能源挑戰(zhàn)
根據(jù)外國一制造商組織EEF今年的一項(xiàng)調(diào)查，能源可負(fù)擔(dān)性是當(dāng)今制造業(yè)面臨的關(guān)鍵問題之一，并被視為增長的一大威脅。由于能源價(jià)格仍然是所有主要制造業(yè)國家中較高的，所以也能理解為什么超過一半的受訪者認(rèn)為繼續(xù)減少天然氣和電力的使用是未來兩年很大的能源挑戰(zhàn)。
應(yīng)對這一挑戰(zhàn)需要更加關(guān)注那些常被忽視的能源使用領(lǐng)域，如壓縮空氣。壓縮空氣節(jié)能的潛力是顯而易見的，但實(shí)現(xiàn)這一潛力還需要考慮創(chuàng)新的節(jié)能方法，如能量回收，這一概念使空壓機(jī)的廢熱能夠作為熱水回收。
在某些情況下，這可用于某些制造過程，或重新引入家庭供暖或熱水系統(tǒng)。
當(dāng)空氣被壓縮時(shí)，能量以壓縮空氣和熱能或熱的形式從電能改變?yōu)閯菽?。壓縮后，空氣通常會(huì)達(dá)到高溫，在它被分配到管道系統(tǒng)并輸送到最終過程之前，熱量必須被提取。除非熱量被回收，否則它就成了廢品。工業(yè)空氣壓縮機(jī)所使用的電能中，多達(dá)94%被改變?yōu)闊崃?，并在壓縮過程中通過輻射損失掉。剩余的6%是不可回收的，因?yàn)樯倭康臒崃繗埩粼趬嚎s空氣中或散發(fā)到周圍空氣中。 因此，設(shè)計(jì)合理的熱回收裝置可以回收50%至94%的可用熱能，這可以用來將水加熱到90攝氏度。 壓縮空氣產(chǎn)生的熱能可以回收，并在其他生產(chǎn)過程中重新使用。許多行業(yè)都可以從能源回收中受益，盡管運(yùn)行時(shí)間更長且需要連續(xù)工作的行業(yè)，例如使用工藝用水的行業(yè)能夠在更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高水平的節(jié)能。在其他情況下，熱量可以直接進(jìn)入設(shè)施本身的供暖或熱水系統(tǒng)，例如，這可以減少對外部電力和天然氣來源的依賴。 為了更好的理解能量回收的工作原理，記住產(chǎn)生壓縮空氣的高溫是很重要的。為了降低空氣溫度，根據(jù)空壓機(jī)類型，熱量通過油、水或空氣排出。噴油螺桿式壓縮機(jī)和無油水冷螺桿式空壓機(jī)有可能從其冷卻系統(tǒng)中回收熱能，并以熱水的形式將其用于其他應(yīng)用。大多數(shù)壓縮機(jī)裝置采用兩級設(shè)計(jì)，在一級和二級之間有一個(gè)中間冷卻器，在二級之后有一個(gè)后冷卻器。中間冷卻器和后冷卻器可以是氣冷式或水冷式。當(dāng)空氣通過這些類型的后冷卻器時(shí)，熱量被提取出來，并可以被重新用到其他用途。 空氣冷卻系統(tǒng)在中小型壓縮機(jī)中更常見，熱量回收通常僅限于寒冷季節(jié)，此時(shí)回收的能量可用作加熱空氣，并被輸送到附近的內(nèi)部空間用于補(bǔ)充加熱。這種類型的熱回收裝置抵消了外部購買加熱所需的能量，在英國可以幫助設(shè)施每年節(jié)省數(shù)千英鎊的取暖費(fèi)。水冷系統(tǒng)通過三個(gè)主要原理之一運(yùn)行：無循環(huán)水的開放系統(tǒng)、有循環(huán)水的開放系統(tǒng)和有循環(huán)水的封閉系統(tǒng)。我們推薦的系統(tǒng)是帶循環(huán)水的封閉系統(tǒng)，水在壓縮機(jī)和某種形式的外部熱交換器之間不斷循環(huán)，然后熱交換器將回收的熱量傳遞給預(yù)期的過程。正確實(shí)施的閉式水能量回收系統(tǒng)有許多好處。 首先，它幾乎不需要實(shí)時(shí)監(jiān)測，維護(hù)成本低。與開放水系統(tǒng)不同，開放水系統(tǒng)中的水是由外部水源(如市政自來水總管)提供的，而封閉水系統(tǒng)則使用經(jīng)過處理的水。因此，在冷卻介質(zhì)部件中幾乎沒有或沒有礦物質(zhì)沉積，這提高了空壓機(jī)的運(yùn)行條件、可靠性和使用壽命。一旦壓縮空氣通過水冷系統(tǒng)，水就包含了最初用于壓縮空氣的能量。然后，這些熱水可以在整個(gè)設(shè)施中用于預(yù)熱工藝用水，通常用于這些工藝的能量被抵消，加熱工藝用水的成本消失了。隨著能源回收，節(jié)省的成本會(huì)迅速增加，從而帶來短期回報(bào)和年復(fù)一年的持續(xù)成本節(jié)約。 從財(cái)務(wù)和可持續(xù)發(fā)展的角度來看，有很多例子可以說明這項(xiàng)技術(shù)是多么的有益。其中之一是Autofil，一家位于英國中部的汽車行業(yè)紡織品制造商。通過采用阿特拉斯·科普柯的能源回收技術(shù)，該公司每年平均節(jié)約能源成本37,000英鎊，每年減少二氧化碳排放量260,000噸。通過回收制造過程中空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量，該公司能夠提高所需工藝用水的溫度，從而降低整體能耗。 這是通過ER-S5能量回收裝置實(shí)現(xiàn)的，壓縮機(jī)空氣端的熱油通過不銹鋼板式熱交換器轉(zhuǎn)移。油中的熱量被傳遞到換熱器另一側(cè)的冷水中，產(chǎn)生連續(xù)的熱水流。根據(jù)壓縮機(jī)每年運(yùn)行8,424小時(shí)計(jì)算，GA 250和ER-S5裝置的組合每年可回收超過140萬千瓦時(shí)的能源。 在北愛爾蘭，Greiner Packaging的生產(chǎn)工廠發(fā)現(xiàn)了壓縮機(jī)系統(tǒng)多余熱量的一種非常不同的用途，將其捐贈(zèng)給附近的一所大學(xué)，每年可為其減少4萬英鎊的取暖費(fèi)。Dungannon Integrated College是一所擁有500名學(xué)生的中學(xué)，它通過地下管道將熱量接收到中央供暖系統(tǒng)中，不僅降低了成本，還減少了200公噸二氧化碳。 Z系列 無油螺桿空壓機(jī) 阿特拉斯·科普柯的Z系列無油螺桿空壓機(jī)具有能量回收功能，其獨(dú)特設(shè)計(jì)充分利用了為學(xué)院供熱的機(jī)會(huì)，根據(jù)現(xiàn)場條件，以熱水形式回收的總能量可超過電力輸入能量的80%。 在討論能源回收的潛力時(shí)，重要的是要平衡安裝的感知復(fù)雜性(這可能是采用率相對較低的另一個(gè)原因)和可以實(shí)現(xiàn)的可量化回報(bào)。 為了說明“零碳”空壓機(jī)可以節(jié)省大量成本并對環(huán)境做出貢獻(xiàn)，一個(gè)典型的應(yīng)用場景是一臺132kW的壓縮機(jī)，熱當(dāng)量為132 kJ/s，每年運(yùn)行8000小時(shí)。 除了提供壓縮空氣的主要功能之外，其熱水輸出還可以用作燃油鍋爐的預(yù)熱給水，從而節(jié)省鍋爐燃料。這些計(jì)算基于90%的鍋爐效率、41，200千焦/升的取暖油熱值和45便士/升的燃料成本: 節(jié)省的取暖用油= 132 x 3600 / (41,200 x 0.9) = 13升/小時(shí) *能源轉(zhuǎn)換系數(shù)取自Carbon Trust的食品行業(yè)數(shù)據(jù)表CTL018:能源和碳轉(zhuǎn)換*基于平均年里程數(shù)為3噸二氧化碳的普通汽車的碳排放量
一年節(jié)省的取暖用油= 104,000升燃料成本= 0.33升x 13升/小時(shí)= 4.29小時(shí)
每年節(jié)省=每年4.29 x 8000小時(shí)=每年34，320小時(shí)
二氧化碳當(dāng)量= 104,000 x 2.518千克二氧化碳/升= 261,872千克或262噸二氧化碳
這相當(dāng)于減少了87輛普通汽車的碳排放量！*基于這些計(jì)算，我們很難忽視更多采用能源回收技術(shù)的情況!
