壓縮空氣所應用的行業(yè)包括機械、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，空壓機系統(tǒng)5年的運行費用組成中：系統(tǒng)的初期設(shè)備投資及設(shè)備維護費用占總費用的23%，電能消耗(電費)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目的空壓機余熱回收技術(shù)方案，介紹該技術(shù)方案的優(yōu)點及其節(jié)能經(jīng)濟性測算。
一、項目背景
某氧氣廠計劃改造6臺空壓機，其中1臺60000Nm3/h空壓機，1臺9000Nm3/h空壓機，1臺40000Nm3/h氮壓機，3臺20000Nm3/h氮壓機，全部回收末級余熱量。通過現(xiàn)場的調(diào)研，獲取了部分空/氮壓機的實際運行參數(shù)如表1：
二、余熱回收方案
2.1 余熱回收方案介紹（圖1）
夏季空壓機余熱回收制取70℃熱水，進入蓄能水箱，水箱內(nèi)存水按2000ton水考慮，預計水泵需要運轉(zhuǎn)20h，即需要占用制冷/采暖20h左右。
夏季運轉(zhuǎn)工況時，熱水進入溴化鋰吸收式制冷機，降溫至60℃，將158ton/h，24℃冷凍水降溫至19℃，制冷量919kW，19℃冷水進入冷凍水塔，利用現(xiàn)場電制冷機繼續(xù)降溫，從而節(jié)省電制冷機電能消耗?，F(xiàn)有電制冷機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。
冬季運轉(zhuǎn)工況時，熱水進入供暖換熱器，實現(xiàn)廠區(qū)供暖，供暖能力可以達到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)運行參數(shù)
三、節(jié)能經(jīng)濟性分析
1.冬季供暖節(jié)省蒸汽費用：
通過余熱回收，年冬季供暖量可達23661GJ/年，廠區(qū)蒸汽結(jié)算價為92元/GJ，蒸汽采暖換熱效率按80%考慮，則年節(jié)省蒸汽費用為：23661GJ/年÷80%×92元/GJ=272萬元/年
2.夏季制冷節(jié)省電費：
797040kW/年×0.7元/kWh=55.79萬元，電價按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)增加費用：
系統(tǒng)改造后需要增加水泵、制冷機的電耗，但兩部分設(shè)備電耗都非常小，預計成本遠小于收益，暫時按30萬元考慮。
5.改造后年節(jié)省費用共計：
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
該項目通過對空壓機余熱回收改造，夏季可以實現(xiàn)制取冷凍水，冬季采暖，并可以全年儲備汽化器需要用水，全年可實現(xiàn)節(jié)能收益約5685.29萬元/年。
該項目為空壓機余熱回收并提供整套解決方案，通過與溴化鋰吸收式冷（溫）水機組合理搭配，并形成適合空壓機系統(tǒng)節(jié)能的余熱利用系統(tǒng)，實現(xiàn)提高能源效率、降低污染物排放的目的。解決空壓機余熱回收，同時滿足夏季制冷冬季供暖需求，可為企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟效益，同時實現(xiàn)節(jié)能減排社會效益。
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