壓風機冷卻水余熱回收再利用

王軍領 王興棟 李純新

摘 要：壓風系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)中重要的系統(tǒng)，壓風系統(tǒng)需要降溫，但之前的冷卻水都直接排走，既浪費了水，又浪費熱量，在我礦安裝的壓風機冷卻水余熱回收系統(tǒng)后就有效的解決了這個問題。

關鍵詞：壓風機；余熱回收；循環(huán)節(jié)能充分利用

壓縮空氣是工業(yè)領域中應用最廣泛的動力源之一。由于其具有安全、無公害、調節(jié)性能好、輸送方便等諸多優(yōu)點，使其在現(xiàn)代工業(yè)領域中應用越來越廣泛。但要得到品質優(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%。

煤礦地面壓風機采用水冷卻方式，循環(huán)冷卻水是提取地下礦井水，通過壓風機的冷卻器帶走壓風機工作產(chǎn)生的熱量，排出機外，排出的冷卻水溫度達到40℃以上，這部分熱能隨之排出而浪費。

1 余熱回收系統(tǒng)的分析利用

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

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

由于螺桿式空氣壓縮機通過其自身的散熱系統(tǒng)來給高溫高壓的油、氣降溫的過程中，大量的熱能被無端的浪費；空壓機運行產(chǎn)生的余熱，不交換掉，可引起電機高溫及排氣高溫，不但影響空壓機的使用壽命，更影響壓縮空氣的質量，通過現(xiàn)狀把排放冷卻水管路敷設至浴室蓄水池，此時的水溫不能夠直接用于職工洗澡，需經(jīng)過水源熱泵機組二次循環(huán)增溫，節(jié)能效果不明顯。經(jīng)過查閱新科技，在機房增設一套余熱回收系統(tǒng)把冷卻水增溫直接用于浴室淋浴供職工洗浴。

2 余熱回收的安裝應用

我單位對壓風機內部進行改造，在原有的空壓機油循環(huán)管路的基礎上安裝2個三通電磁閥，把循環(huán)油引出空壓機外對接至余熱回收系統(tǒng)的熱交換器上，同時把風機循環(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，再通過余熱回收的電控系統(tǒng)，控制保溫水箱的水溫，當保溫水箱的水溫達到設置溫度，水箱放水口電磁閥打開向淋浴蓄水池放水，當水箱溫度達不到設置溫度，水箱放水口電磁閥關閉，水箱的水經(jīng)過余熱回收往復循環(huán)直至達到放水溫度。另敷設一路補水管路及補水水泵，當風機的內循環(huán)冷卻水流量不足或保溫水箱溫度過高及保溫水箱水位超過設定值，電控通過安裝的水位、水溫傳感器傳送的信號起動補水水泵，給余熱回收補充冷卻水。

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，壓風機自身帶有冷卻系統(tǒng)，用水冷卻，之前這部分水就排掉了，現(xiàn)在這部分水進入余熱回收系統(tǒng)的水循環(huán)中，作為水源。在循環(huán)過程中出現(xiàn)因進水壓力小等原因引起循環(huán)水水量不足時補水閥受控打開補水，循環(huán)水在保溫水箱和回收系統(tǒng)之間不斷循環(huán)，直到達到指定溫度排水閥受控打開出水，油循環(huán)在熱控閥1、2的控制下分兩路，從油氣桶出來的熱油有一部分進入余熱回收系統(tǒng)去換熱，有一部分進入冷卻器，經(jīng)冷卻器進行換熱。經(jīng)過冷卻器和回收系統(tǒng)共同冷卻的油進入壓縮機體。

3 余熱回收后實用效果

我單位使用余熱回收系統(tǒng)后，降低了企業(yè)用熱水而長期支付的經(jīng)營成本。整個余熱回收過程無一氧化碳、二氧化硫、黑煙和噪音、油污等對大氣環(huán)境的污染。安裝投入使用，只要空壓機在運行，企業(yè)就隨時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。使用空壓機余熱回收裝置可降低維修成本，延長設備的更換期限。在我礦對熱水系統(tǒng)改造完成后，將可把空壓機的運行溫度降低至最佳范圍之內，從而降低空壓機的維護成本并相對提高空壓機的使用壽命。

余熱回收系統(tǒng)在我礦已正常運行一年，沒有發(fā)生大的問題，運行非常穩(wěn)定，也達到了理想的效果，據(jù)統(tǒng)計僅余熱回收一項，一月平均節(jié)約電能18000度，全年22萬度，折合人幣15萬元左右。

參考文獻：

[1]煤礦安全規(guī)程[S].2009（07）.