风井压风机余热利用研究

王 萍，吴 妍

鹤壁煤电股份有限公司总工办，河南鹤壁 458030

1 开发背景

随着鹤煤公司八矿开采工作面的不断延深，井下采区用风量不断增加，矿内压风机运行时间日益延长，而使压风机本身产生大量余热，严重制约了压风系统冷却效果和降低了设备的使用寿命。考虑到风井工区洗澡用水量有限，为了解决这一现实问题，计划对风井工区压风机房五台压风机进行余热系统节能改造。

2 开发条件

鹤煤公司八矿空压机房现有FHOG-340W型水冷式螺杆空压机3台、SAV300型螺杆空压机1台和一台L-60/8型活塞式空压机；每班开启空压机2台。总耗电功率约500千瓦。冷却水泵为100D-16×3型多级单吸水泵，输入功率为11千瓦。冷却水现场测量温度为进水40℃，出水50℃，温差10℃，流量约35T/h。现场需采暖面积约为1 500m2。需淋浴人员每班约30人～40人。

经对现场仔细勘察后，确定对空压机余热应用设备进行了合理选型：LSRS-350型余热利用热水机组一套、KQL65/110-2/2型循环泵两台、KQL80/140-5/2型循环泵两台、可清洗换热器一台、电辅助加热器一台和综合控制柜一台[2]。其中除KQL80/140-5/2型循环泵安装在压风机房外，其它设备安装于风井锅炉房[3]。

3 参数选择

1）选用安源热能生产的LSRS350型空压机余热利用主机组主要技术参数如下：

名义制冷量200000kcal/h；

名义制热量300000kcal/h；

名义制冷功率230kW；

名义制热功率350kW；

额定输入功率56kW；

电源三相380V 50Hz；

长×宽×高2800×1500×1850mm。

2）其它设备技术参数

KQL65/140-3/2型循环泵，额定流量21.6m3/h：额定扬程24m：额定功率3kW：工作电压：380V；

KQL80/140-5/2型循环泵，额定流量43m3/h：额定扬程24m：额定功率：5.5 kW工作电压：380V。

3）余热利用工程技术要求

（1）采暖期每平米热量不少于150 kcal；

（2）淋浴热水温度不低于60℃；

（3）每天产热水量不低于24t。

4）负荷计算

（1）空压机能提供的废热量为：

Q空=35×1 000×10=350 000cal/h

（2）采暖所需热量按180K cal/m2计算，则：

Q1=1 500×180=270 000 cal/h

（3）淋浴热水所需热量（每班40人约120人，每天开机12小时计算）为：

Q2=120×200×40÷12=80 000cal/h

合计最大热量为：Q=270 000+80 000=350 000cal/h

通过理论计算，此套系统可以满足现场采暖及淋浴热量需求。

4 系统方案及控制设计要求

4.1 系统可靠性要求

空气压缩机是煤矿、工厂生产中的主要动力之一，是保证煤矿、工厂正常生产的关键设备。余热利用系统在正常工作时仅是提取其中的热量，不破坏空压机原系统中的任何设施，确保空压机中的所有设施与没改造前一样正常工作。

4.2 系统适应性要求

余热利用主机系统安装简单方便，能适合各类新建空压机房及原有空压机房。占用空间小，灵活机动。

4.3 系统控制要求

采用先进的高速嵌入式微处理器，性能远高于同行业中使用的单片机。主板采用SMT表面贴装工艺，结构紧凑，发热量低，抗干扰能力强。通讯连接方式利用一条电话线即可轻松的实现主辅板的数据通讯，便于控制器的安装分体。硬件具有自诊断能力，能自动排除硬件故障，而软件采用冗余、陷阱技术与硬件的WATCHDOG相结合，提高整体抗干扰能力。存储容量大，512K的程序存储容量，128K的断电数据保存容量，用于存放参数的存储芯片稳定性好，可靠不丢失。采用大屏幕320×240高分辨率液晶触摸屏。可显示16行×40列640个汉字或1280字符。通过触摸液晶屏进行操作，先进的触摸技术，触摸屏轻触性能好，每点连续轻触摸寿命高达100万次以上，保证整机的寿命。独特的屏保系统使液晶屏寿命延长至十年以上，彻底解决液晶屏寿命问题。内置多种参数，可供厂家出厂前选择设定，并提供口令保护功能。可随时查看各点实际温度，以及可能查询开关量输入、继电器输出，并可随时修改设定温度。还可以显示一个小时和一天的温度曲线。可以查询当前故障和历史故障。具有故障的统计功能，可以用来分析机器的不稳定部分，以便加以完善。可以按故障号、故障次数和故障出现时间三种方式来查询历史故障。有远程遥控开停机、一次定时开停机器、以及每周定时开停机，每天最多可定时开停机器3次。

5 产生的效益

通过压风机余热技术的应用，它可以有效提高设备利用率、延长设备寿命和降低事故停机率，使各车间供暖问题得到彻底解决，设备故障率可以减少，供给井下风流温度可以降低，空气压缩机的工作效率可以得到提高。另外，还节省了用于澡塘的燃煤量，从而达到节能降耗的目的。通过它们在技术性能、安全使用和节能降耗方面的综合比较，显然压风机余热利用更能适应与满足井下煤矿生产的需要，为科技兴矿创造了先决条件，与集团公司“多上设备少上人”工作宗旨保持一致，同时深受广大职工的称赞，所以压风机余热利用在节能方面具有推广的意义。

[1]王晓晴.矿井回风余热全回收利用装置[P].

CN201381870[专]/，2010-01-13.

[2]姚晶宏.空压机热能热水机组的节能效益分析[J].科技创业月刊，2010，23(3).

[3]鹿松年，王芳琳，刁乃仁.利用矿井水余热供热的井口防冻供暖系统[P].CN201460813[专]/，2010-05-12.