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余热利用解决方案
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空压机余热利用项目可行性方案

空压机余热利用项目可行性方案

时间:2016-02-25 17:42来源:居峰环保 作者:佚名 点击:
第一章 项目概述
第一节、项目简介
某矿业公司的空压机系统现有7台螺杆式空压机(三用四备),4台北京复盛空压机,额定电压10KV,280KW两台(风冷)和3台英格索兰200KW(风冷),每天连续运行24小时。润滑油温度达到90℃左右,有大量余热可以提取利用。
某矿业公司用能现状: 春、夏、秋一台20吨蒸汽锅炉,用于洗澡水制备、工服烘干;冬季两台20吨锅炉,用于洗澡水制备、工服烘干、供暖。
该项目拟采用空压机余热回收提取空压机余热满足矿区内一年四季的制备洗浴热水、工服烘干,非供暖季全部停用燃煤锅炉。
      第二章 技术方案
第一节、概述
一、设计原则
1、采用国内外经实践证明为成熟、先进、可靠的工艺,确保系统
2、符合节能要求,并能稳定运行;
3、在可靠的前提下,尽可能采用国产技术与设备;
4、贯彻可持续发展战略,力求做到发展经济与保护环境同步,在节能减排的基础上减少“三废”排放和污染;
5、立足本地资源,优化技术方案,尽可能减少项目投资,提高项目经济效益和抗风险的能力;
6、严格执行国家有关法律法规,强制性设计标准及节能规范,保
证工程设计质量;
7、结合场地现状,努力做到布局合理,节省占地;
8、增强环保意识,三废治理与工程建设实现“三同时”;
9、认真贯彻劳动法,加强劳动安全和工业卫生防护设计的措施,保证生产人员的身心健康。
二、设计依据
1、现行有关技术规范、规定;
2、国家发展改革委员会关于项目可性研究报告内容和深度的规定要求;
3、《国务院关于加强节能工作的决定》;
4、国家发展和改革委员会《节能中长期规划》;
三、项目内容 
我司计划利用空压机余热将空压机运行中油温和风温产生的热能提取置换成热水(温度按需设定),同时,降低空压机的运行回油温度,自动停止原空压机自带散热模块运行,提升空压机安全运行系数,提高空压机工作效率。建设“上海庙矿业公司新上海一号井空压机热能利用项目工程”用于上海庙矿业公司新上海一号井矿井生产厂区全年职工洗浴热水制备、工服烘干等用热需求。
项目实施内容具体为:
1、选用空压机热水机及附属设备,安装空压机热水机、循环水泵、配电设备,建设蓄水水箱;
2、改造烘干房烘干系统,选用高温热源风机盘管取代传统烘干系统;
3、提取空压机热能满足矿区洗浴水制备、工服烘干需求;
4、空压机水源侧给水管道、设备之间的连接管道;
四、工程范围
春、夏、秋三季,停用锅炉,解决全年洗浴热水、工服烘干的用热需求。
新系统安装包括空压机热水机、水泵、设备之间的连接管道、室内外管道(包括保温)、工服烘干系统及其它附属设备等购置与安装。
第二节、负荷计算
一、洗浴热水热负荷
1.洗浴热水:太阳能(电辅热),备用系统为蒸汽换热水,每天约2000人洗浴,大部分淋浴,每个班一般1池水(每池9吨),一天三班。
3. 洗浴热水温度45℃:
目前需要热水量:160吨+9吨×3班=187吨
二、工服烘干热负荷
根据每天洗浴人数,每班工作服入洗量按300套计算,每天3班,每套工作服的含水量为1 Kg,总含水量为300Kg。其中水蒸发潜热为2600KJ/ Kg,显热385KJ/ Kg。
设计每班的工作服5小时烘干完毕。
需要的热负荷为:(2600+385)×300÷3600÷5=50KW
三、热负荷汇总
通过上述分析计算,系统总热负荷见下表:
 总热负荷汇总表

项目 洗浴热水 工服烘干 合计
热负荷(KW) 424 38 362
 
第三节、可利用热能计算
一、空压机供热量及热水计算
某矿业公司现有运行空压机3台,分别为280KW两台,200KW一台。空压机在运行过程中产生大量的热量,利用空压机热回收技术,可将空压机功率的80%的热量回收。
利用空压机余热回收技术可生产45℃热水:
空压机实际运行效率约80%。
(280KW*2+200KW)×80%×80%×3600×24=4.2×107KJ
4.2×107KJ÷(4.184×1000×(45℃-15℃))=330吨/天
二、小结
通过分析计算,空压机余热每天制备330吨45℃热水,完全满足矿区洗浴热水及工服烘干需求。
第四节、空压机热水机原理介绍 
螺杆空气压缩机长期连续的运行过程中,把电能转换为机械能,机械能转换为风能,在机械能转换为风能的过程中,空气得到强烈的高压压缩,使之温度骤升,这是普通物理学机械能量转换现象,机械螺杆的高速旋转,同时也摩擦发热,这些产生的高热由空压机润滑油的加入混合成油、气蒸汽排出机体,这部分高温油、气流的热量相当于空压机输入功率的 60%,它的温度通常在80℃(冬季)、100℃(夏季),这些热能都由于机器运行温度的要求,都被无端的废弃排往大气中,即空压机的散热系统来完成机器运行的温度要求。
螺杆空压机热泵机组就是利用热能转换原理,把空压机散发的热量回收转换到水里,水吸收热量后水温就会升高,空压机组的运行温度就会降低。螺杆空气压缩机热泵机组并非简单和传统的冷热交换形式,而是采用同程截流式反串技术使冷热交换效果大增1.8-2.0倍。使用高导热低热阻材料做为导热材料,使热交换效果提升2倍,如此使空压机热量被高效吸收转化为水的热量,使水温升高,达到使用要求。空压机有40%的电能转化为空气动能,有60%转化为热能,利用物理学的【相变理论】,使空压机热能回收得以突破达到空压机总功率的 93%以上,是传统回收的200%以上。
 
图3-1 空压机热水机原理图
空压机润滑油温度传感器感知到回油温度低于65度时,自带散热风扇停止运行;温度高于65度时,自带风扇自动启动,确保空压机的运行安全。
第五节、水处理设备:离子棒
1.特点
(1)电压高
进口芯片,电压可达8500V,最高可达20000 V (可现场测试),电压高,防垢、除垢、除锈、杀菌除藻的效果更好。
(2)特氟隆保护
a.铝质电极棒探头涂有特氟隆保护层,耐100000 V高压,绝缘效果好,安全性能好。
b.特氟隆还可防止水中杂质粘附在探头上,让探头持久发挥效果,并便于清洁。
(3)锥度螺纹连接,安装简单方便
传统法兰连接,改用带锥度螺纹连接,节约安装费用,装卸简单、简单、方便,密封好。
(4)棒式设计,节约制造成本
采用棒式设计,利用管道本身代替外壳,节约制造成本,无管道式产品笨重之忧虑,产品小巧精致。
(5)进口电缆连接件
德国进口电缆连接件,耐—40℃低温,任何时候都可连接自如,密封好,保护电源箱芯片不受湿气或腐蚀性气体侵蚀。
(6)接插式电线连接,快捷、方便
(7)安装运行费用低
a.安装容易,不占空间,不需另加阀门和旁路。节约安装费用;
b.功耗低,运行费用低;
c.不需要专人值守,节省人工费用。
(8)技术先进
a.与同类产品比较,在圆筒形的电子水处理器的基础上,去掉外壳、支架,用螺纹连接,拆卸简单;
b.设计远程控制仪表,操作人员随时掌握设备使用情况;
c.水质报告能自动检测和打印,在电脑专用软件中的一目了然;
(9)使用寿命长
为了保证整台设备使用寿命长,离子棒水处理器选用高品质的原器件,使用寿命10-15年。
(10)安全使用
离子棒水处理器虽然电压高,但不产生电流,无电介作用危及人身安全。
(11)符合环保要求
离子棒水处理器设计原理是物理作用,在水中不发生化学作用,不会产生化学物质,排放出来的废水对人类赖以生存的环境不产生影响,符合国际环境法规有关标准。
2. 适用范围
适用于冶金、化工、油田、电力、建筑、有色、矿山、造纸、供暖、制冷、制药、橡胶等领域。
3. 工作原理
防垢:离子棒水处理器通过8500V高压静电场的直接作用,改变水分子中的电子结构,水偶极子将水中阴、阳离子包围,并按正负顺序呈链状整齐排列,使之不能自由运动,水中所含阳离子不致趋向器壁,阻止钙、镁离子在器壁上形成水垢,从而达到防垢的目的。
除垢:由于静电的作用,在结垢系统中能破坏垢分子间的电子结合力,改变晶体结构,促使硬垢疏松,并且会增大水偶极距,增强其与盐类离子的水合能力,从而提高水垢的溶解速率,使己经产生的水垢能逐渐剥蚀、脱落,从而达到除垢的目的。
除锈:锈垢是水垢的一种,除垢则能除锈。
杀菌灭藻:离子棒水处理器产生一定量活性氧如O2-、OH-、H2O2,这些活性氧能破坏生物细胞的离子通道,改变细菌和藻类生存的生物场,影响细菌生理代谢,从而起到杀菌灭藻作用。
防腐:活性氧对无垢系统中的金属表面能产生一层微薄氧化膜防止腐蚀。

离子棒工作原理图
 
第六节、风机盘管
风机盘管空调机组广泛应用于集中式空调系统,尤其在房间负荷变化迅速需要调节时,越能体现出其特有的优势。我公司的风机盘管机组,设计先进,品种齐全,性能优越,用途广泛且质量可靠。
风机盘管空调机组主要有风机、换热器(盘管)、冷凝水盘,过滤网及壳体组成。通过风机强制使室内空气循环,室内空气与盘管内冷(热)水进行热量交换,带走室内热(冷)量,以降低(升高)室内空气温度。
风机盘管机组系列按结构形式的不同又分卧式暗装、卧式明装、立式明装和卡式吸顶四大系列及变型产品,机组风量范围340-2380 m3/h,机组采用最新国家标准GB/T19232-2003,各机组的供风量、冷量等技术参数略高于国家标准,制造、测试、检验条件完全按照JB/T19232-2003执行。

 
风机盘管的特点
(1)结构紧凑 坚固耐用
本系列风机盘管采用优质热镀锌板钢机壳,外表面经特殊工序处理颜色一致,防腐蚀、造型美观。冷凝水盘采用模压工艺一体成型,水盘上不配安装孔,采用焊接支架方式可最大限度的使用水盘的有效容积,焊后整体采用喷塑处理,防腐蚀、防锈蚀。符合防火规范的保温材料整体连接于水盘。机体结构精致,外型美观且高贵幽雅。

 
(2)高效表冷器

风机盘管表冷器采用进口优质薄壁紫铜管和高效开窗铝翅片经机械胀管而成,再配以大风量低噪声风机来强化传热。分水头采用黄铜锻造,使水流分布均匀并减少压头损失,可进一步提高盘管整体传热效果。
(3)电机
①采用NSK、SKF等低噪音、电机专用轴承。
②电机绕组经 计算机优化设计,具有较好的技术性指标。
③低噪音永久电容电机与独特设计的离心轮相结合,经动平衡检验,确保机组宁静而高效地工作。静压高、风量大、噪音低。远远超过国内外同类机组质量水平。

(4)蜗壳叶轮

蜗壳采用热镀锌钢板制造,侧板具有符合空气动力的外形,蜗壳板以咬边的形式与侧板连成一体,强度高、密封性好。叶轮选用优质热镀锌钢板经粗密模式具冲压卷边成型。叶轮与电机由轴套连接,轴套采用结构钢加工或锌合金经压铸后精加工而成,轴孔的公差、垂直度、同轴度允差均在0.015之内。
(5)智能调整 维护方便

可根据室内温度和设定温度进行智能控制调节风机转速。机组附有可拆卸空气过滤网,电机使用的轴承为含油滑动轴承,能自动填注润滑油。电机轴采用调质钢,表面均经镀铬等其它特殊防锈处理,经久耐用,维护保养费用低。
 
第七节、设备选型
一、空压机热水机选型
方案拟选用FZR-280KV型空压机热水机3台, FZR-200KV型空压机热水机2台。
二、工服烘干系统
选用高温热源(空压机提供热源)风机盘管、除湿机及控制系统组成工服烘干系统。
 
第八节、项目设施、设备及材料明细表
空压机机房拟选用的设施、设备材料表
 

序号 项目 规格型号 单位 数量
1 空压机热水机 FZR-200KV 2
2 空压机热水机 FZR-280KV 3
3 电控箱 380VAC×60A 1
4 油温控器(台资国产) 双温区 220V 2
5 水温控制器(美国) 220V 2
6 热源接管  (油管) DN80 30
7 热源接管  (气管) DN200 30
8 耐温球阀 DN80 8
9 耐温球阀 DN200 4
10 循环水泵(上海)一用一备 65GDL24-12*3 2
11 循环水泵(上海)一用一备 40GDL6-12*3 2
12 镀锌水管(含保温,铝外护套) DN100 1500
13 水暖配件(赣码/AM牌)      
14 五金辅料(国标)      
 
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