冷凍水，冬季采暖，并可以全年儲備汽化器需要用水，全年可實(shí)現(xiàn)節(jié)能收益約5685.29萬元/年。
該項(xiàng)目為空壓機(jī)余熱回收并提供整套解決方案，通過與溴化鋰吸收式冷（溫）水機(jī)組合理搭配，并形成適合空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的余熱利用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)提高能源效率、降低污染物排放的目的。解決空壓機(jī)余熱回收，同時(shí)滿足夏季制冷冬季供暖需求，可為企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排社會效益。
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