压风机冷却水余热回收再利用

王军领 王兴栋 李纯新

摘 要：压风系统是煤矿生产中重要的系统，压风系统需要降温，但之前的冷却水都直接排走，既浪费了水，又浪费热量，在我矿安装的压风机冷却水余热回收系统后就有效的解决了这个问题。

关键词：压风机；余热回收；循环节能充分利用

压缩空气是工业领域中应用最广泛的动力源之一。由于其具有安全、无公害、调节性能好、输送方便等诸多优点，使其在现代工业领域中应用越来越广泛。但要得到品质优良的压缩空气需要消耗大量能源。在大多数生产型企业中，压缩空气的能源消耗占全部电力消耗的10%—35%。

煤矿地面压风机采用水冷却方式，循环冷却水是提取地下矿井水，通过压风机的冷却器带走压风机工作产生的热量，排出机外，排出的冷却水温度达到40℃以上，这部分热能随之排出而浪费。

1 余热回收系统的分析利用

螺杆空压机的工作及冷却原理。螺杆空压机的工作原理是由一对相互平行啮合的阴阳转子（或称螺杆）在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，从而实现空压机的吸气、压缩和排气的全过程。这些产生的高热由空压机润滑油的加入混合成油、气蒸汽排出机体，这部分高温油、气的热量相当于空压机输入功率的25-30%，它的温度通常在80℃（冬季）—100℃（夏秋季）。

螺杆空压机冷却原理是利用热能转换原理，即用循环冷却水通过冷凝器把空压机散发的热量转换到水里，水吸收了热量后，水温就会升高，就会使空压机组的运行温度降低。

由于螺杆式空气压缩机通过其自身的散热系统来给高温高压的油、气降温的过程中，大量的热能被无端的浪费；空压机运行产生的余热，不交换掉，可引起电机高温及排气高温，不但影响空压机的使用寿命，更影响压缩空气的质量，通过现状把排放冷却水管路敷设至浴室蓄水池，此时的水温不能够直接用于职工洗澡，需经过水源热泵机组二次循环增温，节能效果不明显。经过查阅新科技，在机房增设一套余热回收系统把冷却水增温直接用于浴室淋浴供职工洗浴。

2 余热回收的安装应用

我单位对压风机内部进行改造，在原有的空压机油循环管路的基础上安装2个三通电磁阀，把循环油引出空压机外对接至余热回收系统的热交换器上，同时把风机循环冷却水的排水管路接至余热回收系统的热交换器上，根据能量交换，冷却水把高温油的温度带走，经过余热回收的循环水泵输送至安装好的30t保温水箱，再通过余热回收的电控系统，控制保温水箱的水温，当保温水箱的水温达到设置温度，水箱放水口电磁阀打开向淋浴蓄水池放水，当水箱温度达不到设置温度，水箱放水口电磁阀关闭，水箱的水经过余热回收往复循环直至达到放水温度。另敷设一路补水管路及补水水泵，当风机的内循环冷却水流量不足或保温水箱温度过高及保温水箱水位超过设定值，电控通过安装的水位、水温传感器传送的信号起动补水水泵，给余热回收补充冷却水。

具体原理如图所示，图中方格阴影部分为余热回收的水循环部分，压风机自身带有冷却系统，用水冷却，之前这部分水就排掉了，现在这部分水进入余热回收系统的水循环中，作为水源。在循环过程中出现因进水压力小等原因引起循环水水量不足时补水阀受控打開补水，循环水在保温水箱和回收系统之间不断循环，直到达到指定温度排水阀受控打开出水，油循环在热控阀1、2的控制下分两路，从油气桶出来的热油有一部分进入余热回收系统去换热，有一部分进入冷却器，经冷却器进行换热。经过冷却器和回收系统共同冷却的油进入压缩机体。

3 余热回收后实用效果

我单位使用余热回收系统后，降低了企业用热水而长期支付的经营成本。整个余热回收过程无一氧化碳、二氧化硫、黑烟和噪音、油污等对大气环境的污染。安装投入使用，只要空压机在运行，企业就随时可以提取到热水使用。可以满足员工的洗澡需求，将使员工的福利待遇得到极大的提高。使用空压机余热回收装置可降低维修成本，延长设备的更换期限。在我矿对热水系统改造完成后，将可把空压机的运行温度降低至最佳范围之内，从而降低空压机的维护成本并相对提高空压机的使用寿命。

余热回收系统在我矿已正常运行一年，没有发生大的问题，运行非常稳定，也达到了理想的效果，据统计仅余热回收一项，一月平均节约电能18000度，全年22万度，折合人币15万元左右。

参考文献：

[1]煤矿安全规程[S].2009（07）.