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。
佛山英格索兰空压机服务商小编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。