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空压机余热利用方案及节能经济性测算

   【压缩机网】压缩空气所应用的行业包括机械、汽车、电子、电力、冶金、矿业、建筑、建材、石油、化工、石化、轻纺、环保、军工等各类工业和民用生产与生活的各个领域。压缩空气的能源消耗占全部电力消耗的10%~35%。根据行业调查分析,空压机系统5年的运行费用组成中:系统的初期设备投资及设备维护费用占总费用的23%,电能消耗(电费)占77%,其中15%的能量转换为空气势能,85%的能量转换为热能,通过风冷或水冷的方式排放到空气中去。我国能源环境形势主要问题是能耗高、环境压力大,世界能源平均利用效率为50.32%,而我国不到40%,如何提高能效是我们急需解决的问题。
 
  本论文旨在通过某氧气厂项目的空压机余热回收技术方案,介绍该技术方案的优点及其节能经济性测算。
 
  1.项目背景
 
  某氧气厂计划改造6台空压机,其中1台60000Nm3/h空压机,1台9000Nm3/h空压机,1台40000Nm3/h氮压机,3台20000Nm3/h氮压机,全部回收末级余热量。通过现场的调研,获取了部分空/氮压机的实际运行参数如表1:

 
空压机余热利用方案及节能经济性测算
 
 
  2.余热回收方案
 
  2.1余热回收方案介绍(图1)
空压机余热利用方案及节能经济性测算
 
  夏季空压机余热回收制取70℃热水,进入蓄能水箱,水箱内存水按2000ton水考虑,预计水需要运转20h,即需要占用制冷/采暖20h左右。
 
  夏季运转工况时,热水进入溴化锂吸收式制冷机,降温至60℃,将158ton/h,24℃冷冻水降温至19℃,制冷量919kW,19℃冷水进入冷冻水塔,利用现场电制冷机继续降温,从而节省电制冷机电能消耗。现有电制冷机COP为4.98,因而为节省电能919kW/h÷4.98=184.5kW/h,年节省电耗:184.5kW/h×24h×180天=797040kW/年。
 
  冬季运转工况时,热水进入供暖换热器,实现厂区供暖,供暖能力可以达到97.6ton/h×20℃×1000×4.2kJ/kg℃×120天×24h=23611GJ/年。
 
  每月节省水浴式汽器蒸汽耗量4.88万GJ,年节省蒸汽耗量58.56万GJ/年
 
  2.2需要改造增加设备
空压机余热利用方案及节能经济性测算

空压机余热利用方案及节能经济性测算
 
  2.3系统运行参数

  3.节能经济性分析
 
  1)冬季供暖节省蒸汽费用:
 
  通过余热回收,年冬季供暖量可达23661GJ/年,厂区蒸汽结算价为92元/GJ,蒸汽采暖换热效率按80%考虑,则年节省蒸汽费用为:
 
  23661GJ/年÷80%×92元/GJ=272万元/年
 
  2)夏季制冷节省电费:
 
  797040kW/年×0.7元/kWh=55.79万元,电价按0.7元/kWh估算。
 
  3)汽化器节省蒸汽收益:
 
  58.56万GJ/年×92元/GJ=5387.5万元
 
  4)系统增加费用:
 
  系统改造后需要增加水、制冷机的电耗,但两部分设备电耗都非常小,预计成本远小于收益,暂时按30万元考虑。
 
  5)改造后年节省费用共计:
 
  272万元/年+55.79万元+5387.5万元-30万元/年=5685.29万元/年
 
  4.结束语
 
  该项目通过对空压机余热回收改造,夏季可以实现制取冷冻水,冬季采暖,并可以全年储备汽化器需要用水,全年可实现节能收益约5685.29万元/年。
 
  该项目为空压机余热回收并提供整套解决方案,通过与溴化锂吸收式冷(温)水机组合理搭配,并形成适合空压机系统节能的余热利用系统,实现提高能源效率、降低污染物排放的目的。解决空压机余热回收,同时满足夏季制冷冬季供暖需求,可为企业带来巨大经济效益,同时实现节能减排社会效益。

来源:本站原创

标签: 余热经济性空压机  

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