摘 要：空压机是工业企业应用较为广泛的动能设备，其作用是为企业生产提供符合要求的压缩空气。空压机在运行过程中产生较多热量，排放到大气中。本文从利用空压机余热利用设想及对设想的验证，通过设备造型、论证、方案实施及效果验证，形成完整的空压机余热利用体系，通过实例说明了空压机余热应用的有效性。

关键词：空压机；余热；改进；应用

中图分类号：TH45 文献标识码：A

现状：压缩空气是工业领域中应用最广泛的动力源之一，由于其具有安全、无公害、调节性能好、输送方便等诸多优点，使其在现代工业领域中应用越来越广泛。但要得到品质优良的压缩空气需要消耗大量能源。我厂共有无油螺杆空压机3台，两台ZR250和一台ZR110。正常生产过程中，同时运行ZR250和ZR110空压机才能满足生产所需压缩空气。我厂生产实行三班运行，两台空压机每天运行时间为24小时，每小时耗费电能达370kwh，85%的电能（310kwh）在工作时产生了热能，每天最多可回收热量约7430400kca，这些热量被冷却系统吸收后排放到空气中，浪费了能源，造成热污染。

我厂设备现状及设备布局

因此，通过对空压机在运行过程中产生的热能研究与利用，较好解决电能使用后产生的浪费问题，提高能源有效利用率。

一、初步设想与论证

1初步设想

1）将空压机产生热能从空压机内部导引到空压机外部；2）新增能量控制装置，提高空压机冷却水供回水温度，将收集后的热能通过转化进行利用；3）新增板式换热器，通过板式换热器使软化水和自来水隔离，让软化水对自来水进行加热，将导引出的热能予以收集；4）增加储水箱将利用回收后的热能循环加热自来水，用于职工洗浴。

2设想论证

1）空压机长期运转中产生高温的压缩气体，空压机一级转子出口温度190℃，二级转子出口温度160℃。降低空压机温度所需冷却水量为480吨。我们把这所谓的高温气体和液体进行对比性的换热，进行产生热水和降低空压机温度，改造时只进行水管连接，保证不造成漏油和漏水，不会对空压机造成损害；2）能量控制装置主要作用为调节空压机进出水软化水温度，能够让软化水符合空压机运行要求，有利于热能的收集；3）板式换热器具有传热效率高、结构紧凑拆洗方便、能实现纯逆流换热、不需要保温等优点，能够有效将收集的热能全运会传递给自来水，实现热能交换；

4）设计储水箱为30t，加热至55℃夏季需要5小时，冬季需要6小时，全天能产生55℃热水90t以上，每人洗浴需水80kg，可满足1100人洗浴。我厂现有职工不足900人。

二、应用实例

1设备选型

1）泵的选型。根据需要选择WP1-2泵两组，两组泵为自动主、辅切换；2）交换器的形式与选择。我们采用板式换热器，因为：板式交换器传热效率高、结构紧凑、重量轻，可以设计并流、逆流和错流等流，可以通过灵活地增减板片的方法，调整所需换热面积；3）水箱采用不锈钢板制作，容积为30t。主要特点有重量轻、强度高、耐腐蚀、耐高温、水质清洁，防渗，抗震，永不生青苔，安装方便，无需维修，便于清洗等诸多优，适合用于热水储存。

2工程施工

实施一、将冷却水串联接。 冷却水进"油冷"高压转子"低压转子"中冷&后冷"冷却水出

冷却水出口端加装温度调节阀，根据冷却水出口温度，温度调节阀调整冷却水出口温度控制在60℃以内，防止压缩机排气温度过高的同时，获得最好的回收热量品质。冷却水流量为：1/3～1/4（标准水量）。

实施二、水泵组安装。水泵采取两个泵互相备用，或定时切换，系统提供电动机短路器的手动操作装置。

实施三、热量转换装置。

1根据热量转换装置中转换热量的多少，泵机组的二次热交换器通过二次进水温度调节阀将全部或部分旁路，调整阀门控制冷却水回水在35℃以内，以保证空压机冷却水进水低于最高温度要求。

2冷却水流量调节阀，此阀起到开/关作用，它能够根据需要进行比例流量调节，通过它的作用对流量进行控制。

3空气排放阀。设备在初始运行时，由于系统是密闭的，为减少气阻，利用排放阀排出闭式冷却系统内的空气，达到控制冷却水水，保护和稳定冷却系统的目的。

4热水的产生及利用。空压机循环水吸收空压机产生热量升高温度，通过换热器不断加热水箱内自来水，使自来水温度达到55℃，由水箱内进入到盘管式热水器内（若温度低于洗浴要求，通过盘管热水器进行加热），通过泵传输到洗浴室供职工洗浴。

三、运行ZR250和ZR110两台空压机，其轴功率为370KW，可回收热量按85%计算：370 x 90% =314kW。冷却水量（35℃ 进/60℃ 出，温升：25℃），314 / （4.2 x 25 ℃）=2.9 l/s，一天能够产生从15℃加热55℃热水100吨以上。全年可回收空压机热能：Q= 7430400×310=2.3×109kcal，相当于2.7×105m3天然气产生热量，可节约成本87万元，减少相应燃料燃烧产生的CO2的排量，约为632t，对环境改善起到积极的推动作用。计算投入成本约为80万元，一年可收回成本。

结语

空压机作为制造行业的能耗大户，节能潜力巨大，空压机余热回收不会对环境造成影响，也不会对空压机和车间的生产造成影响；可以延长空压机的使用寿命，使空压机各个零部件正常的运转；可以产生热水和暖气，供企业自有利用，是真正的必备节能工程。此项技术主要应用于工业企业，结合企业实际情况将这些热源进行利用，变废为宝，将原本排入环境的热量收集利用，减少相应的燃料消耗，达到节能减排的目的。

参考文献

[1] 吴世凤. 空气压缩机系统余热回收在空调系统中的应用[J].价值工程， 2012（24）.

[2]螺杆空压机余热回收利用技术的应用[J].产业与科技论坛，2011（14）.