高效節(jié)能空氣壓縮系統(tǒng)

工程方案書前言全國工業(yè)領(lǐng)域風(fēng)機(jī)、水泵和空壓機(jī)年耗電為l.43萬億度，全國空壓機(jī)耗電總量占15%計算，其年耗電量為2140億度。全國每年空壓機(jī)電能消耗巨大、壓縮空氣浪費嚴(yán)重！在能源價格不斷上漲，產(chǎn)品利潤不斷下降的今天，從經(jīng)濟(jì)角度和環(huán)保角度考慮，企業(yè)對于自身壓縮空氣的節(jié)能是尤其值得重視的。壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能對策已成為最緊急的課題。2電機(jī)產(chǎn)品耗能占全國總電能的比例壓縮空氣系統(tǒng)水泵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)信息來源：國家發(fā)改委《“十一五”十大重點節(jié)能工程實施意見》9.4%20.9%10.4%6.4%壓縮空氣作為工業(yè)生產(chǎn)的四種根本流體介質(zhì)〔水、壓縮空氣、蒸汽、天然氣〕之一，能耗約占工廠設(shè)備〔動力設(shè)備、制造設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、電熱設(shè)備、照明設(shè)備、給排水設(shè)備〕總用電量的9%-35%。系統(tǒng) 能耗比例3空壓機(jī)的工作效率空壓機(jī)在運行時，真正用于增加空氣勢能所消耗的電能，在總耗電量中只占很小的一局部，約15%左右。約85%的耗電轉(zhuǎn)化為熱量，通過風(fēng)冷或者水冷的方式排放到空氣中去。美國能源署統(tǒng)計4壓縮空氣系統(tǒng)的本錢、電耗現(xiàn)狀5空壓機(jī)的余熱以160KW空壓機(jī)為例，用于壓縮空氣的消耗的電能160×15%=24KW轉(zhuǎn)化余熱浪費的電能160×85%=136KW空壓機(jī)的余熱浪費巨大，余熱利用越來越被人們所重視。目前，盡管有一些廠家開發(fā)的利用空壓機(jī)余熱回收的產(chǎn)品也能利用局部熱能，但是最關(guān)鍵的問題是不一定能遇到充分利用回收的熱水的應(yīng)用場合！6空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能手段提高空壓機(jī)效率 10~20%變頻調(diào)速技術(shù) 10~35%單點/多點壓力調(diào)節(jié)控制 5~15%集中控制系統(tǒng) 5~15%流量控制技術(shù) 5~10%枯燥工藝改進(jìn) 5~10%熱回收利用 20~40%管網(wǎng)優(yōu)化 5~15%泄漏監(jiān)控 5~15%廢氣回收 10~20% ……7一種全新的高效節(jié)能壓縮空氣系統(tǒng)本工程提出一種全新的節(jié)能壓縮空氣裝置，利用流體力學(xué)的科恩達(dá)效應(yīng)原理，在傳統(tǒng)裝置液態(tài)空氣氣化裝置根底上設(shè)置射流引流器、氣體混合引流器，利用少量液態(tài)空氣氣化產(chǎn)生少量高壓壓縮空氣，再用少量高壓壓縮空氣形成10~100倍的高流量壓縮空氣，耗能極少、系統(tǒng)裝置簡單、可靠性高、體積大大減小、供氣量大、無噪聲、無熱排放、設(shè)備采購本錢和使用本錢也大幅降低。8背景技術(shù)9射流技術(shù)：高速高壓的流體，能帶動周圍介質(zhì)一并運動；即高壓冷凝水射流可以吸收帶動局部乏氣直接再進(jìn)入水浴氣化換熱器；而以某種形式噴射的氣流，可以帶動比該氣流量大10~100倍的氣體一起運動；高壓氣化氣體可以帶動大量乏氣進(jìn)入下一工作循環(huán)；流體熱力學(xué)：流動的氣體可以在運動中升溫補(bǔ)熵，同一空間不同階段的壓力可以不同；氣化氣體可以在流動過程中逐漸補(bǔ)熵升溫、增壓；射流技術(shù)射流jet從管口、孔口、狹縫射出，或靠機(jī)械推動，并同周圍流體摻混的一股流體流動。經(jīng)常遇到的大雷諾數(shù)射流一般是無固壁約束的自由湍流。這種湍性射流通過邊界上活潑的湍流混合將周圍流體卷吸進(jìn)來而不斷擴(kuò)大，并流向下游。射流在水泵、蒸汽泵、通風(fēng)機(jī)、化工設(shè)備和噴氣式飛機(jī)等許多技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。10流體的動壓、靜壓、全壓靜壓

由于空氣分子不規(guī)那么運動而撞擊于管壁上產(chǎn)生的壓力稱為靜壓。氣體量一定的情況下，簡單的理解靜壓和溫度有關(guān)；動壓指空氣流動時產(chǎn)生的壓力，只要風(fēng)管內(nèi)空氣流動就具有一定的動壓，其值永遠(yuǎn)是正的。簡單的理解動壓和氣流速度有關(guān)；

全壓全壓是靜壓和動壓的代數(shù)和，氣體所具有的總能量。簡單理解就是流體最終的總壓力。11射流泵原理圖12氣體放大器13沖壓噴氣發(fā)動機(jī)14高效節(jié)能空氣壓縮系統(tǒng)151、液態(tài)空氣儲罐；2、高壓超低溫液體泵；3、射流引流器；4、超低溫氣液管路；5、高壓氣化器；6、熱源液1輸出管路；7、熱源液1輸入管路；8、高壓常溫輸氣管；9、氣體混合引流器；10、氣體收縮段；11、熱源液2輸入管路；12、熱源液2輸出管路；13、氣體膨脹段；14、氣體換熱器；15、泄壓單向閥；16、單向閥；17、管路；18、工作壓力儲氣罐；19、工作氣流管路；20、空氣過濾枯燥裝置；21、空氣入口；22、液態(tài)空氣加注口；23、單向閥；24、射流回氣管路；25、平安泄壓裝置；26、回氣歧管。附圖說明：16液態(tài)空氣儲罐里的低溫液態(tài)空氣通過高壓超低溫液體泵，以5~30MPa的壓力輸入射流引流器，同時通過射流回氣管吸入高溫的空氣混合，形成超低溫高壓氣液混合物；所得的超低溫高壓氣液混合物經(jīng)過超低溫高壓氣液管路進(jìn)入氣源高壓氣化器吸收熱量后氣化形成高壓常溫氣體；所得的高壓常溫氣體到達(dá)設(shè)定壓力后，通過高壓輸氣管上的泄壓單向閥輸入氣體混合引流器，通過科恩達(dá)效應(yīng)使得過濾枯燥的空氣經(jīng)過氣體換熱補(bǔ)熵裝置升溫補(bǔ)熵后形成高流量氣體進(jìn)入儲氣罐待用；局部經(jīng)過升溫補(bǔ)熵的空氣輸入射流回氣管，與低溫液態(tài)空氣混合，再形成超低溫高壓氣液混合物，使得制備過程連續(xù)進(jìn)行。工作原理17方案經(jīng)濟(jì)性分析18參照國標(biāo)JB/T6430-2002，產(chǎn)生1MPa壓縮空氣的能耗指標(biāo)大約是8.0KW立方每分鐘〔機(jī)組越大，效率越高〕。25立方每分鐘的空壓機(jī)能耗約200Kw；每小時使用費〔每度電0.6元〕120元，產(chǎn)氣1500立方；采用本方案，產(chǎn)生相同壓力氣量，折算標(biāo)準(zhǔn)空氣約1500立方左右，空氣的分子量按30計算，液態(tài)空氣放大使用比例暫定為1:10，大約需要消耗的液態(tài)空氣是：1500/22.4*0.03/10=0.2噸系統(tǒng)只需要一個不到1千瓦的每分鐘流量3.3Kg的高壓超低溫液體泵，系統(tǒng)總耗電小于1KWh。按照液態(tài)空氣每公斤耗電0.28度計算生產(chǎn)本錢，批發(fā)價200元/噸，同樣產(chǎn)氣1500立方本錢是40元；方案優(yōu)勢分析19建設(shè)本錢不到1/2，占地不到1/2；運行本錢下降到1/3，耗電量下降到近乎零；設(shè)備技術(shù)成熟，免維護(hù)，可靠性高；無噪音、不排熱、傳輸管損?。还?jié)約能耗效果明顯，社會經(jīng)濟(jì)效益突出。該工程的市場空間特點20國內(nèi)外市場空白，開展空間大；單個工程金額大，系統(tǒng)實施簡單；符合國家能源政策，容易獲得融資和補(bǔ)貼；設(shè)備技術(shù)成熟，系統(tǒng)可靠性高、技術(shù)風(fēng)險??；節(jié)約能耗效果明顯，社會經(jīng)濟(jì)效益突出。按照每年行業(yè)耗電2140億度電計算，只要節(jié)約10%，就能節(jié)約200億度點，折合約656萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤工程實施步驟21第一階段：原理樣機(jī)研發(fā)實現(xiàn)定做一套每小時汽化量20公斤液態(tài)空氣，輸出壓力10MPa以上的水浴氣化器，定做射流引流器、氣體混合引流器，采購必要的管線、閥門、測量設(shè)備，合計預(yù)算35萬元；加工其它輔助配件器材15萬。尋求有經(jīng)驗、積極配合、有相應(yīng)能力的合作研發(fā)團(tuán)隊外包委托開發(fā)或者合作開發(fā)，保證進(jìn)度、效率，保證資金的使用效率，控制風(fēng)險；完成專家成果評審?？偼顿Y約200萬。工程實施步驟22第二階段：小型示范工程方案設(shè)計一個300Kw空壓機(jī)改造工程，在原理樣機(jī)成果根底上，委托專業(yè)設(shè)計院進(jìn)行設(shè)計，落實一個合作應(yīng)用單位；根據(jù)設(shè)計院設(shè)計文件面向社會進(jìn)行施工安裝工程招標(biāo)；節(jié)能增效目標(biāo)：降低運行本錢60%，系統(tǒng)電耗降低到1%；工程完成后，組織專家評審。第三階段：推廣應(yīng)用在示范工程成功后，整合社會資源，采用不同融資合作模式，開展節(jié)能增效發(fā)電技術(shù)應(yīng)用推廣。財務(wù)預(yù)測分析目前啟開工程，總投資不大，一旦前期樣機(jī)完成研發(fā)，專利技術(shù)可以實現(xiàn)10倍以上增值，投資回報容易實現(xiàn)。問題的關(guān)鍵僅僅在于工程是否能實現(xiàn)的技術(shù)可行性，財務(wù)投資容易預(yù)測和分析。投入資金回收預(yù)期半年內(nèi)通過樣機(jī)完成技術(shù)鑒定，確認(rèn)市場地位和價值，1年內(nèi)技術(shù)股權(quán)溢價轉(zhuǎn)讓初步獲利，3年左右逐步開始實現(xiàn)綜合收益直接技術(shù)轉(zhuǎn)讓回報一次性或階段分步技術(shù)轉(zhuǎn)讓、產(chǎn)品生產(chǎn)和專利使用授權(quán)、政府扶植、社會資金參與實現(xiàn)技術(shù)專利溢價增值未來投資回報預(yù)期工程技術(shù)授權(quán)的專利技術(shù)提成獲利，技術(shù)參股后所持股權(quán)資本運營升值政府扶植資金申報有原理樣機(jī)做根底，具備條件申報政府扶持資金、實現(xiàn)資源升值23融資金額及使用方案作為一個天使投資合作工程，考慮到未來工程進(jìn)一步開展的需要，以及工程第一階段務(wù)實的資金需求，也綜合業(yè)界慣例，做出如下方案：工程股權(quán)出