空壓機余熱回收節能技術在黃金礦山的改造應用

（山東黃金礦業（萊州）有限公司焦家金礦，山東 萊州 261400）

一般情況下，空壓機有一部分會被安置在黃金礦山的硐內部，而且大部分的空壓機都是活塞式空氣壓縮機，經過長時間的工作，經常會因為冷卻裝置失效或是根本就沒有安裝而造成機器內產生大量的一氧化碳，從而經過內部的管道傳送到鑿巖工作面，一旦這樣就會對內部正在進行工作的人員產生中毒危害，嚴重者會危及生命。只有對空壓機配置專門的冷卻系統，還要隨時對溫度進行自動監測，控制空氣出口的溫度，更換新型的空壓機，采用大型螺旋式空壓機等。因為空壓機在使用的期間，會因為內部的運行系統而產生大量的熱量，由此以來便會使得機器壓縮的效率有所降低，所以必須要通過風冷或是水冷對散熱系統進行降溫，幫助熱量進行揮發，不過這種降溫的方法會浪費大量的能源，為了減少能源的消耗，應該合理的對空壓機余熱回收節能技術進行改造，以此來加強該技術在黃金礦山中的應用[1]。

1 空壓機余熱回收節能技術在黃金礦山中的改造內容

在對其改造的內容上，大致分為六小部分。一就是對空壓機余熱系統進行置換，在此方面可以選擇原空壓機散熱系統，并對其安裝余熱回收器，連接上雙螺旋空氣壓縮機，從而回收余熱資源。二就是對控制系統進行改造，主要就是選取自動化電氣控制系統，保證可以即時的顯示系統的各項參數。三是要對其安裝保溫的水箱，有利于空壓機中回收熱水的蓄能裝置。四則是需要給熱水提供恒壓供水系統。五就是還要對空壓機余熱回收系統加入定時除垢污的性能，防止系統管道內產生垢污，以此來確保換熱的功效。最后一部分就是要對所有的熱轉換設備以及傳熱的系統和蓄熱設備提前做好保溫的有效措施，這樣可以大大的減少熱量的流失。

1.1 關于原空壓機冷卻的原理分析

圖1 原空壓機冷卻原理示意圖

噴油螺桿風冷式空壓機在長期運轉的期間，會將自身產生的電能轉變為機械能，然后最終通過機械能再轉變為氣壓能。在使該機器壓縮空氣的期間，體積越小，就會讓空氣里的熱能濃縮引起的壓縮空氣溫度升高，與此同時壓縮機螺桿經過運轉后所產生的熱量會跟著空壓機自身的潤滑油氣混合物而向外排出。而這些熱量，相當于空壓機功率的百分之九十之上，冷卻前的排氣溫度一般在80℃～100℃。因為機器在運行的整個過程中，對于溫度的要求控制十分嚴格，所以必須要利用冷卻系統對熱量進行排放[2]。原理如圖1所示。

圖2 改造后空壓機余熱的原理

1.2 關于改造后空壓機余熱回收的基本原理分析

隨著對金礦開采工程的延伸，活塞式空氣壓縮機在20世紀80年代就被得到了普遍的應用，但是因為該設備的工作噪聲太大，體積所占的空間也比較大，還需要專業人員對其進行維護，而且部分的空壓機一般都會安置在硐內，所以面臨的一些危險因素也比較高。而大型螺桿式空壓機的出現不但產生的噪音比較低，而且工作的效率也是比較高，并且需要維護的費用也比較小。這些優點是活塞式空氣壓縮機不可比擬的。所以現在越來越多的大型螺桿式空壓機逐漸的取代了傳統是的空壓機[3]。

空壓機余熱回收具體就是根據熱能轉換的基本原理，以此來把空壓機所散發出來的熱量轉換到水中，然后通過水去對這些熱量進行吸收，從而保證減少空壓機運行中的溫度。該方法具體就是利用了空壓機的余熱然后將水溫進行加高從而進行再次利用的目的。這種技術還可以不用消耗任何額外的能源就可以對余熱進行再次利用，可以起到非常好的節能減排效果，所以也被稱作為節能技術。

2 空壓機余熱回收系統的組成和作用

空壓機余熱回收系統主要就是包含了供熱、補水以及電氣自動控制這三個系統，改造后的空壓機余熱回收系統基本原理大致如圖2所示。

首先就是在對空壓機的余熱回收器方面，改造后的空壓機是采用了高性能的導熱材料，以及降低空氣阻力等很多項的新技術，并且對水和油進行了密封，有效的解決了所面對的一些技術難題[4]。再者就是在供熱系統這方面，當恒壓供水系統中的保溫水箱儲水到達一定的限值之后，就會啟動該系統，經過系統處理后供工業熱水用。在補水系統這方面則是根據余熱回收器的功能，因為余熱回收器是一個系統，所以在對空壓機啟動的時候，只要啟動任意一臺就可以對所有的空壓機進行油溫檢測，當油溫到達指定的條件之后就會進行熱交換。

電氣控制系統則是有兩種方式，那就是手動控制和自動控制兩種。電氣自動控制又被叫做PLC控制系統，其主要就是根據以往的順序控制器進行引入新科技，從而形成的新型控制裝置，PLC是屬于一種可編程序的控制器。可以利用該系統中的動態軟件去對水溫以及其他的各項參數進行了解，并可以通過PLC技術進行自動控制[5]。保溫水箱則是利用儲存空壓機所擁有的余熱進行回收產生的熱水，因為水的泡發性，所以在水箱的內層采用了304不銹鋼板，所以也叫不銹鋼保溫水箱。一般來說在常溫的二十四小時之內使用聚氨酯整體發泡的不銹鋼保溫水箱可以有效的降溫3攝氏度之內。

3 結論

伴隨著空壓機余熱回收節能技術在黃金礦山應用越來越廣，對空壓機余熱技術的改造也變的十分重要，改造后的余熱技術可以有效的對能源進行再次利用，并且減少了對于廢棄物的排放，在對該技術的應用上，采用新型的材料以及技術是非常有必要性的一種手段，以此來加強空壓機余熱回收節能技術在黃金礦山中的應用，進一步的降低相關企業的運行成本，從而增加其的經濟效益。余熱回收節能系統在未來擁有著非常廣闊的應用前景，以此來實現相關企業中的可持續發展戰略。