壓風(fēng)系統(tǒng)余熱利用和效益分析

田芳

摘 要 文章對新三礦壓風(fēng)機的運行方式實施改造，使其由井下運行改為地面運行，通過改造消除了壓風(fēng)機在井下運行的安全隱患，并實現(xiàn)了機組余熱的綜合利用。

關(guān)鍵詞 煤礦 壓風(fēng)機 改造 余熱利用

中圖分類號：TD443 文獻標(biāo)識碼：A

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》及集團公司要求，我礦壓風(fēng)機需由井下運行改為地面運行。針對該要求實施具體改造方案，本方案的中心內(nèi)容為將空壓機由井下移至地面，取消井下空壓機；同時壓風(fēng)機升井后實現(xiàn)空壓機余熱綜合利用。

1現(xiàn)狀

新三礦全礦共有礦用防爆螺桿移動水冷式空壓機7臺，分別安裝在井上、下的4個壓風(fēng)機房內(nèi)，其中井下5臺用于生產(chǎn)，井上2臺用于壓風(fēng)自救系統(tǒng)。

2改造的必要性

（1）壓風(fēng)機安裝在井下，存在著火災(zāi)等諸多隱患，為消除隱患，提高安全生產(chǎn)的可靠性，需將壓風(fēng)機升井安裝在地面。

（2）空壓機升井后，減少了由此而必須的井下人員數(shù)量，從安全上減少了人員隱患。

（3）空壓機升井后，礦井不再排放空壓機的冷卻水，從而減少了礦井的排水量，有利用減輕礦井排水泵的運行時間，節(jié)省排水電耗。

（4）空壓機安裝在地面，可實現(xiàn)余熱及水的綜合利用，一方面減少了水資源的消耗量，另一方面節(jié)省了加工熱水所需的電能消耗。

3改造內(nèi)容

（1）在地面新建一座面積為104平方米的輕鋼結(jié)構(gòu)壓風(fēng)機房，集中安裝5臺螺桿水冷式空氣壓縮機（型號為MLG-30.4/8-185G，電機功率為185KW），以實現(xiàn)礦井壓風(fēng)機升井。

（2）對壓風(fēng)機的余熱進行收集，用于職工洗浴熱水的供應(yīng)。

第一部分：壓風(fēng)機升井改造主要內(nèi)容：

（1）機房土建工程：

①壓風(fēng)機房外圍尺寸為長16m，寬 6.5m，高5m，砼地面預(yù)留水溝和電纜溝，機房四壁及屋頂消音處理；設(shè)五個設(shè)備門（凈寬1.6m，凈高2.2m卷閘門）、一個員工門。每個設(shè)備出入門正中水平鋪設(shè)軌道4m。機房門前鋪地面39.6 m2與已有的砼路面對接，作為設(shè)備進出平臺。機房東側(cè)建面積10m2值班室一個，值班室設(shè)兩個門，一個門通機房，另一門通室外。

②新機房南墻安裝5個塑鋼窗，北墻設(shè)強制通風(fēng)機一個。

機房采用輕鋼結(jié)構(gòu)，機房四壁地坪起1.5m內(nèi)為磚混，往上至頂采用阻燃保溫板（含房頂）。

（2）管路安裝：

①壓風(fēng)管路：自壓風(fēng)機房至壓風(fēng)鉆孔安裝D150鋼管計150m，4寸鋼管15m，安裝Dg100閥門6個，Dg150閥門1個；-3.5水平至-390水平改造D325排水管路2040m，安裝Dg150閥門一個；-390水平大巷鋪設(shè)6寸鋼管460m，Dg150閥門1個。

②冷卻水管路：鋪設(shè)4寸鋼管420米，2寸鋼管50米，安裝D100閥門4個，D50閥門11個，實現(xiàn)機房內(nèi)冷卻水分兩段運行。

（3）供電安裝：

①壓風(fēng)機房電源分別來自地面變電所和瓦斯抽放站，形成壓風(fēng)機雙回路供電，總需35mm2高壓電纜1950m。

②安裝兩臺630KvA移變，作為空壓機雙回路動力電源送至空壓機房；機房內(nèi)安裝3臺630A饋電開關(guān)，5臺200A饋電開關(guān)，作為兩路總切、一臺聯(lián)絡(luò)和5臺空壓機的分切開關(guān)；另安裝磁力起動器5臺，用以控制冷卻水泵。

第二部分：壓風(fēng)機余熱利用改造主要內(nèi)容：

（1）每臺空壓機增加一臺SUS316超級導(dǎo)熱不銹鋼換熱器，該換熱器通過管路及閥門組與空壓機原冷卻器并聯(lián)使用，相互獨立運行，互不影響，可實現(xiàn)余熱回收或不回收的隨機轉(zhuǎn)換。

（2）過濾式水凈化設(shè)備，用于凈化水質(zhì)，減少結(jié)垢，延長換熱器壽命，避免閥門及管路塞堵。

（3）循環(huán)水箱、管路、閥門及泵組，用于實現(xiàn)水的循壞加熱及利用。

（4）PLC智能集中控制系統(tǒng)及傳感器，用于空壓機余熱利用系統(tǒng)的可靠運行，冷水、熱水的自動補償和提取。

（5）末端安裝風(fēng)機盤管與智能控制柜，實現(xiàn)余熱綜合利用。

4社會效益和經(jīng)濟效益分析

（1）減少礦井排水電耗：根據(jù)統(tǒng)計計算，空壓機在井下運行時，每分鐘向大巷排水0.12m3，按噸水百米電耗0.5元計，壓風(fēng)機改到地面后，全年可減少排水電耗0.5.120465.54=17.5萬元。

（2）減少運行成本。空壓機的每月所需的6名直接維護及運行人員由井下工種轉(zhuǎn)為地面工種，每月可節(jié)省工資性支出計0.6萬元，年可節(jié)省工資性支出7.2萬元。

（3）實現(xiàn)余熱綜合利用后，每年節(jié)省制熱水的直接電費75.8萬元。

（4）新三礦實施壓風(fēng)系統(tǒng)改造需投入資金142.5萬元。

（5）投資回報期：按以上計算，新三礦壓風(fēng)系統(tǒng)改造的投資回報期為142.5/（17.5+7.2+75.8）≈1.4年。即設(shè)備正式投入運行后，16～17個月可收回投資。

參考文獻

[1] 李志強.超化煤礦壓風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造設(shè)計[J].煤炭工程，2012.

[2] 王顏偉.煤礦井下壓風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計[J].煤礦機械，2015.