空压机余热回收案例：利用方案及节能经济性测算

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。

一、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：

二、余热回收方案

2.1 余热回收方案介绍（图1）

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，预计水泵需要运转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

2.3 系统运行参数

三、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泵、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

四、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。