壓風機冷卻水余熱回收再利用

王軍領 王興棟 李純新

摘 要：壓風系統是煤礦生產中重要的系統，壓風系統需要降溫，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后就有效的解決了這個問題。

關鍵詞：壓風機；余熱回收；循環節能充分利用

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、無公害、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%。

煤礦地面壓風機采用水冷卻方式，循環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，從而實現空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。這些產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，即用循環冷卻水通過冷凝器把空壓機散發的熱量轉換到水里，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，需經過水源熱泵機組二次循環增溫，節能效果不明顯。經過查閱新科技，在機房增設一套余熱回收系統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管路的基礎上安裝2個三通電磁閥，把循環油引出空壓機外對接至余熱回收系統的熱交換器上，同時把風機循環冷卻水的排水管路接至余熱回收系統的熱交換器上，根據能量交換，冷卻水把高溫油的溫度帶走，經過余熱回收的循環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，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，水箱的水經過余熱回收往復循環直至達到放水溫度。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部分，壓風機自身帶有冷卻系統，用水冷卻，之前這部分水就排掉了，現在這部分水進入余熱回收系統的水循環中，作為水源。在循環過程中出現因進水壓力小等原因引起循環水水量不足時補水閥受控打開補水，循環水在保溫水箱和回收系統之間不斷循環，直到達到指定溫度排水閥受控打開出水，油循環在熱控閥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去換熱，有一部分進入冷卻器，經冷卻器進行換熱。經過冷卻器和回收系統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后，降低了企業用熱水而長期支付的經營成本。整個余熱回收過程無一氧化碳、二氧化硫、黑煙和噪音、油污等對大氣環境的污染。安裝投入使用，只要空壓機在運行，企業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。

余熱回收系統在我礦已正常運行一年，沒有發生大的問題，運行非常穩定，也達到了理想的效果，據統計僅余熱回收一項，一月平均節約電能18000度，全年22萬度，折合人幣15萬元左右。

參考文獻：

[1]煤礦安全規程[S].2009（07）.