空压机余热回收技术在梨园矿的应用.pdf

江西煤炭科技 J I ANGXI CoAL S CI ENCE & TE CHNOLOGY 2 0 1 4年 第 3期 N O．3 2 O 1 4 空压机余热回收技术在梨园矿的应用 蔡 秀凡 ， 李洪彪 ( 中国平 煤神马能源化工集团 梨园矿 ， 河南 平顶 山 4 6 7 5 0 0 ) 摘 要： 分析了梨园矿宁庄井空压机余热 回收 的重要性 ， 介绍 了该矿井 B L T一2 5 O w一3 2 ／ 0 ． 8型螺杆 空压机余热 回收技 术 和方案 。空压机余热 回收产 生的效益 显著 ， 有助于提高矿井综合效益 。 关键 词： 空压机 ； 余热 回收 ； 方案 ； 效果分析 中图分类 号 ： T D 4 4 3 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 6 —2 5 7 2 ( 2 0 1 4 ) 0 3 一O 0 7 8 一O 2 Pr a c t i c a l App l i c a t i o n o f W a s t e He a t Re c o v e r y Te c h n o l o g y o f Ai r Co mp r e s s o r i n Li y u a n Co l l i e r y Ca i Xi u f a n， Li Ho n g b i a o ( L i y u a n C o l l i e r y ， C h i n a P i n g me i S h e n ma E n e r g y& C h e mi c a l Gr o u p C o ． ， Lt d ， Ru z h o u ， He n a n 4 6 7 5 0 0 ) Ab s t r a c t ： By a n a l y s i s o f t he i mp o r t a n c e o f wa s t e h e a t r e c o v e r y o f a i r c o mp r e s s o r i n Ni ng z h u a n g M i n e o f Li y u a n Co l l i e r y ， t h e p a p e r i n t r o d u c e s t h e wa s t e h e a t r e c o v e r y t e c h n o l o g y a n d s o l u t i o n s o f B L T一 2 5 O W 一3 2 ／ 0 ． 8 一t y p e s c r e w a i r c o mp r e s s o r ， wh i c h i s h e l p f ul t O i mpr o v e t he c o mp r e h e n s i v e b e ne f i t s o f mi n e wi t h r e ma r k a b l e wa s t e he a t r e c o v e r y e f f e c t ． Ke y wo r d s ：a i r c o mp r e s s o r ； wa s t e h e a t r e c o v e r y ； p r o j e c t ； e f f e c t a n a l y s i s 压 风机压 缩空气 是工业 领域 中应用 广泛 的动力源 ， 其 压缩 空气的能源消耗往 往 占到企业全 部 电力消耗 的 1 O ～ 3 5 。 。在 空压 机 运 行 过程 中， 输人 电能 的 7 5 ％ ～ 8 0 转 变成热 量被直接排放 ， 只有 2 O ～2 5 ％的 电能最终 转化 为压缩空气能 ， 热 能的直 接排放不仅 造成 了资源 的浪 费 ， 也容 易引起 环境 污染 ， 若 能对这部 分热能进 行利用 ， 则 有助于提高企 业综合 效益。 。 梨 园矿宁庄井针对此情 况 ， 采用空压 机余热 回收 系统 将 热能用于 加热 生 活用 水 ， 可 满足 全矿 职 工洗 浴 供 水需 求 。通 过空压 机余 热 回收 ， 不 仅提 升 了煤 矿 企业形 象 ， 为 实现省“ 五优矿井” 的发展战略提供 了保证 ， 且 对于应 对当 前疲软的煤炭形势也有着重要的意义 。 1 空压机余热 回收 必要性 梨园矿宁庄井压 风机房 位于工业 广场 中北部 ， 共 布置 由阿特拉斯博 莱特公 司生产的 B L T一2 5 O W一3 2 ／ 0 ． 8型螺 杆压风机 3台 ， 该 型号压风 机单机 总功率 为 1 8 5 k W， 容 积 流量为 3 1 ． 5 m。 ／ ra i n ， 排气压力为 0 ． 8 MP a ， 主要满足 于井 下和地面用风 。现场发现 ， 空压机在 工作 时其循 环热 油和 排气温度高达 8 O ℃～9 5 ℃ ， 这部分热能不加以利用直 接通 过风扇和水塔排放于周围环境 和空气 中， 空压 机废热 不加 控制排放可能造成空压机高温运行 ， 长时 间运 行会 降低设 7 8 备使 用性 能和使用 寿命 ， 另外 ， 废 热 的直 接排放 还会 对 环 境造 成伤害 ， 引起温 室效应 。考虑 到现在 矿井每年 需要 消 耗 大量的原 煤用 于地面供热 ， 这些 原煤 的直接燃烧 一定 程 度 的降低 了矿井 营业 收 入 ， 同 时还 会 产生 大 量 的有 害 气 体 ， 污染环境 。鉴 于国内其他煤矿 空压机 余热 回收利用 研 究 和实践成果 ， 梨 园矿 宁庄井决定 在不影 响空压 机运行 效 果 的基础上 采用余 热回收技术对 空压机 废热进 行 回收 ， 使 这部 分废热 用以满 足职工洗浴需 求 ， 这样 不仅可 以保证 空 压机 正常运行 ， 同时 还能 实现 矿井节 能 减排 ， 有助 于提 高 矿井综合效 益 ， 为其健康 、 可持续发展奠定基础 。 2 空压 机 余 热 回收 实践 空压机余热 回收系统 工作 原理 是利 用一 定 的设备 或 措施将空压机运行过 程 中的循 环热 油和 高温 空气 通过 与 水 热交换 ， 通 过与水 的换热 实现空压机产 生 的余 热 回收并 产生热水可供生活、 生产所 用 。目前梨 园矿 宁庄井共投 入 2台空压机进行余热 回收实践 ， 空压 机余 热 回收 系统 布置 见图 1 。由图 1可知 ， 该 回收系统 主要 由空压机 、 冷热 交换 装 置、 循环 加热水 箱 、 储 水水箱 、 控制 装置 等部分 组成 ， 其 具体 工作流程为 ： 空压机循环热 油在冷热 交换器 内 由水 泵 泵入的冷却水进行冷却 ， 冷 却后 的循 环油经 油路系统 重新 喷 回空压机主机继续使用 ， 而冷却水 经冷热 交换器后 转变 为热水进入循环加热水箱 ； 当循环加 热水箱 内水 的温度 达 到设 定温度值时 ， 由水 泵泵 至用水 点处 的储 水水 箱 内， 在 循 环加热水箱内安装有液位控制器 ， 当水位低 于设定值 时 电磁阀接通开始 补水 ， 当水 位达 到设定 值 时 电磁 阀关 闭 ， 停止补水 ； 储水水 箱具有 保 温功 能 ， 由循 环加 热水 箱 流入 的水在各管路截 止 阀控制 下连 通生 活用水 点 。该 空压 机 余热 回收系统主要优 点有 ： ( 1 ) 余 热 回收系统采 用 P L C可 编程控制技术对水 温 、 液位 等变量 进行 监测 和控 制 ， 同时 l # 空压机 _ 毪 2 妇 『L B E R - 3 P j叠 B E R 一 3 P 具有定时 、 故障诊断处理 、 警报预警 等功能 ， 可保证 该余热 回收系统保持高效 工作 ； ( 2 ) 该 余 热 回收 系统 的主要 优点 是在系统运行过程 中， 无需改变 空压机运 行状态 ， 不耗 电 ， 不烧油 ， 只需投入 冷热 交换 器等 少量设 备 购置 资金 ， 即可 实现空压机余热 的 回收 利用 ； ( 3 ) 通过 余热 回收 使得 空压 机在较低温度环境下运行 ， 避免高 温运行 引起 的空 压机零 部件过速老化 和损坏 ， 有助于提 高空压机 工作效率 和延 长 使用寿命 。 补水 ： ： 板式 ． 。 换热器 — 冷却水进 冷却水 出 生活用水 能景回收循环水 信 号线 循环加热 水箱 图 1 梨园矿宁庄井空压机余热 回收 系统布 置 3 余 热回收效果分析 目前 ， 梨园矿宁庄井 2台空压 机 已经应 用在余 热系统 中， 空压 机 每天 运行 2 4小时 ， 考 虑到 7 5 ％ 的电 能转 为余 热 ， 9 5 ％的余热可 通过 空压 机余 热 回收 系统 进行 回收 ， 计 算可得该 余 热 回 收 系统 运 行 一 天 可 所 回 收 的热 量 Q一 ( 1 8 5 +1 8 5 ) 7 5 9 5 8 6 02 4 —5 4 4 1 2 2 0 k c a l 。分析 可知 ： 理论可知 1吨水上升 1 ℃所需热量 为 1 0 0 0 k c a l ， 故可 推至夏季 和 冬季 可 制 取 1吨 6 5 ℃ 热水 量分 别 为 1 0 0 0 ( 6 5 ℃ 一 2 5 ℃ )一 4 0 0 0 0 k c a l和1 0 0 0 ( 6 5 ℃ 一 5 ℃ )一 6 0 0 0 0 k c a l ， 即通过该余 热回收系统可在夏季制取 6 5 ℃热水 量 ml 一5 4 4 1 2 2 O ／ 4 0 o O 0 —1 3 6 ． 1 t ， 冬季制取 6 5 ℃热水量 12 1 z 一 4 2 7 6 6 0 8 ／ 6 O 0 0 0 —9 0 ． 7 t 。根据 现场原 煤消耗 可知 ： 环保 热能 回收实施后 ， 平 均减 少原煤 消耗量 为 4 9 6 t ／ a ， 均减 少 废气 二氧 化硫排放 1 2 t ／ a ， 二氧化 碳 1 5 6 0 t ／ a ， 按 照 当前煤 价 可增加 销售收入 约 2 2 ． 3 万元／ a 。综合分 析 ， 压风 机热能 回收在梨 园矿 宁庄井首 先应用后 ， 使空气 压缩机 达到经 济 运 行状 态 ， 不但解决 了空压机 高温 问题 ， 使设 备寿命 增加 ， 通 过一系列节能减 排措 施 的落 实 ， 降 低 了原煤 消 耗量 ， 减 轻了大气 污染程 度 ， 有 助提 高矿 井综 合效 益 ， 实 现 了梨 园 矿 宁庄井的“ 节 约 、 减排 、 增效” 理念 。 4 结 语 ■ C 生活用水 ． 葶 。P c c 水 ?池 淋浴 虏 问题 ， 有利 于提高空压机运行 性能 ， 节约大 量的原煤 消耗 ， 还能减轻空气 污染程度 ， 对于 提高矿 井综合效 益具有 重要 的意义 。空压 机余 热回收实 施后 ， 带 动梨 园矿 推进强 化环 保节 能降耗 ， 坚持 节能 与生 产并 重 ， 使 环保 节 能创 新 技术 全部达 到了 国家规 定 目标 。也真 正 的实现 了人与 自然和 谐 、 环保 建设 与生产发展相互促进 ， 具有较好 的推广价值 。 参考文献 ： 6 1 3王少波． 螺杆式空压机余热 回收技术 的应 用及节能效 益分 析 [ J ] ． 能源 与节能 ， 2 0 1 1 ， ( 9 ) ： 1 5 —1 6 ． C 2 3韩元伟 ， 梁磊． 空压 机余 热 回收节 能系 统在煤 矿 的应用 分 析C J 3 ． 中州煤炭 ， 2 0 1 2 ， ( 1 2 ) ： 4 1 —4 2 ． ( 3 ]毛宝霞 ， 赵金 明 ， 张豪． 矿用 空压机空气 系统余热 回收的应 用 C J 3 ． 中州 煤炭 ， 2 O 1 0 ， ( 8 ) ： 1 0 0 ． [ 4 3李井 民． 煤矿 企业 空 压机 热 能 回收 设计 分析 [ J ) ． 煤 矿现 代 化 ， 2 O 1 0， ( 3 )： 8 7 —8 8 ． E 5 3李淑 刚 ， 赵胜勇 ， 韩静． 煤 矿空压机 热能 回收研究 C J 3 ． 山东 煤炭科技 ， 2 0 1 2 ， ( 6 ) ： 1 3 4 —1 3 5 ． 作者简介 ： 蔡秀凡( 1 9 8 4 一 ) ， 女 ， 河南舞钢人 ， 2 0 1 0年毕业 于安 阳 工学 院机械设计制 造及其 自动化专业 ， 本科 ， 助理工程 师 ， 现在 中 国平煤神 马集 团梨 园矿从事机电设计及管理工作 。 空压机余热 回收 的实施 不仅 改善 了空 压机 高 温运 行 收稿日期： 2 o 1 4 一o 6 —1 2 编辑 ： 胡中祺 7 9 ＼一 一 一 一 箱 一 水 _ 储 __ 器 制 ～ _ _ _， 控 ：i 液