王軍領(lǐng) 王興棟 李純新

摘 要：壓風(fēng)系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)中重要的系統(tǒng)，壓風(fēng)系統(tǒng)需要降溫，但之前的冷卻水都直接排走，既浪費(fèi)了水，又浪費(fèi)熱量，在我礦安裝的壓風(fēng)機(jī)冷卻水余熱回收系統(tǒng)后就有效的解決了這個(gè)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：壓風(fēng)機(jī)；余熱回收；循環(huán)節(jié)能充分利用

壓縮空氣是工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力源之一。由于其具有安全、無(wú)公害、調(diào)節(jié)性能好、輸送方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但要得到品質(zhì)優(yōu)良的壓縮空氣需要消耗大量能源。在大多數(shù)生產(chǎn)型企業(yè)中，壓縮空氣的能源消耗占全部電力消耗的10%—35%。

煤礦地面壓風(fēng)機(jī)采用水冷卻方式，循環(huán)冷卻水是提取地下礦井水，通過(guò)壓風(fēng)機(jī)的冷卻器帶走壓風(fēng)機(jī)工作產(chǎn)生的熱量，排出機(jī)外，排出的冷卻水溫度達(dá)到40℃以上，這部分熱能隨之排出而浪費(fèi)。

1 余熱回收系統(tǒng)的分析利用

螺桿空壓機(jī)的工作及冷卻原理。螺桿空壓機(jī)的工作原理是由一對(duì)相互平行嚙合的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子（或稱螺桿）在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的吸氣、壓縮和排氣的全過(guò)程。這些產(chǎn)生的高熱由空壓機(jī)潤(rùn)滑油的加入混合成油、氣蒸汽排出機(jī)體，這部分高溫油、氣的熱量相當(dāng)于空壓機(jī)輸入功率的25-30%，它的溫度通常在80℃（冬季）—100℃（夏秋季）。

螺桿空壓機(jī)冷卻原理是利用熱能轉(zhuǎn)換原理，即用循環(huán)冷卻水通過(guò)冷凝器把空壓機(jī)散發(fā)的熱量轉(zhuǎn)換到水里，水吸收了熱量后，水溫就會(huì)升高，就會(huì)使空壓機(jī)組的運(yùn)行溫度降低。

由于螺桿式空氣壓縮機(jī)通過(guò)其自身的散熱系統(tǒng)來(lái)給高溫高壓的油、氣降溫的過(guò)程中，大量的熱能被無(wú)端的浪費(fèi)；空壓機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的余熱，不交換掉，可引起電機(jī)高溫及排氣高溫，不但影響空壓機(jī)的使用壽命，更影響壓縮空氣的質(zhì)量，通過(guò)現(xiàn)狀把排放冷卻水管路敷設(shè)至浴室蓄水池，此時(shí)的水溫不能夠直接用于職工洗澡，需經(jīng)過(guò)水源熱泵機(jī)組二次循環(huán)增溫，節(jié)能效果不明顯。經(jīng)過(guò)查閱新科技，在機(jī)房增設(shè)一套余熱回收系統(tǒng)把冷卻水增溫直接用于浴室淋浴供職工洗浴。

2 余熱回收的安裝應(yīng)用

我單位對(duì)壓風(fēng)機(jī)內(nèi)部進(jìn)行改造，在原有的空壓機(jī)油循環(huán)管路的基礎(chǔ)上安裝2個(gè)三通電磁閥，把循環(huán)油引出空壓機(jī)外對(duì)接至余熱回收系統(tǒng)的熱交換器上，同時(shí)把風(fēng)機(jī)循環(huán)冷卻水的排水管路接至余熱回收系統(tǒng)的熱交換器上，根據(jù)能量交換，冷卻水把高溫油的溫度帶走，經(jīng)過(guò)余熱回收的循環(huán)水泵輸送至安裝好的30t保溫水箱，再通過(guò)余熱回收的電控系統(tǒng)，控制保溫水箱的水溫，當(dāng)保溫水箱的水溫達(dá)到設(shè)置溫度，水箱放水口電磁閥打開(kāi)向淋浴蓄水池放水，當(dāng)水箱溫度達(dá)不到設(shè)置溫度，水箱放水口電磁閥關(guān)閉，水箱的水經(jīng)過(guò)余熱回收往復(fù)循環(huán)直至達(dá)到放水溫度。另敷設(shè)一路補(bǔ)水管路及補(bǔ)水水泵，當(dāng)風(fēng)機(jī)的內(nèi)循環(huán)冷卻水流量不足或保溫水箱溫度過(guò)高及保溫水箱水位超過(guò)設(shè)定值，電控通過(guò)安裝的水位、水溫傳感器傳送的信號(hào)起動(dòng)補(bǔ)水水泵，給余熱回收補(bǔ)充冷卻水。

具體原理如圖所示，圖中方格陰影部分為余熱回收的水循環(huán)部分，壓風(fēng)機(jī)自身帶有冷卻系統(tǒng)，用水冷卻，之前這部分水就排掉了，現(xiàn)在這部分水進(jìn)入余熱回收系統(tǒng)的水循環(huán)中，作為水源。在循環(huán)過(guò)程中出現(xiàn)因進(jìn)水壓力小等原因引起循環(huán)水水量不足時(shí)補(bǔ)水閥受控打開(kāi)補(bǔ)水，循環(huán)水在保溫水箱和回收系統(tǒng)之間不斷循環(huán)，直到達(dá)到指定溫度排水閥受控打開(kāi)出水，油循環(huán)在熱控閥1、2的控制下分兩路，從油氣桶出來(lái)的熱油有一部分進(jìn)入余熱回收系統(tǒng)去換熱，有一部分進(jìn)入冷卻器，經(jīng)冷卻器進(jìn)行換熱。經(jīng)過(guò)冷卻器和回收系統(tǒng)共同冷卻的油進(jìn)入壓縮機(jī)體。

3 余熱回收后實(shí)用效果

我單位使用余熱回收系統(tǒng)后，降低了企業(yè)用熱水而長(zhǎng)期支付的經(jīng)營(yíng)成本。整個(gè)余熱回收過(guò)程無(wú)一氧化碳、二氧化硫、黑煙和噪音、油污等對(duì)大氣環(huán)境的污染。安裝投入使用，只要空壓機(jī)在運(yùn)行，企業(yè)就隨時(shí)可以提取到熱水使用。可以滿足員工的洗澡需求，將使員工的福利待遇得到極大的提高。使用空壓機(jī)余熱回收裝置可降低維修成本，延長(zhǎng)設(shè)備的更換期限。在我礦對(duì)熱水系統(tǒng)改造完成后，將可把空壓機(jī)的運(yùn)行溫度降低至最佳范圍之內(nèi)，從而降低空壓機(jī)的維護(hù)成本并相對(duì)提高空壓機(jī)的使用壽命。

余熱回收系統(tǒng)在我礦已正常運(yùn)行一年，沒(méi)有發(fā)生大的問(wèn)題，運(yùn)行非常穩(wěn)定，也達(dá)到了理想的效果，據(jù)統(tǒng)計(jì)僅余熱回收一項(xiàng)，一月平均節(jié)約電能18000度，全年22萬(wàn)度，折合人幣15萬(wàn)元左右。

參考文獻(xiàn)：

[1]煤礦安全規(guī)程[S].2009（07）.