淺析大眾煤礦空壓機余熱環保利用及節能效益

袁曉曉

【摘 要】 空壓機余熱的利用不僅可以改善空壓機本身的工作性能，而且可以變廢為寶，節省能源，減少污染物排放。本文通過對大眾煤礦空壓機余熱利用系統的技術原理和工作原理進行分析研究，并對項目節能經濟效益進行分析，結果顯示改造項目不僅可以改善空壓機的工作性能，而且具有良好的經濟性和節能性。

【關鍵詞】 空壓機余熱 經濟效益 環保利用 節能分析

針對燃煤鍋爐停用后職工澡堂熱水無法正常供應問題，利用空壓機余熱和空余蒸氣產生的效能供應熱水，保障了全天正常供應職工洗澡熱水，減少了購買環保熱水產生的費用，而且有效利用了空壓機余熱和空余蒸氣的效能，同時減少了大氣污染排放，確保公司環保達標。

1基本情況

壓縮空氣是工業領域中應用最廣泛的動力源之一。由于其具有安全、調節性能好、輸送方便等諸多優點，使其在現代工業領域中應用越來越廣泛。但要得到品質優良的壓縮空氣需要消耗大量能源。在大多數生產型企業中，壓縮空氣的能源消耗占全部電力消耗的10%―35%。壓縮熱消耗的能量占機組運行功率的85%，通常這部分能量通過機組的風冷或水冷系統交換到大氣當中。所以壓縮機的熱回收是持續降低空氣系統損耗，提高客戶生產力的必要手段。通過余熱回收系統設備，可以大量利用空壓機運行過程中產生的熱能，并將回收的熱能用于煤礦職工澡堂用水加熱，達到節約能源、降低成本的目的。并能夠實現為企業的壓縮空氣系統降低10%―50%的電力消耗，為企業帶來有價值的利用空間。

2大眾煤礦空壓機余熱回收利用項目實施前后的技術原理和工作原理分析

2.1空壓機余熱回收項目改造前澡堂供熱水流程及空壓機工作流程。澡堂供熱水流程：大眾煤礦洗澡用水量每天在160噸左右，洗澡用水分為兩方面，一方面是淋浴，一方面是浴池，淋浴供水和浴池供水分為兩路供水。淋浴供水為兩個水池供水，其中一個為冷水箱，一個為熱水箱，熱水箱水加熱由鍋爐房鍋爐產生的蒸汽提供，水來自冷水箱，淋浴用水利用水箱到澡堂的自然落差，未安裝增壓泵，供水壓力大約在2bar左右。有調節水閥調節溫度，實際使用溫度約為40℃左右。浴池供水來自澡堂冷水管路，用水時，人工將水池打滿，打開蒸汽，蒸汽將水溫加熱至45℃左右，供工人泡澡使用。

螺桿式空氣壓縮機工作流程：空氣通過進氣過濾器將大氣中的灰塵或雜質濾除后，由進氣控制閥進入壓縮機主機，在壓縮過程中與噴入的冷卻潤滑油混合，經壓縮后的混合氣體從壓縮腔排入油氣分離罐，從而分別得到高溫高壓的油、氣。由于機器工作溫度的要求，這些高溫高壓的油、氣必須送入各自的冷卻系統，其中壓縮空氣經冷卻器冷卻后，最后送入使用系統;而高溫高壓的潤滑油經冷卻器冷卻后，返回油路進入下一輪循環。

2.2空壓機余熱回收項目改造后工作流程。空壓機余熱裝置供澡堂熱水工藝流程：首先冷水經過澡堂廢水余熱回收器與澡堂廢水進行換熱，以提高空壓機余熱回收裝置的進水溫度;之后由加壓泵進入空壓機余熱回收裝置內（或冷水直接進入空壓機余熱回收裝置內）與空壓機的高溫潤滑油進行熱交換產生熱水，進入熱水箱;最后由水泵供往淋浴或浴池。另安裝有空氣源熱泵作為輔助熱源，當空壓機開機率低，余熱資源經利用產生的熱水量不能滿足澡堂用水時，啟動空氣源熱泵產生熱水進入熱水箱供澡堂用水。

2.3空壓機能量分布和熱回收工作原理研究。對于噴油螺桿壓縮機，大約72%的能源消耗在熱油回路，熱能回收裝置正是為了在對壓縮機性能不產生任何負面影響的前提下，以熱水或溫水的形式回收以上絕大部分的熱能，回收率可達實際輸入軸功率的70%左右。

2.4空壓機余熱利用裝置結構。空壓機余熱利用裝置為完整成熟的成果，在歐美等國家早已廣泛使用，其設計原理采用了雙回路溫控回路，在保證熱回收效率最大化的同時，也使設備的油溫控制在正常合理的范圍，保障了設備的正常運行，對空壓機不會產生任何負面影響。該能量回收系統包括：油/水熱交換器，能量回收溫控閥（非標配，可選項），油溫控制閥，用于監控進、出水水溫的溫度傳感器，常規旁路系統，用于關閉能量回收系統，必要的管道、支架及螺栓等，另外為切實體現節能效果，可在熱水管道上加裝能量表。

2.5實施計劃與效果。項目實施后，空壓機運行產生的余熱，被系統及時交換掉，有效的降低了電機、機組溫度及排氣溫度，延長了空壓機及機身零部件的使用壽命，保證了機組及后處理供風的安全運轉。熱回收系統安裝以后避免了冷卻系統直接將熱量排放，節省了能源，減少了熱污染。

3大眾煤礦空壓機余熱環保利用及節能效益分析

3.1保障了職工全天洗澡熱水的正常供應，為井下生產提供后勤保障服務;

3.2利用空壓機余熱產生的熱水通過管道輸送到兩個儲水罐中供職工洗澡，解決了燃煤鍋爐停用后澡堂無法正常供水的難題;

3.3空壓機全天可產生約100噸40℃的熱水，而職工澡堂全天用量約需160噸40℃的熱水，根據實際需求量每天仍有約60噸的用水缺口，根據市場上供應的環保熱水按27.3元/噸，每天費用約需1638元，僅冬季用熱水高溫峰期4個月計算，此項費用約需20萬元，通過新增管道將供氣時段的空余蒸氣輸入到儲水罐中對水進行持續加溫后加兌涼水，不僅可滿足職工澡堂用水需求，僅冬季四個月就可節省20萬元費用;

3.4有效的利用了空壓機余熱和空余蒸氣產生的熱效能。

3.5減少大氣污染排放，確保公司環保達標;

3.6在澡堂值班室安裝水、氣兩個可控制閥門，澡堂管理員根據實際水溫需要可隨時兌氣加水，與以往相比大大減少了澡堂管理員勞動強度，鑒于澡堂管理員勞動強度較以前有所減少，對人員數量進行了適當減少，降低了人力成本。

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