贾建波

(上海东方低碳科技产业股份有限公司， 上海 200052)

1 概述

空压机广泛应用于工业生产，对空压机余热进行回收，能够降低企业能耗。本文介绍螺杆式空压机余热回收原理，结合工程实例，对螺杆式空压机余热回收系统用于制备工厂宿舍洗浴热水的节电及减排效果进行探讨。

2 余热回收原理

目前，工业生产中主要使用的空压机有螺杆式空压机、离心式空压机，而螺杆式空压机使用更为广泛[1]。螺杆式空压机主要由进气系统、机头、润滑油系统、后冷却系统组成，余热包含在高温润滑油及高温压缩空气中。高温润滑油中余热的回收：通过对油气分离器的改造，将分离出的高温润滑油引入换热器，可回收其中的的余热。高温压缩空气中余热的回收：经油气分离器分离出的高温压缩空气进入后冷却器中，通过改造后冷却器，回收高温压缩空气中的余热。

螺杆式空压机余热回收流程见图1。电动机带动机头中的螺杆旋转，空气经过进气系统的过滤后被吸入机头中进行压缩[2]，与润滑油混合后形成高温(110 ℃)高压油气混合物排出机头。高温高压油气混合物经过油气分离器后，分离得到高温润滑油和高温压缩空气。高温压缩空气经气-水换热器，将余热水预热，随后进入压缩空气冷却器冷却至常温后外供，预热后的余热水经油-水换热器升温至所需温度。高温润滑油经油-水换热器放热后温度降低，但仍不满足返回机头的温度，还需再次冷却。油-水换热器出口润滑油与来自冷却塔的冷却水在润滑油冷却器中进行换热后温度进一步降低，从而达到返回机头的温度要求[3]。经润滑油冷却器升温的冷却水经压缩空气冷却器再次升温后返回冷却塔进行冷却。

图1 螺杆式空压机余热回收流程

3 工程实例

3.1 项目概况

项目所在地为我国南部发达城市，年平均气温在20 ℃以上。厂区宿舍常年有洗浴热水需求，原方案采用水源热泵机组制备热水。厂区内有5台轴功率为250 kW的螺杆式空压机，考虑对其中3台进行余热回收改造，并配置智能控制系统。

3.2 改造方案

改造后的洗浴热水制备系统流程见图2。由图2可知，改造后的方案在原方案基础上并联了螺杆式空压机余热回收系统。以螺杆式空压机余热回收系统制热为主，当产能不足时，水源热泵机组作为补充。改造前的洗浴热水制备系统单独安装了电能表用于计量用电设备的耗电量，改造后为螺杆式空压机余热回收系统也单独安装了电能表，用于计量余热回水装置的耗电量。

图2 改造后的洗浴热水制备系统流程

3.3 节电与减排效果

改造前后(2019年、2020年)各月耗电量均来自电能表，改造前后洗浴热水制备系统的各月耗电量见表1。由表1数据可计算得到，改造后年节电率为59.96%。电网单位发电量的二氧化碳排放因子取0.997 kg/(kW·h)，可计算得到改造后年减排量为442.86 t。

表1 改造前后洗浴热水制备系统的各月耗电量

4 结论

原方案采用水源热泵机组制备洗浴热水，改造后的方案在原方案基础上并联了螺杆式空压机余热

回收系统。以螺杆式空压机余热回收系统制热为主，当产能不足时，水源热泵机组作为补充。改造后年节电率为59.96%，二氧化碳年减排量为442.86 t。