压缩机系统能量回收

 以大型工厂的压缩机中央设施为例，如果功率为 500 kW，每年运行 8,000 小时，则相当于每年耗电量达 400 万千瓦时。以热空气或热水的形式对大量废热进行回收具有可行性。输送至无油螺杆压缩机的能量可通过产生 90°C 的热水，实现高达 94% 的能量回收率。这个数字表明节能措施能够快速带来非常可观的回报。 能量回收投资通常只需 1-3 年就能回本。此外，选用封闭式冷却系统回收能量还能改善压缩机的工作状况、可靠性和使用寿命，因为这种系统具有温度水平均衡、冷却水质量高等多种优点。北欧国家进入这个领域较早，能量回收成为压缩机装置的标准配置已有多年。一些大型供应商提供的大多数中型到大型压缩机现在都经过改良，以适合安装标配的废热回收设备。

物理定律表明，输送至压缩机装置的能量几乎全部都转化为热能。回收并用于其他过程的热能越多，系统的整体效率就越高。

在很多情况下，如果能够有效利用通过冷却压缩机装置所回收的能量，热回收率可超过 90%。冷却系统的性能、到用热点的距离以及热需求量和连续性都是影响回收率的决定性因素。当产生的热流量较大时，还应考虑对外销售回收热能的可能性。电力公司或许是您的潜在客户，并愿意与您协商投资、子订单和交付事宜。此外，通过协调多个过程的能量回收，也存在节省机会。

对于从压缩空气装置回收的能量，有时会出现需要热量时没有回收的热量可用，以及经常出现回收的热量不够用的问题。如果压缩机的负载不稳定，则回收的能量也会随时间波动。为了让能量回收具有可行性，需要具有相应的相对稳定的热能需求。回收的废热能适合用作系统的补充热能。这样当压缩机运行时，回收的能量就可以得到有效利用。风冷式压缩机能量回收装置的特点是会产生温度不是太高但流量很大的热气流，这些热量可直接用于建筑物供暖或者与预热机组进行热交换。加热后的冷却空气由风扇进行输送。当建筑物不需要额外供暖时，热空气将自动（使用调温器控制装置）或手动（手动控制风门）排放至大气中。压缩机与需要供暖的建筑物之间的距离是影响此类应用的限制因素。此距离不应太大，理想情况下是压缩机房与供暖建筑物相邻。此外，回收的热量仅在一年中较冷的月份具有利用价值。对于中小型压缩机，对空气所载的能量进行回收的方式更为常见。从压缩机风冷式系统回收废热，只会产生少量的输配损耗，并且所需投资较少。

从水冷式压缩机流出的温度高达 90°C 的冷却水可用作加热系统的补给水。如果这些热水用于清洗、清洁或淋浴，则还需要配备正常的基本负载热水锅炉。从压缩空气系统回收的能量可用作补充热源，以减少锅炉负载，节省燃料，并可能允许选用规格更小的锅炉。 从压缩空气压缩机回收能量的前提条件在一定程度上取决于压缩机的类型。标准无油压缩机易于改装以实现能量回收。这种压缩机尤其适合集成到热水加热系统中，因为它能提供高效能量回收所需的水温 (90°C)。对于油润滑压缩机，参与压缩过程的油会限制产生高温冷却水的可能性。在离心式压缩机中，因为每个压缩级的压力比都较低，温度水平也通常较低，所以限制了回收水平。 水载废能回收适合电动机功率超过 10 kW 的压缩机。与空气所载废能的回收相比，水载废能的回收需要更复杂的装置。基本设备包括流体泵、热交换器和调节阀等。 对于水载能量回收系统，使用较小直径 (40-80 mm) 的管道也能将热量输配到较远的建筑物，而不会造成巨大的热量损失。较高的初始水温意味着废能可用于加热热水锅炉的回流水。这样就可以定期关闭正常加热源，而改为由压缩机的废热回收系统供热。 在加工行业，压缩机产生的废热还可用于提高加工温度。风冷式油润滑螺杆压缩机也可以使用水载废能回收系统。这需要在油路中安装热交换器，而且系统提供的水温 (50°C - 60°C) 低于无油压缩机。