HFMVR-60C系列模块式风冷（热）水机组在煤矿空压机余热回收的应用实践

HFMVR-60C 系列模块式风冷（热）水机组在煤矿空压机余热回收的应用实践

耿中财

江苏省矿业工程集团有限公司 江苏省徐州市 221000

摘要：空压机作为井下风动设施重要能源，也是压风施救的生命保障，作业地点无风的情况下打开阀门提供新鲜风，余热回收安装余热回收机组满足896-1120人洗浴，减少热能损耗及水资源浪费，达到节能环保目的，大大降低了成本。

关键词：空压机余热、回收、应用

引言

安装2套余热回收系统约20万元工期1个月，投入少、见效快、服务年限长、稳定持续，将空压机冷却热量及水回收，未安装前冷却水外排或冷却后循环使用，用水消耗较大，安装后达到环保节能节水减排的目的。

1空压机散热及热水机回收原理

1.1散热及热量

空压机连续运行转换为风能的过程中，空气得到强烈压缩温度聚升，实践得出空压机产生的热量约为其功率的110～115%，空压机油约含75～80%的热量，压缩空气约含20～25%的热量，电机、螺杆机头、油分等热辐射散热10～15%，油气的热量约为空压机功率的100～105%，回收时约有10～15%的损耗，部分气体热量无法回收，回收热量实际按88%计算。

1.2热回收原理

空压机余热回收机组利用热能转换原理，把空压机散发的热量回收转换到水里，降低空压机的运行温度，采用不锈钢管壳式换热器。空压机产生的油气混合体经油气分离器，把空气和油分离，热气进入壳管式换热器与水进行热交换，使水升温，气体降温后（比进水温度高10℃），再回到原有的气体冷却器，如此完成气体的热回收。空压机热油进入壳管式换热器与升温后的水进行换热，水温升高到45～80℃，而热油换热后温度约降15～20℃，降温后的油回到空压机的机头与气体混合压缩，如此循环空压机完成产生压缩空气的过程，热水机完成了冷水变热水的过程。

2空压机余热回收方案

2.1空压机运行及回收机组参数

矿选用MM185A/C型空压机，设计压力0.85MPa，流量30m³/min，两用一备，耗水量4.7t/h，日耗水量约112t/台，运行温度80℃～95℃，在额定压力、产气量下连续运行，如果空压机产热量低于设计值，按热回收的最大量计算，热水温度检测点位在空压机余热回收机组出热水端。

2.2回收机组安装方案

在空压机房与浴室之间安装2台与空压机配套的HFMVR-60C系列模块式风冷（热）水机组，提供热水4050L/h，2台板式空压机换热机，2台空压机定压泵（1用1备）DFG25/125-0.75/2流量3t/h，扬尘20m，功率0.75kw，空压机一、二次侧循环泵各2台DFG65-160/2/4流量25m³/h，功率4kw；热泵一次侧循环泵、恒温泵、浴室给水泵各2台DFG65-160（1）B/2/4流量25m³/h；功率4kw硅晶水净化器100L/h，安装全自动软水器4m³/h，2套不锈钢保温箱（30m³、18m³），1套补水箱（3m³），自动电动阀门3套、温度计。

2.3配套管径选择和保温材料

主管路使用DN100*L3.0mm镀锌管，支管选用DN40-80，保温采用橡塑管保温，保温外层护套用0.3mm镀锌钢板金弯卷，穿路埋地部分，外加PVC给水管外套以求与地下水隔绝不致散发热量，管路保温采用防冻保温技术。

2.4洗浴规模

回收余热系统每天产生热水约224吨，洗浴热水出水温度45℃，进水温度5℃-15℃，温差30℃-40℃，每人每天洗浴用水约200-250kg，满足896人-1120人洗浴，满足全矿使用。

3热水回收工艺

红线表示冷水进入空压机热水机，产生45℃热水进入水箱储存，水箱满后，通过热水泵送到浴室，水箱降低到设定水位，自动启动补水系统。红虚线表示水箱满后，水温低于设定温度45℃，自动启动循环水泵把水箱水送到热水机重新加热，水温到达设定温度50℃，自动关闭循环水泵。蓝虚线表示水箱温度低于设定温度或水箱水位低于设定值，自动启动循环热水泵和空气源热泵，把水箱水进行加热和补充，当空压机产热水不能满足需求时，自动启动。

3.1空压机热水系统工作原理

空压机运行时，热回收设备回收空压机热能，空压机停止时关闭供水系统，自动停止换热。热交换量自动达到平衡，运行温度可恒定，空压机产生多少热量，热水机回收多少热量，当热量无法用完时自动启动原有散热系统给空压机设备降温，使空压机温度恒定在80～95℃最佳状态运行。换热系统选型中控制最低温度热水，确保空压机不会低温运行，当无需这么多热水时，空压机原有的冷却系统自动启动，余热回收机串联在冷却系统上，多了一个冷却器，空压机不会高温运行，即使空压机余热回收设备不运行，原有的散热系统也能正常运行。空压机产生的热水或自来水进入热水机，直热到45℃进入水箱，通过水泵送到洗浴系统；空压机热水系统可增加切换装置，系统维修或不用空压机余热回收机组时可把油路手动切换到原有的空压机运行系统状态，而不至于影响空压机的维修使用。

4余热回收电控原理

触摸屏系统显示冷水、热水、气温、进出油温等温度，显示液位实时水位、水量，实时显示温控阀开度比例，显示补水电磁阀、除垢电磁阀、电磁阀等运行状态。水箱液位控制通过水箱的液位自动控制补水电磁阀，水位到设定高水位，自动关闭水泵或电磁阀，当水位降低到设定到设定中水位，自动打开水泵和电磁阀，这时恢复正常运行状态。

除垢控制设定累积时间，到设定时间自动关闭水泵或补水电磁阀，打开除垢电磁阀，此时压缩气体通过除垢电磁阀进入热水机，排出热水机的水，进行干烧功能，到设定干烧时间，自动关闭除垢电磁阀，自动打开水泵或补水电磁阀，恢复到正常运行状态，如此完成了一次除垢功能。防冻控制当探测出水水温低于设定温度2℃时，自动关闭水泵或电磁阀，排出热水机的水，防止热水机被冻，此过程需重新关闭和打开电源（用于空压机和热水机放在室外的系统）。水压自动报警，压力过低和压力过高自动报警，水箱水位、水量和温度数字显示，通过设置液位控制系统运行停止。恒温出水通过江森恒温控制系统，在触摸屏设置出水温度，热水出水温度恒定，保证空压机的正常运行。定制网络数据传输功能，通过电脑可对设备进行远程监控。传输采用485双线传输到机房，通过GPRS通讯功能，远程监控每台设备运行参数，实现无人值守。

5结语

空压机余热回收系统实践，效果明显，降低了矿锅炉消耗，提高了资源回收，达到了环保节能减排目的，空压机停运期间可以通过矿生活用水自给用于制热洗浴，实现自动切换、实时监测、在线反馈、远控控制和计算机管理，达到智能化运行、无人值守、精细化管理、高效节能的目的，此项目在公司东易项目部应用效果效益显著，不仅对余热进行了回收优化，也为矿区取暖和生活用水方面研究提供新思路。

参考文献

[1]潘立敏.煤矿空压机余热回收利用系统可行性分析[J].煤矿科技2018（1）.

[2]]席海涛.空压机余热回收与效益分析[J].煤炭工程,2014，46(6):22-24.

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