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空压机余热回收换热方式对比分析

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  • 作者:超级管理员
  • 来源:本站
  • 发布时间:2022-08-26 09:44:00
  • 访问量:22

       空压机在运行过程中,会产生油余热与气余热,从原理上来说,若这两种热都能回收起来,那么节能效益会大大提升。

  为保证空压机润滑油三大功能正常发挥,空压机运行工作温度有一合理、最佳温度范围:60℃~85℃。如果空压机工作超过85℃,则空压机机油有老化、结焦趋向,润滑效果降低,密封效果变差,从而导致空压机故障,影响空压机正常运行。另外,多数空压机制造厂家出厂机组设定风扇运转温度为85℃启动,75℃停止。螺杆空压机的产气量会随着机组运行温度的升高而降低。在实际使用中,空压机的机械效率不会稳定在80℃标定的产气量上工作。温度每上升1℃,产气量就下降0.5%,温度升高10℃,产气量就下降5%。一般风冷散热的空压机都在88~96℃间运行,其降幅都在4—8%,夏天更甚。

  在空压机的压缩过程中,主要依靠设备的主轴运转,带动压缩过程进行。由于主轴在运转过程中,与轴瓦产生摩擦,导致主轴温度升高。升高的温度,对运行中的设备危害很大,这部分热量就要依靠润滑油在对运转部件润滑过程中,将热量带走。带走的热量,最后传递给润滑油,使润滑油温度升高。因此,如果进行热能利用改造,使空压机组排气运行温度和油温均控制在最佳温度范围以内,降低螺杆空压机散热风扇运转时间,就可以节约大量电能,同时更好的保证出气量。

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  从2006年开始已有空压机进行余热回收,并用于生活用热水的案例。在此之前,空压机的这些热量都被当作废热排放到空气中。为了保证空压机的平稳运行,防止工作时油温过高,还需要通过换热器让空压机运行时保持在一个相对恒定的温度范围内。在一升一降当中,结合工厂的生活用热水的需求,余热回收技术在2008年开始普及。

  从2006年到现在,随着工厂对用热需求的升级,国内的空压机余热回收技术也逐步成熟。这些技术有些还在使用,而更多的用户选择了回收效率更高,节能效果更好,回收热量更稳定,使用寿命更可靠的空压机余热回收技术。空压机余热回收是一种非常环保高效的节能装置,对空压机自身没有任何不良影响,相反能有效降低空压机运行温度,使空压机保持在良好的工作温度下,提高空压机效率,同时使原本的散热风扇停转,节省电能。作为一种新型的高效节能设备,空压机余热回收设备完全通过空压机产生的热量制取热水,没有后续能源消耗,其高效、节能、环保、经济实用型已经成为各企业首选。

  板式空压机余热回收

  在空压机余热回收领域中,板式空压机余热回收。是行业普及率最高,应用最广的空压机余热回收技术。其主要原理是利用换热器来回收空压机里的油余热与气余热。在空压机余热回收中,板式换热器的使用占比最大。原因在于制造工艺简单、生产周期短、成本低、价钱便宜,所以很多项目首选板式换热器。

  板式余热回收的优点:

  1)传热效率高:不锈钢壁薄换热效率高;

  2)占地面积小:板式换热器结构紧凑;

  3)重量轻:板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm;

  4)价格低:板式换热器价格便宜。

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  但由于板式余热回收设备受其本身结构的影响,也存在以下缺点:

  1)密封性较差,易漏泄,需常更换垫圈;

  2)使用压力受一定限制,一般不超过1MPa;

  3)使用温度受垫圈材料耐温性能的限制;

  4)易堵塞,不适用于含悬浮物的流体;

  5)流体阻力相比管式大。

  其主要原因是硬化水经高温油介质加热生温,易产生水垢。而板式换热器流道缝隙很窄,若出现水垢极容易堵塞,导致换热器效率下降。

  介于这种情况,市场上又出了管式换热器。

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  管式换热器及其特点

  缠绕管式换热器是一种新型的热交换器,其结构不同于目前在工业行业中广泛使用的管壳式换热器。该换热器的换热管呈螺旋绕制状,且缠绕多层。每一层与前一层之间逐次通过定距板保持一定的距离,层间缠绕方向相反。由于换热器在壳体内的长度可以加长,从而缩短了换热器的外壳尺寸,使传热效率提高。

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  1895年林德公司首次开发了缠绕管式换热器,当时只是被用来作工业规模的空气液化设备。不久,英国汉浦森又设计并制造出来蛇管形螺旋绕管式换热器。所以,缠绕管式换热器也称Linde Hampson换热器。林德的缠绕管式换热器由两个同心管缠绕成蛇形管,高压空气通入内管而冷的低压空气成逆流流经内外管之间的缝隙。汉浦森采用的换热器由许多管子组成,这些管子从内向外来回螺旋缠绕,形成盘管叠落在中心圆筒上。

  缠绕管式换热器从首次设计、制造到现在,在绕管形式上已先后出现了很多形式各异的新型绕管式换热器,但是主体结构都是大同小异。

  相对于板式换热器,管式换热器有一些不可比拟的优势:适用温度范围广、适应热冲击、热应力自身消除、紧凑度高,由于自身的特殊构造,使得流场充分发展,不存在流动死区,尤其特别的是通过设置多股管程(壳程单股),能够在一台设备内满足多股流体的同时换热。因此,管式换热器是一款高效紧凑的换热器,结构形式复杂,尽管造价更高,但是其具有很多优点:

  1.精准的换热管间距。不锈钢管材因为其材质而导致了在弯曲或者缠绕的时候很难具有塑性,为了实现所有换热管的间距都是统一的,这就要求在生产加工时需要完备的技术和丰富的经验,而正是原装进口的高精度设备和顶尖的工艺为机械的生产提供了良好的基础。

  2.合理的管层数量以及层间距。在换热时,每层相对的管径都在发生着变化,角度又要保持一致,要保证每根换热管的长度基本相同确实是很难做到的。而设计师设计出了每层换热管不同数量,以及合理的层间距就完美地攻克了这一难题,同时也解决了复杂换热条件下的流道要求。

  3.焊接流程。在设备生产的过程当中,采用全自动化的机器人焊接,以保证所有焊点尤其是在管板焊上标准统一,安全性能极高。

  4.适用范围广、结构紧凑,单位容积具有较大的传热面积。管径8~12mm的传热管,每立方米容积的传热面积可达100-170 平方米。

  5.不存在流动死角,单台设备可同时进行多种介质的传热,对气路换热阻碍性小,不易结垢。

  6.采用全自动化的机器人焊接保证管内的操作压力高,目前最高操作压力可达20多MPa。

  7.传热管的热膨胀可自行进行补偿。 

  8.换热器容易实现大型化发展,适用于无油空压机、离心机气路换热。

  9.杂质沉积几率低、结垢倾向低、使用寿命长

  综上所述,随着空压机余热回收技术的不断进步,管式空压机余热回收相比板式余热回收易泄露、易堵塞情况,有了很好的改善。相信其将为空压机运行保驾护航贡献更多力量,也会为用户创造更多效益。


来源:压缩机杂志

转发:武汉瑞气节能科技



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