矿用空压机空气系统余热回收的应用.pdf

2 0 1 0 年第 8 期 中州煤炭 总第 1 7 6 期 矿用空压机空气 系统余热 回收 的应用 毛 宝霞 ， 赵 金 明 ， 张 豪 河 南 龙 宇 能 源公 司 陈 四楼 煤 矿 ， 河 南 永城4 7 6 6 0 0 摘要 对空压机压缩余 热进行 回收和 利用， 可持 续 降低 空气 系统 损耗 ， 提 高 生产 力 ， 实现 节能降耗。介 绍 了 H R S C O MP热 回收系统 ， 对在用 空压机压缩余热回收利用 的管路设计进行 了说 明， 并将其应用于实践。 关键词 空气压缩机 ； 压缩空气余 热回收； 节能降耗 中图分类号 T D 4 4 3 ． 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 0 0 8 0 1 0 0 0 1 空压机 运行 时会 产 生 大量 的 压缩 热 ， 压 缩 热 消 耗 的能量 占机组 运行 总功 率 的 8 5 ％ ， 大量 压 缩热 的 散 发和积 聚会带来 严重 的安 全隐患 。如果 这些热 量 得 不到及 时有效控 制 ， 将 会 造 成严 重 的设 备 损 坏 或 财产 损失 。采取适 合 实 际 的解 决 方案 ， 就 能 够 实现 压缩 空气 系统降低 1 0 ％ ～ 5 0 ％ 的 电力 消耗 。 1 问题 的提 出 河南 龙宇能 源公 司陈 四楼 煤 矿是 永 煤集 团 第 1 对大 型现 代 化矿 井 ， 年设 计 生产 能 力 2 4 0万 t ， 1 9 9 7 年 1 1 月 8日投 产 ， 经过 技术 改造后 核定生 产能 力为 4 5 0万 t ／ a 。矿井 目前 通 风 方 式 为 混 合 式 ， 主 、 副 井 进 风 ， 南 风井 、 北 风井 排 风 ， 通 风 方法 为 抽 出式 。而 南北 风井通 风 机房 分别 设 置 在远 离矿 中心 区 6 k m 以外 的偏远 位置 ， 同 时为 了保证 井 下 生产 用 压 风 的 经济性 ， 在北 风井 院内设 置有北 部地 面压风机 房 ， 安 装有 3台 S S R M 3 0 0 2 S H V 型螺 杆 式 空 气 压 缩 机 。 由于远 离矿井 中央 ， 岗位 员工 的冬季 取 暖 成 为必 须 解 决 的问题之 一 。 陈 四楼 煤 矿 结 合 实 际情 况 ， 利 用 H R S C O MP 英格 索兰 热 回收 系 统将 这 些 原 本 排 入环 境 中 的 热量进 行 回收用于冬 季取 暖 。 2热回收 系统功能的实现 H R S C O M P热回收系统是安装在空压机外部的 系统 ， 通过 油管 以及 连接 件与 空压机相 连 ， 再 通过对 空压机 的改 造 ， 可 以实 现 热 量 回 收 ， 且 满 足 以下 需 要 ①保证压缩机的正常工作油温 ； ②不破坏压缩机 的正常工作； ③外表整洁， 系统安全可靠 ， 运行稳定； 收 稿 日期 2 01 0022 6 作者简介毛宝霞 1 9 7 0 一 ， 女 ， 河南 长垣人 ， 高级工 程师， 1 9 9 4年 毕业 于焦作矿业学院， 现从事机电生产 和技术管理工作。 1 0 0 ④余热利用 ， 节能环保 ， 减少温室气体排放 ， 经济和 社会 效益 良好 ； ⑤ 空压 机改 造工 艺简单 ， 安全和质 量 有保 证 。 H R S C O M P热 回收 系 统 参 数 见 表 1 ， 空压 机 每 小时 的热水 流量见 表 2 空压 机功率 为 3 0 0 k W 。 表 1 HRS - COMP热 回收 系统 参 数 参数 数值 参数 数 值 额定流量／ L ra i n。 。 1 5 7 ． 8 3 额定进水温度／ 2 5 额定出水温度／ ℃ 5 0 循环出水温度／ ℃ 7 0 最 大工作温度／ ℃ 1 2 0 设备材质 S - S t e e l 冷 却 剂 补 充 量 ／ L 4 7 运 行 质 量／ k g 1 3 9 长 宽 高／4 3 0 7 9 5 最大工作压力／ 1 0 0 0 mm mm mm 9 9 3 k P a 接 口尺寸／ m m 5 O 表 2 空压机每小时的热水流 量 3 空压机改造 设计 对 目前在用空气压缩机压缩余热的回收利用 ， 只需 要参 照 图 1所示 的管路 设计 就可 以实现 。 图 1 空压机压缩余热回收利用改造设计示意 下转 第 1 0 6页 2 0 1 0 年第 8 期 中州煤炭 总第 1 7 6 期 图 2高位 钻 场 高 位 钻 孔 布 置 表 2 F X0 0 2工 作 面 优化 后 高 位 钻 子 L 抽 放 浓 度 统 计％ 产 的安 全性 和经济性 ， 所 以说它 是适合 义安矿 的 。 5 结 语 。 1 经过 理 论 计 算 和 现 场 验 证 ， 义 安 矿 采 空 区 顶板 在 l 8～1 9 m 处 裂 隙 发 育 最 好 ， 因 此 义 安 矿 F X 0 0 2高位 钻孔 布置 在 此 裂 隙带 中 ， 抽 放 效果 得 到 了显著 提高 。 2 在不 同 的地 质 区域 ， 不 同 的 片盘 、 块段 ， 不 同的煤层 ， 不 同的赋存 深度 ， 裂隙带 形成 的高度就 不 同 。而上覆 岩层 的性 质 不 同 ， 裂 隙带 发 育 的程 度 和 透气性 又不 同 。所 以在 布 置钻 场 钻孑 L 时 ， 不 仅 要掌 握 先进 的理论 、 借鉴 先进经 验 ， 更 重要 的是应结 合地 区 、 煤矿 的实 际情 况 ， 认 真 分 析 ， 多 布置 不 同参数 的 钻孔 ， 否则 就会影 响 瓦斯 抽放 效率 。 3 要 充分 考 虑 地 质 构 造 、 超 前 压 力 对 钻 孔及 裂隙带 高度 的影 响 。在 断层 带 附 近 布置 钻 场 时 ， 应 按 不 同仰角 、 不 同方 位多 打钻孑 L ， 并且 要避 免在断层 挤压 区 内封孔 。 4 尽 量采 用 煤 层 高位 钻 孔 ， 选 择 合 理 的钻 孔 参数 ， 以提 高钻场 钻孑 L 的利用 率 。 参考 文献 由表 2可 知 ， 高位 钻 孔优 化 后其 抽 放浓 度 与优 [ 1 ] 钱鸣高 ，石平五． 矿山压 力与岩层控制 [ M] ． 徐 州 中国矿业大 化前相 比有较 大提 高 ， 这 就说 明 了优化 后 的 高位 钻 学出 版社 ，2 o 0 3 ． 孔 有 助于提 高 钻孑 L 的抽 放效 率 ， 进 而保证 了煤矿 生 责任 编辑 刘光 雨 上接 第 1 0 0页 需要 说 明的是 ， 图 1 仅 为示意 图 ， 如果 作为 厂房 取暖 系统 ， 则 图 1中的 “ 锅 炉 预 热 补水 ” 应 改 为 “ 暖 气管路循 环水 ” 。 4 应用效果 就陈 四楼 煤 矿来 说 ， 目前 地 面北 风 井 已经使 用 了 3台 S S R M3 0 0 2 S H V 型螺 杆 式 空 气 压 缩 机 ， 矿 院 内地 面 的 3台空气 压 缩机 也将 于 2 0 1 0年全 部 更 换 为 S S R M3 0 0 2 S H V型螺杆 式 空气 压缩 机 。按 照 上述改造 方案进 行余 热 回收后 ， 可 以利 用 的热 能 为 9 0 0 k W 以轴 功率 3 0 0 k W 的压缩 机 为例 ， 可 以在 1 d内将 近 8 0 I n ’ 的水提 高 4 0℃ ， 相 当于 1台 1 5 0 k W 的 电加 热器在 给厂房 加热 。 通 过改造 首先解决 了北 风井 车间及 岗位人员 的 冬 季取 暖问题 ， 如果将 目前 的 6台 S S R M 3 0 0 2 S H V ．】 0 6 ． 型空 气 压缩 机 的 压缩 余 热 都 进行 回收 ， 则 相 当 于 6 台 1 5 0 k W 的电 加 热 器 在 给 厂房 或 宿舍 加 热 ， 按 照 功 率为 1 k W 的电 加热 器 能 够 保 证 1间 3 0 m 空 间 冬季 供暖需 要计 算 ， 回收 的余 热可 以确保 1 3 5 0 0 m 的取 暖需要 。按 照 目前 的 电价计 算 ， 可 以节约 电费 4 4 1 万 元 ， 而改 造 费用 为 1 1 ． 2万 元／ 台 ， 因此每 年 可 以节约 电费 4 0 7 ． 4万元 。 5 结 语 空气 系统存 在的 系统 浪 费 占 1 5 ％ ～3 0 ％ ， 这 部 分损失 ， 是 可 以通 过 全 面 的系 统 解 决方 案 来 消除 和 弥补 的。结合 热 回收系统 对原 有 的空 气压缩 系统进 行 改造 ， 可 以减少用 于其他 用途 加热 的燃料 消耗量 ， 如将 余热 用于锅 炉进 水预热 、 生 活热水 、 生产 厂房冬 季取 暖 、 生 活 区供 暖等 ， 可取 得 良好 的经 济效益 和社 会效益 。 责任编 辑 刘欢欢