壓縮空氣所應用的行業包括機械、汽車、電子、電力、冶金、礦業、建筑、建材、石油、化工、石化、輕紡、環保等各類工業和民用生產與生活的各個領域。壓縮空氣的能源消耗占全部電力消耗的10%～35%。

根據行業調查分析，空壓機系統5年的運行費用組成中：系統的初期設備投資及設備維護費用占總費用的23%，電能消耗（電費）占77%，其中15%的能量轉換為空氣勢能，85%的能量轉換為熱能，通過風冷或水冷的方式排放到空氣中去。

我國能源環境形勢主要問題是能耗高、環境壓力大，世界能源平均利用效率為50.32%，而我國不到40%，如何提高能效是我們急需解決的問題。

本論文旨在通過某氧氣廠項目的空壓機余熱回收技術方案，介紹該技術方案的優點及其節能經濟性測算。

一、項目背景

某氧氣廠計劃改造6臺空壓機，其中1臺60000Nm3/h空壓機，1臺9000Nm3/h空壓機，1臺40000Nm3/h氮壓機，3臺20000Nm3/h氮壓機，全部回收末級余熱量。

二、 余熱回收方案

夏季空壓機余熱回收制取70℃熱水，進入蓄能水箱，水箱內存水按2000ton水考慮，預計水泵需要運轉20h，即需要占用制冷/采暖20h左右。

夏季運轉工況時，熱水進入溴化鋰吸收式制冷機，降溫至60℃，將158ton/h，24℃冷凍水降溫至19℃，制冷量919kW，19℃冷水進入冷凍水塔，利用現場電制冷機繼續降溫，從而節省電制冷機電能消耗。現有電制冷機COP為4.98，因而為節省電能919kW/h÷4.98=184.5kW/h，年節省電耗：184.5kW/h×24h×180天=797040kW/年。

冬季運轉工況時，熱水進入供暖換熱器，實現廠區供暖，供暖能力可以達到97.6ton/h×20℃×1000×4.2kJ/kg℃×120天×24h=23611GJ/年。

每月節省水浴式汽器蒸汽耗量4.88萬GJ,年節省蒸汽耗量58.56萬GJ/年

2.2需要改造增加設備

2.3系統運行參數

三、節能經濟性分析

1）冬季供暖節省蒸汽費用：

通過余熱回收，年冬季供暖量可達23661GJ/年，廠區蒸汽結算價為92元/GJ，蒸汽采暖換熱效率按80%考慮，則年節省蒸汽費用為：23661GJ/年÷80%×92元/GJ=272萬元/年

2）夏季制冷節省電費：

797040kW/年×0.7元/kWh=55.79萬元，電價按0.7元/kWh估算。

3）汽化器節省蒸汽收益：

58.56萬GJ/年×92元/GJ=5387.5萬元

4）系統增加費用：

系統改造后需要增加水泵、制冷機的電耗，但兩部分設備電耗都非常小，預計成本遠小于收益，暫時按30萬元考慮。

5）改造后年節省費用共計：

272萬元/年+55.79萬元+5387.5萬元-30萬元/年=5685.29萬元/年

四、結束語

該項目通過對空壓機余熱回收改造，夏季可以實現制取冷凍水，冬季采暖，并可以全年儲備汽化器需要用水，全年可實現節能收益約5685.29萬元/年。

該項目為空壓機余熱回收并提供整套解決方案，通過與溴化鋰吸收式冷(溫)水機組合理搭配，并形成適合空壓機系統節能的余熱利用系統，實現提高能源效率、降低污染物排放的目的。解決空壓機余熱回收，同時滿足夏季制冷冬季供暖需求，可為企業帶來巨大經濟效益，同時實現節能減排社會效益。