空氣壓縮機余熱利用技術(shù)與恒溫恒壓淋浴供水系統(tǒng)聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)研究

趙昌波

[摘 要]《內(nèi)蒙古福城礦業(yè)有限公司空氣壓縮機余熱利用技術(shù)與恒溫恒壓淋浴供水系統(tǒng)聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)研究》》項目的研究工作是從2015年1月開始至2015年11月結(jié)束的，歷時11個月的時間。整個研究工作包括：調(diào)查和收集資料，整理分析論證，制定研究大綱，研究制定實施方案，現(xiàn)場應(yīng)用研究，總結(jié)研究成果和編制鑒定報告等。

[關(guān)鍵詞]空氣壓縮機 余熱利用 恒溫恒壓 技術(shù)研究

中圖分類號：TN02 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）25-0132-01

一、項目所在位置及概況

1、地理位置

福城井田位于內(nèi)蒙古自治區(qū)與寧夏回族自治區(qū)交界處內(nèi)蒙古境內(nèi)，以福城為界線，行政區(qū)劃隸屬內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市鄂托克前旗上海廟鎮(zhèn)管轄。井田內(nèi)多為固定～半固定沙丘，通行條件較差，僅局部地段可通行汽車。井田位于鄂托克前旗北西約90㎞，西距銀川市40㎞，北距烏海市220㎞，南距青（島）～銀（川）高速公路約9㎞，銀川～鄂前旗公路從井田中間通過，交通比較方便。

2、項目概況

（1）長城二礦職工洗浴熱水來源，采用太陽能和蒸汽聯(lián)合提供方式。夏季淋浴盡量使用太陽能，在太陽能能力不足和陰天的情況下，使用蒸汽加熱熱水。特別是采暖季，由于氣溫低、日照時間段，太陽能產(chǎn)水量低，主要依靠蒸汽加熱；池浴用水在四季全部使用蒸汽加熱。根據(jù)我單位實際情況，在冊員工1800人，礦井改擴建完成后約為3000人洗浴，工作方式采用三八制，按照最大班（早班）1000人計算，淋浴198m3，池浴156m3，每天需水總量為354m3（熱水）。

（2）現(xiàn)有運行方式，采暖季使用蒸汽加熱，由于冬季不是完全給浴室供蒸汽，不能以單臺鍋爐全部運行為主。采暖期按照6個月計算，1977.78×182=54.20萬元。非采暖期我單位使用的為20T DZL型蒸汽熱水鍋爐的鍋爐（按50℃溫升計算）非采暖季每年鍋爐的綜合運行費用為73.2萬元，每年需投入127.4萬元鍋爐運行費用制備職工洗浴熱水，這還不包括占用崗位工的費用。

（3）長城二礦現(xiàn)有壓風(fēng)機7臺（4用3備），功率220KW的3臺，4臺280KW，共計1720kw。根據(jù)美國能源署統(tǒng)計，壓縮機在運行時，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部分約為20%，另外80%的電能轉(zhuǎn)化為熱量，通過風(fēng)冷或者水冷的方式排放到空氣中。這些“多余”的熱量被排放到空氣中，這些熱量被白白浪費掉了。

（4）我單位2015年3月份恒溫恒壓設(shè)備安裝完成投入試運行，機組運行良好，沒有因設(shè)備故障原因而出現(xiàn)非停事故。淋浴用水量為80m3/d，池浴暫時使用蒸汽加熱。

2015年8月份余熱回收設(shè)備安裝完成投入試運行，機組運行良好，空壓機冷卻風(fēng)扇開啟時間減少，鍋爐和電加熱等制熱設(shè)備全部停止運行。余熱回收機組投入運行以后每天使用水量平均170m3，原每天使用水量平均300m3，節(jié)水量為130m3/d。

二、項目研究的目的

2013年9月10日，國務(wù)院印發(fā)《大氣污染防治行動計劃》（國發(fā)〔2013〕37號），文件中規(guī)定，到2017年，地級及以上城市建成區(qū)基本淘汰每小時10蒸噸及以下的燃煤鍋爐，禁止新建每小時20蒸噸以下的燃煤鍋爐，淘汰小燃煤鍋爐勢在必行。

國內(nèi)工業(yè)余熱回收利用是十分普遍的，而壓風(fēng)機余熱利用是其中的一種.它是利用壓風(fēng)機本身產(chǎn)生的熱量作為熱源的集中供熱方式與其它耗能設(shè)備（如瓦斯發(fā)電機、加熱鍋爐等）一樣，都只利用了熱能中的一小部分.回收一部分本來廢棄不用的工業(yè)余熱進行集中供熱，能節(jié)約一次能源，提高經(jīng)濟效益和減少污染，從而使設(shè)備達到了節(jié)能、高效的目的。但壓風(fēng)余熱利用與恒溫恒壓供水系統(tǒng)聯(lián)合布置尚未有先例，本方案的研究，可為能源的有效利用，節(jié)能減排，浴室供熱、水源節(jié)約方面提供借鑒。

利用壓風(fēng)機余熱回收設(shè)備（輔助空氣熱能泵）制取充足的洗浴熱水，為職工提供舒適的洗浴環(huán)境，采用壓風(fēng)余熱轉(zhuǎn)換替代蒸汽加熱，減少設(shè)備運行成本和污染物的排放，提高設(shè)備壽命。借助恒溫恒壓供水系統(tǒng)，改變洗浴供水模式，實現(xiàn)節(jié)水洗浴，為類似礦井的洗浴熱水與節(jié)水設(shè)計提供可借鑒的技術(shù)和經(jīng)驗。

三、實驗方法：

1、選擇采用調(diào)研學(xué)習(xí)的方式到趙官能源、濟陽能源查看余熱回收設(shè)備使用及運行情況。

2、到邯鄲石家莊圣啟科技有限公司調(diào)研皮革廠恒溫水制備技術(shù)，找專業(yè)設(shè)計院設(shè)計恒壓循環(huán)供水管道運行方式，從20123年開始在浴室二樓進行實驗恒溫恒壓技術(shù)制水供水技術(shù)實驗。

3、調(diào)研洗浴中心關(guān)于IC卡插卡取水控水系統(tǒng)的使用情況，利用虛擬免費充值與超量現(xiàn)金充值相結(jié)合方式，提高職工的節(jié)水意識。

4、利用科學(xué)的數(shù)據(jù)分析余熱回收效率，熱水產(chǎn)量、恒溫制水穩(wěn)定性、恒壓供水的可靠性等方面關(guān)鍵技術(shù)問題。系統(tǒng)的剖析節(jié)水效益、節(jié)能效益、環(huán)保效益，實現(xiàn)真正的清潔生產(chǎn)。

四、技術(shù)路線

首先，對目前國內(nèi)特別是煤礦企業(yè)節(jié)能項目建設(shè)及應(yīng)用取得的成績進行全面調(diào)查研究，摸清現(xiàn)狀。

在調(diào)查研究，摸清現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對各種熱水源、及熱水源的效率、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性、運行原理工藝等主要因素進行認(rèn)真細(xì)致地分析研究，結(jié)合現(xiàn)場實際，借鑒國內(nèi)外成熟的先進技術(shù)和成功經(jīng)驗，編制科學(xué)合理、先進可行的施工設(shè)計和施工方案。選擇可以同時回收熱油和廢氣溫度的空氣壓縮機余熱回收設(shè)備，組合太陽和空氣源熱泵輔助方式制備熱水；采用聯(lián)動溫感、壓力變化傳輸和液位變化傳輸控制，根據(jù)溫度、液位和壓力的變化，按照先后順序投用輔助熱源。利用制備的熱水并聯(lián)恒溫恒壓制水、供水循環(huán)裝置實現(xiàn)恒溫恒壓供水循環(huán)，減少職工的洗浴配水時間，實現(xiàn)節(jié)水應(yīng)用；職工通過虛擬充值刷卡洗浴，提高職工的節(jié)水意識。組合空氣壓縮機余熱回收與太陽能兩種清潔熱源與恒溫恒壓循環(huán)淋浴供水并聯(lián)方式，該項目的節(jié)能、節(jié)水、安全穩(wěn)定性、經(jīng)濟性等要素進行研究試驗驗證。

在該項目實施之前，去趙官能源、濟陽能源和新巨龍公司調(diào)研職工洗浴供熱方式及相關(guān)的節(jié)能改造工程。其中趙官能源使用回收的空氣壓縮機余熱作為井口防凍熱源；濟陽能源使用壓風(fēng)余熱和水源熱泵組合的方式作為洗浴熱源；新巨龍公司借助其特有的、充足的地?zé)釛l件完全使用水源熱泵作為洗浴熱源、井口防凍和廠區(qū)供熱熱源。同時我單位調(diào)研民營企業(yè)的節(jié)水項目，使用恒溫恒壓供水不僅水量大，而且水量損失較少，特別是石家莊圣啟公司開發(fā)的恒溫制水設(shè)備，制水穩(wěn)定性好，在水量一定的情況下，增大壓力后使用效果極好。

因此在我單位結(jié)合本地區(qū)特有的環(huán)境，從節(jié)能、節(jié)水方面考慮，組合采用空氣壓縮機余熱回收系統(tǒng)和太陽能熱水制備系統(tǒng)，輔助空氣源熱泵的方式制備熱水；同時并聯(lián)恒溫恒壓制水供水循環(huán)系統(tǒng)和IC控水器刷卡洗浴系統(tǒng)，進行節(jié)水改造，達到職工洗浴節(jié)水的目的。使我單位職工洗浴方式達到節(jié)能、清潔生產(chǎn)、節(jié)水和節(jié)水基礎(chǔ)上增加節(jié)能量的效果。全面提高能源的利用效率，特別是太陽能和空氣壓縮機余熱的全部高效利用。在空氣壓縮機余熱交換的過程中研究使用反滲透純凈水，解決本地區(qū)水質(zhì)堿性強，腐蝕性大等一系列問題。取得了較好的成績。