風井壓風機余熱利用研究

王 萍，吳 妍

鶴壁煤電股份有限公司總工辦，河南鶴壁 458030

1 開發背景

隨著鶴煤公司八礦開采工作面的不斷延深，井下采區用風量不斷增加，礦內壓風機運行時間日益延長，而使壓風機本身產生大量余熱，嚴重制約了壓風系統冷卻效果和降低了設備的使用壽命。考慮到風井工區洗澡用水量有限，為了解決這一現實問題，計劃對風井工區壓風機房五臺壓風機進行余熱系統節能改造。

2 開發條件

鶴煤公司八礦空壓機房現有FHOG-340W型水冷式螺桿空壓機3臺、SAV300型螺桿空壓機1臺和一臺L-60/8型活塞式空壓機；每班開啟空壓機2臺。總耗電功率約500千瓦。冷卻水泵為100D-16×3型多級單吸水泵，輸入功率為11千瓦。冷卻水現場測量溫度為進水40℃，出水50℃，溫差10℃，流量約35T/h。現場需采暖面積約為1 500m2。需淋浴人員每班約30人～40人。

經對現場仔細勘察后，確定對空壓機余熱應用設備進行了合理選型：LSRS-350型余熱利用熱水機組一套、KQL65/110-2/2型循環泵兩臺、KQL80/140-5/2型循環泵兩臺、可清洗換熱器一臺、電輔助加熱器一臺和綜合控制柜一臺[2]。其中除KQL80/140-5/2型循環泵安裝在壓風機房外，其它設備安裝于風井鍋爐房[3]。

3 參數選擇

1）選用安源熱能生產的LSRS350型空壓機余熱利用主機組主要技術參數如下：

名義制冷量200000kcal/h；

名義制熱量300000kcal/h；

名義制冷功率230kW；

名義制熱功率350kW；

額定輸入功率56kW；

電源三相380V 50Hz；

長×寬×高2800×1500×1850mm。

2）其它設備技術參數

KQL65/140-3/2型循環泵，額定流量21.6m3/h：額定揚程24m：額定功率3kW：工作電壓：380V；

KQL80/140-5/2型循環泵，額定流量43m3/h：額定揚程24m：額定功率：5.5 kW工作電壓：380V。

3）余熱利用工程技術要求

（1）采暖期每平米熱量不少于150 kcal；

（2）淋浴熱水溫度不低于60℃；

（3）每天產熱水量不低于24t。

4）負荷計算

（1）空壓機能提供的廢熱量為：

Q空=35×1 000×10=350 000cal/h

（2）采暖所需熱量按180K cal/m2計算，則：

Q1=1 500×180=270 000 cal/h

（3）淋浴熱水所需熱量（每班40人約120人，每天開機12小時計算）為：

Q2=120×200×40÷12=80 000cal/h

合計最大熱量為：Q=270 000+80 000=350 000cal/h

通過理論計算，此套系統可以滿足現場采暖及淋浴熱量需求。

4 系統方案及控制設計要求

4.1 系統可靠性要求

空氣壓縮機是煤礦、工廠生產中的主要動力之一，是保證煤礦、工廠正常生產的關鍵設備。余熱利用系統在正常工作時僅是提取其中的熱量，不破壞空壓機原系統中的任何設施，確保空壓機中的所有設施與沒改造前一樣正常工作。

4.2 系統適應性要求

余熱利用主機系統安裝簡單方便，能適合各類新建空壓機房及原有空壓機房。占用空間小，靈活機動。

4.3 系統控制要求

采用先進的高速嵌入式微處理器，性能遠高于同行業中使用的單片機。主板采用SMT表面貼裝工藝，結構緊湊，發熱量低，抗干擾能力強。通訊連接方式利用一條電話線即可輕松的實現主輔板的數據通訊，便于控制器的安裝分體。硬件具有自診斷能力，能自動排除硬件故障，而軟件采用冗余、陷阱技術與硬件的WATCHDOG相結合，提高整體抗干擾能力。存儲容量大，512K的程序存儲容量，128K的斷電數據保存容量，用于存放參數的存儲芯片穩定性好，可靠不丟失。采用大屏幕320×240高分辨率液晶觸摸屏。可顯示16行×40列640個漢字或1280字符。通過觸摸液晶屏進行操作，先進的觸摸技術，觸摸屏輕觸性能好，每點連續輕觸摸壽命高達100萬次以上，保證整機的壽命。獨特的屏保系統使液晶屏壽命延長至十年以上，徹底解決液晶屏壽命問題。內置多種參數，可供廠家出廠前選擇設定，并提供口令保護功能。可隨時查看各點實際溫度，以及可能查詢開關量輸入、繼電器輸出，并可隨時修改設定溫度。還可以顯示一個小時和一天的溫度曲線。可以查詢當前故障和歷史故障。具有故障的統計功能，可以用來分析機器的不穩定部分，以便加以完善。可以按故障號、故障次數和故障出現時間三種方式來查詢歷史故障。有遠程遙控開停機、一次定時開停機器、以及每周定時開停機，每天最多可定時開停機器3次。

5 產生的效益

通過壓風機余熱技術的應用，它可以有效提高設備利用率、延長設備壽命和降低事故停機率，使各車間供暖問題得到徹底解決，設備故障率可以減少，供給井下風流溫度可以降低，空氣壓縮機的工作效率可以得到提高。另外，還節省了用于澡塘的燃煤量，從而達到節能降耗的目的。通過它們在技術性能、安全使用和節能降耗方面的綜合比較，顯然壓風機余熱利用更能適應與滿足井下煤礦生產的需要，為科技興礦創造了先決條件，與集團公司“多上設備少上人”工作宗旨保持一致，同時深受廣大職工的稱贊，所以壓風機余熱利用在節能方面具有推廣的意義。

[1]王曉晴.礦井回風余熱全回收利用裝置[P].

CN201381870[專]/，2010-01-13.

[2]姚晶宏.空壓機熱能熱水機組的節能效益分析[J].科技創業月刊，2010，23(3).

[3]鹿松年，王芳琳，刁乃仁.利用礦井水余熱供熱的井口防凍供暖系統[P].CN201460813[專]/，2010-05-12.