摘要：空压机热能回收系统是通过空压机内部改造，增加热能回收器，将空压机运行的过程中润滑油中产生的大量热量，通过CHR高效热能回收器进行回收利用，将回收的热量用于水温加热，从而用于生活、生产。该方式实现废热循环利用，有利于节能减排，保护环境，同时可降低企业消耗成本。
关键词：空压机 废热循环利用 节能减排
一、研究背景和意义
河北大唐国际丰润热电有限责任公司一期工程安装两台国产300MW亚临界参数燃煤供热机组。锅炉采用哈尔滨锅炉厂有限公司制造的亚临界、四角切圆燃烧锅炉，锅炉最大连续出力 1025 t/h，锅炉允许最低稳燃负荷(不投油) 35 % （B-MCR）；汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司制造的亚临界、一次中间再热、单轴、两缸双排汽、单抽供热凝汽式汽轮机。型号为C250/N300-16.7/538/538/0.40型；发电机为哈尔滨电机厂生产，型号为QFSN-300-2型；机组热工控制为单元制，采用炉、机、电集中控制方式。
空压机是一个能耗比较大的动力设备，一般空压机的输入功率除了部分变成了压缩空气的势能以外，其它也有一部分的能量以废热的形式被排放到空气中浪费掉。同时，为降低空压机的油温，还需要消耗电能开动冷却风机来降低油温，以保证空压机的正常运行。充仹利用这些浪费的热能有利于节能减排，降低工厂的运营成本，同时改善空压机的运行状态，提高产气量，节约空压机的耗电费用。因此，利用这一浪费的能源，已经成为越来越多企业的共识。通常安装热回收系统后，空压机的排气温度可以降低10-15摄氏度，可以提高4-5%的产气量，产同样的压缩空气，可以节约4-5%的输入功率。对风冷空压机可以减少风机运行时间，提高产气量同时因减少了风机的运行，降低了风机的电消耗。对水冷空压机可以减少冷却水用水量，减少闭式水泵的运行负荷，降低了闭式水泵的电消耗。针对此设备进行余热回收，并将热水输送至职工宿舍和食堂作为生活热水。
二、空压机余热利用设计方案
1、能源介质要求
热能回收设备采用不锈钢材质，并且该余热回收水用于职工宿舍和食堂，水质要求Clˉ的含量不超过25mg/l（一般使用水质标准），故要求单位提供使用水应使用自来水。
就地一次控制箱选择双电源切换开关，双路电源切换为毫秒级，切换后不影响设备正常运行。电源要求单母线接点电源AC 380V，90A，动力电缆使用阻燃带铠甲五芯电缆。
2、热能回收器
复盛CHR热能回收系统与空气压缩机采用一对一配套方式，丰润热电公司3号和7号空气压缩机各单独采用1套余热回收利用系统，互不干扰，热回收效率＞60%，空气压缩机余热回收系统安装后，单台空气压缩机增加冷水油量不超过45L，系统配备专门设备保证余热回收后冷却循环油的回油温度不低于60°，有低温保护控制，避免空气压缩机因排气温度过低产生冷凝水，损害设备运行。余热回收机管路在线清洗时不影响设备运行，当单台空气压缩机运行时，对应的余热回收装置水路断开，防止单台余热系统停机时出现反水现象的发生，连接管路具有三通管路设计，在极端情况下能快速隔离空气压缩机与余热回收装置，保证空气压缩机设备安全运行。
余热回收系统内设置了Y型过滤器，过滤器安装结构简单，便于维护保养；有效防止交叉污染，须避免新、污风的二次污染。
3、控制系统
电控系统全面监控余热回收系统各项物理参数，能够实时监控进出油的温度、进出水的温度以及蓄水箱的水位、相序保护防止水泵反转以及补水水泵的运行监视以及过载保护。PLC显示流量温度等重要数据，能够提供报警及历史查询。
PLC有就地报警，报警信息能够上传主机辅控网监视。电控系统具备完备的保护功能和自我诊断功能，一旦发生报警，控制系统除了在操作面板上的指示灯发出指示外，显示屏还有走马灯形式滚动显示。
4、水的内循环系统
水的内循环系统有两台立式304不锈钢水泵循环供水（一工一备）。当保温水箱水温未达到要求的温度时，控制系统会停止补充冷水，自动转换为热水循环，直至将水箱的水加热到要求的温度后，才补充冷水进行余热回收。
5、水的外循环系统
水的外循环系统有两台立式304不锈钢水泵循环供水（一工一备）。该系统由水箱供水至职工宿舍用水管网主管路并有回水管路回到水箱，保证管网主管路内水温恒定，当外循环系统将水箱内水温降至过低时，内循环系统启动将水加温。
三、智能化的电气控制系统
高效热能回收器采用先进的电气控制系统，具备以下特点：
1、可与空压机实际运行情况进行联动工作，空压机运行则热回收系统运行, 可实现全天候无人值守。
2.可全面监控热回收系统各个物理参数，能够实时监控进出油的温度、进出水的温度以及蓄水箱的水位、相序保护防止水泵反转以及补水水泵的运行监视以及过载保护等,自动化程度高。
3.能根据客户实际的需求情况，按照预先设置好的出水温度进行智能化调节，达到补水与温控的协调，维持用水温度的稳定。
4.可在线统计热回收量，直观反映回收热量的经济效益。
5.具有完备的保护功能与自我诊断能力。一旦发生报警，控制系统除了在操作面板上的指示灯发出指示外，还在显示屏上以走马灯形式滚动显示；如果控制系统发生重故障，可能影响到整个热回收系统的安全性，整个热回收系统会自动停机，把润滑油冷却的控制权交回原有的空压机控制系统，对空压机的运行不会产生任何负面影响。
6.可通过RS485通讯方式实现远程多机联控，也可纳入上位机的监控范围，理论上最远传输距离可达200米。
7.预留风冷控制输出，可控制冷却风扇运行以达到控制油温的目的。
.png)
.png)
四、友好便捷的人机界面
1、高效热能回收器显示部分采用高分辨率液晶屏控制器，人机界面友好，操作方便，具备虚拟化的按钮以及众多可设置和显示的参数，能够实时显示热回收系统实际运转情况。
2、可根据客户实际需求，可采用大尺寸的彩色液晶屏，可增加热回收系统的流程监控演示画面以及备用的手动控制按钮。
可显示的信息有：
•出水温度
•进油温度
•保温水箱温度
•保温水箱水位
•循环水泵运行信息反馈
•输送水泵运行信息反馈
•运行状态显示
•水流量统计（可选）
•热回收量统计（可选）
可显示的报警信息有：
•油温报警 （可选）
•水压报警 （可选）
•传感器故障报警
•循环水泵过载报警
•水过滤器压差报警（可选）
可设定的控制功能：
•出水温度
•出油温度
•与空压机联动
•近控/远控
•水位控制
五、空压机余热回收项目经济效益评价
丰润热电公司空压余热回收项目2019年7月份正式投入运行，通过对3号、7号空压机油冷却器的改造，不仅取代了老的生活热水系统，减少了四抽汽源用汽量，避免了生活热水加热器结垢，而且使空压机排汽温度下降约10-15度，可以提高4-5%的产气量，产同样的压缩空气，可以节约4-5%的输入功率，两台空压机运行每天可节电480Kwh，全年可节电14.4万kwh，节电5.5万元。生活热水温升45度，夏季一天可回收热量3.4GJ，节约四抽用汽量1.1t，每天可节约成本100元，冬季一天可回收热量9GJ，节约四抽用汽量3t，每天可节约300元，余热回收产生经济效益6万元。全年总体可产生经济效益约11.5万元，达到了节能改造的目的。
论文作者:袁鹏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
标签：余热论文; 空压机论文; 温度论文; 系统论文; 水泵论文; 热能论文; 丰润论文; 《电力设备》2019年第21期论文;