風(fēng)井壓風(fēng)機(jī)余熱利用研究

王 萍，吳 妍

鶴壁煤電股份有限公司總工辦，河南鶴壁 458030

1 開發(fā)背景

隨著鶴煤公司八礦開采工作面的不斷延深，井下采區(qū)用風(fēng)量不斷增加，礦內(nèi)壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間日益延長，而使壓風(fēng)機(jī)本身產(chǎn)生大量余熱，嚴(yán)重制約了壓風(fēng)系統(tǒng)冷卻效果和降低了設(shè)備的使用壽命?？紤]到風(fēng)井工區(qū)洗澡用水量有限，為了解決這一現(xiàn)實(shí)問題，計(jì)劃對風(fēng)井工區(qū)壓風(fēng)機(jī)房五臺(tái)壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行余熱系統(tǒng)節(jié)能改造。

2 開發(fā)條件

鶴煤公司八礦空壓機(jī)房現(xiàn)有FHOG-340W型水冷式螺桿空壓機(jī)3臺(tái)、SAV300型螺桿空壓機(jī)1臺(tái)和一臺(tái)L-60/8型活塞式空壓機(jī)；每班開啟空壓機(jī)2臺(tái)?？偤碾姽β始s500千瓦。冷卻水泵為100D-16×3型多級單吸水泵，輸入功率為11千瓦。冷卻水現(xiàn)場測量溫度為進(jìn)水40℃，出水50℃，溫差10℃，流量約35T/h?，F(xiàn)場需采暖面積約為1 500m2。需淋浴人員每班約30人～40人。

經(jīng)對現(xiàn)場仔細(xì)勘察后，確定對空壓機(jī)余熱應(yīng)用設(shè)備進(jìn)行了合理選型：LSRS-350型余熱利用熱水機(jī)組一套、KQL65/110-2/2型循環(huán)泵兩臺(tái)、KQL80/140-5/2型循環(huán)泵兩臺(tái)、可清洗換熱器一臺(tái)、電輔助加熱器一臺(tái)和綜合控制柜一臺(tái)[2]。其中除KQL80/140-5/2型循環(huán)泵安裝在壓風(fēng)機(jī)房外，其它設(shè)備安裝于風(fēng)井鍋爐房[3]。

3 參數(shù)選擇

1）選用安源熱能生產(chǎn)的LSRS350型空壓機(jī)余熱利用主機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)如下：

名義制冷量200000kcal/h；

名義制熱量300000kcal/h；

名義制冷功率230kW；

名義制熱功率350kW；

額定輸入功率56kW；

電源三相380V 50Hz；

長×寬×高2800×1500×1850mm。

2）其它設(shè)備技術(shù)參數(shù)

KQL65/140-3/2型循環(huán)泵，額定流量21.6m3/h：額定揚(yáng)程24m：額定功率3kW：工作電壓：380V；

KQL80/140-5/2型循環(huán)泵，額定流量43m3/h：額定揚(yáng)程24m：額定功率：5.5 kW工作電壓：380V。

3）余熱利用工程技術(shù)要求

（1）采暖期每平米熱量不少于150 kcal；

（2）淋浴熱水溫度不低于60℃；

（3）每天產(chǎn)熱水量不低于24t。

4）負(fù)荷計(jì)算

（1）空壓機(jī)能提供的廢熱量為：

Q空=35×1 000×10=350 000cal/h

（2）采暖所需熱量按180K cal/m2計(jì)算，則：

Q1=1 500×180=270 000 cal/h

（3）淋浴熱水所需熱量（每班40人約120人，每天開機(jī)12小時(shí)計(jì)算）為：

Q2=120×200×40÷12=80 000cal/h

合計(jì)最大熱量為：Q=270 000+80 000=350 000cal/h

通過理論計(jì)算，此套系統(tǒng)可以滿足現(xiàn)場采暖及淋浴熱量需求。

4 系統(tǒng)方案及控制設(shè)計(jì)要求

4.1 系統(tǒng)可靠性要求

空氣壓縮機(jī)是煤礦、工廠生產(chǎn)中的主要?jiǎng)恿χ?，是保證煤礦、工廠正常生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。余熱利用系統(tǒng)在正常工作時(shí)僅是提取其中的熱量，不破壞空壓機(jī)原系統(tǒng)中的任何設(shè)施，確保空壓機(jī)中的所有設(shè)施與沒改造前一樣正常工作。

4.2 系統(tǒng)適應(yīng)性要求

余熱利用主機(jī)系統(tǒng)安裝簡單方便，能適合各類新建空壓機(jī)房及原有空壓機(jī)房。占用空間小，靈活機(jī)動(dòng)。

4.3 系統(tǒng)控制要求

采用先進(jìn)的高速嵌入式微處理器，性能遠(yuǎn)高于同行業(yè)中使用的單片機(jī)。主板采用SMT表面貼裝工藝，結(jié)構(gòu)緊湊，發(fā)熱量低，抗干擾能力強(qiáng)。通訊連接方式利用一條電話線即可輕松的實(shí)現(xiàn)主輔板的數(shù)據(jù)通訊，便于控制器的安裝分體。硬件具有自診斷能力，能自動(dòng)排除硬件故障，而軟件采用冗余、陷阱技術(shù)與硬件的WATCHDOG相結(jié)合，提高整體抗干擾能力。存儲(chǔ)容量大，512K的程序存儲(chǔ)容量，128K的斷電數(shù)據(jù)保存容量，用于存放參數(shù)的存儲(chǔ)芯片穩(wěn)定性好，可靠不丟失。采用大屏幕320×240高分辨率液晶觸摸屏?？娠@示16行×40列640個(gè)漢字或1280字符。通過觸摸液晶屏進(jìn)行操作，先進(jìn)的觸摸技術(shù)，觸摸屏輕觸性能好，每點(diǎn)連續(xù)輕觸摸壽命高達(dá)100萬次以上，保證整機(jī)的壽命。獨(dú)特的屏保系統(tǒng)使液晶屏壽命延長至十年以上，徹底解決液晶屏壽命問題。內(nèi)置多種參數(shù)，可供廠家出廠前選擇設(shè)定，并提供口令保護(hù)功能?？呻S時(shí)查看各點(diǎn)實(shí)際溫度，以及可能查詢開關(guān)量輸入、繼電器輸出，并可隨時(shí)修改設(shè)定溫度。還可以顯示一個(gè)小時(shí)和一天的溫度曲線?？梢圆樵儺?dāng)前故障和歷史故障。具有故障的統(tǒng)計(jì)功能，可以用來分析機(jī)器的不穩(wěn)定部分，以便加以完善。可以按故障號、故障次數(shù)和故障出現(xiàn)時(shí)間三種方式來查詢歷史故障。有遠(yuǎn)程遙控開停機(jī)、一次定時(shí)開停機(jī)器、以及每周定時(shí)開停機(jī)，每天最多可定時(shí)開停機(jī)器3次。

5 產(chǎn)生的效益

通過壓風(fēng)機(jī)余熱技術(shù)的應(yīng)用，它可以有效提高設(shè)備利用率、延長設(shè)備壽命和降低事故停機(jī)率，使各車間供暖問題得到徹底解決，設(shè)備故障率可以減少，供給井下風(fēng)流溫度可以降低，空氣壓縮機(jī)的工作效率可以得到提高。另外，還節(jié)省了用于澡塘的燃煤量，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。通過它們在技術(shù)性能、安全使用和節(jié)能降耗方面的綜合比較，顯然壓風(fēng)機(jī)余熱利用更能適應(yīng)與滿足井下煤礦生產(chǎn)的需要，為科技興礦創(chuàng)造了先決條件，與集團(tuán)公司“多上設(shè)備少上人”工作宗旨保持一致，同時(shí)深受廣大職工的稱贊，所以壓風(fēng)機(jī)余熱利用在節(jié)能方面具有推廣的意義。

[1]王曉晴.礦井回風(fēng)余熱全回收利用裝置[P].

CN201381870[專]/，2010-01-13.

[2]姚晶宏.空壓機(jī)熱能熱水機(jī)組的節(jié)能效益分析[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2010，23(3).

[3]鹿松年，王芳琳，刁乃仁.利用礦井水余熱供熱的井口防凍供暖系統(tǒng)[P].CN201460813[專]/，2010-05-12.