螺旋式空气压缩机余热回收系统在高山煤矿的应用
空压机热回收装置在煤矿中的应用
收稿日期:2021-04-13作者简介:戴文琦(1974-),男,山西大同人,高级工程师,从事煤矿生产技术与管理工作。
doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2021.07.026空压机热回收装置在煤矿中的应用戴文琦(晋能控股集团和顺李阳煤业有限公司,山西和顺 032700)摘 要:随着新能源的不断崛起,传统能源节能减排的力度在逐渐加大。
在煤矿空压机房内安装1套热回收装置,将空压机产生的热能用于加热职工澡堂用水,是一种可行的节能减排方式。
此种可循环的热能转化方式,不仅热能利用率较高,而且能够减轻燃煤带来的环境污染,有一定的经济效益。
关键词:能源;热回收装置;空压机;节能中图分类号:TK115 文献标识码:B 文章编号:1005-2798(2021)07-0072-02随着经济的不断发展,生存环境危机的持续高压,节能环保已经成为我国“十四五”发展规划的重点工作,这也是建设资源节约型、环境友好型社会的必然条件。
李阳煤业在安装空气压缩机前调研发现,煤矿空压机在运行过程中产生的大量热能一般都被白白地浪费掉了。
根据美国能源署统计,一般空压机在运行时,真正用于增加空气势能所消耗的电能,在总耗电量中只占约15%,约有85%的电能转化为热量,并通过水冷或风冷的方式排放到空气中。
如将这部分热能充分回收利用,既可解决矿井一部分供热需求,也能够节省一定的供热费用。
因此,李阳煤业决定安装1套热回收装置进行空压机热能回收,以达到节能减排的目的。
1 热回收装置的选择1.1 热回收系统的定义本热回收系统由换热端、循环端、用热端及系统监控等部分组成,是通过冷却水回收煤矿空压机运行过程中产生的余热或废热,用于生产企业的生活热水或工业热水。
该系统充分利用了废热,降低了冷凝热对环境造成的热污染。
1.2 热回收装置的选择热回收装置要根据工程的现场情况、本地气候条件、排风中有害气体量等因素进行选择。
该矿使用的热回收装置要求尽可能投资少、回收效果好。
彭庄煤矿压缩机余热回收利用方案设计
彭庄煤矿压缩机余热回收利用方案设计摘要：余热回收利用在国内工业中已是普遍存在的一种节支降耗、节能环保的一项重要措施。
在当前国家环境治理的大环境下，余热回收利用可谓是当前煤炭企业节能减排、节支降耗、提质增效的一项有效措施。
关键词：余热；回收；利用节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是保护环境是一个重要措施，保护环境是“十三五”期间国家的一项重点工作，国家对地方政府、企业在节能减排方面明确了责任、制定了减排目标，对政府、企业负责人实行问责制、、“一票否决制”。
做为矿山企业推进节能减排工作，加快建设资源节约型、环境友好型建设，是新时期矿山企业的一项重要使命。
在当前煤炭行业淘汰落后过剩产能、进行结构调整的关键时期，进行矿井余热利用，无疑不是在节能减排、降本增效方面的一项重要举措。
1、设备现状彭庄煤矿目前安装FHOG-250W型螺杆式空气压缩机（以下称压风机）4台、配380V、185KW电动机，SA-250自冷型压风机2台、配10KV、250KW电动机；正常生产为3台185KW、一台250KW压风机运行， SA-250型压缩机风冷型(余热利用后可将自冷型改为水冷型进行余热利用)、FHOG-250W型压缩机采用软化水进行冷却，通过冷却塔进行循环利用。
2、设备现状彭庄煤矿现有职工1300人，每天的洗浴热水用量按照600m³计算。
按照18小时（每班6小时）加热洗浴热水时间，每班200吨洗浴热水，每小时需要的热负荷为（洗澡水初始水温为22℃）：Q=200÷6×1000×4.18×（42-22）÷3600=774KW。
3、热源分析彭庄煤矿有压风机6台（3用3备），平时开启1台250KW和2台185KW的压风机。
根据美国能源署统计，压缩机在运行时，真正用于增加空气势能所消耗的电能，在总耗电量中只占很小的一部分约为20%，另外80%的电能转化为热量，通过风冷或者水冷的方式排放到空气中。
螺杆式空压机在煤矿生产中的应用
螺杆式空压机在煤矿生产中的应用摘要空压机作为矿山生产中的四大机械之一，如何根据矿山的生产需要进行设计，如何提高其设备效能，对于促进矿山生产发展，确保设备和人身安全，提高经济效益，具有重要的现实意义。
本文以美国英格索兰固定螺杆式空压机为例，阐述了矿山空压机的设计和具体应用。
关键词矿山；空压机；设计；应用空压机生产的压缩空气用以驱动风镐、风水泵、风钻、铆钉机和修钎机等风动机具，矿山生产中还常常利用压缩空气进行井巷锚喷和清理水仓等工作。
因此，空压机作为矿山生产中的四大机械之一，如何根据矿山的生产需要进行设计，如何提高其设备效能，如何进行保养和日常维护，对于促进矿山生产发展，确保设备和人身安全，提高经济效益，具有重要的现实意义。
随着科学技术的进步，空压机的种类、型号不断更新，其结构和工作特点也各不相同，本文主要介绍英格索兰压缩机有限公司生产的ML300-2S型号的螺杆空压机。
英格索兰螺杆式空压机是美国螺杆空气压缩机的市场领导者，实践证明，螺杆空压机在矿山生产中具有质量可靠、生产效率高、运行成本低、可维护性强等优点。
1 矿山空气压缩机设计及应用矿山空压机的设计及应用要根据矿山生产的具体情况，设定空压机的技术参数，配置空压机的控制方式，选择空压机的数量、型号，设计空压机的监控系统，制定空压机的维护和保养计划，本文以英格索兰生产的ML300-2S型号的螺杆空压机为例，从以下六个方面进行详细阐述。
1.1 螺杆式空压机概述螺杆压缩机属于回转式压缩机，螺杆机又分为单螺杆式和双螺杆式。
英格索兰ML300-2S型号的空压气是为电机驱动的两级压缩双螺杆空压机，通过管道、导线和底板上的各种附件组成一个完全自成一体的空压机组，其工作过程为空气通过进气空滤器进入第一级压缩，空气在经过冷却油幕后进入第二级压缩，然后通过排气法兰排出第二级主机，压缩空气进入分离器后排出，再进入冷却器把压缩空气冷却到最终的排出温度，最后通过排气阀优质的空气排出机组。
螺杆空压机余热回收利用技术的应用
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因素较多， 产业体系尚不完整， 其主要表现在： 一是， 老年产 业尚属一个新兴产业， 社会上认识不足， 缺乏实力资本拉动。 许多企业认识老年产业投资风险大 、 利润低、 回收期长， 而不 愿过多投入； 也有一些企业只是把老年市场作为企业原有市 场的一个补充， 并没有进行认真的市场研究， 导致供给与市 抑制了产业发展。 二是， 当前老年产业的发 场需求不一致， 产业附加值较低。 一方面， 当前老年产业主要 展层次不高， 集中在生活料理、 医疗保健等基本层次的需求， 而高附加值 的休闲娱乐、 精神文化等层次方面的需求有待深入开发， 尚 未形成完整老年产业体系； 另一方面， 当前老年产业处于整 产品研发和设计处于薄弱环节， 体产业链发展的初级水平， 生产、 制造等缺乏产业标准和相关政策支持 。 三、 江苏老年产业市场的发展策略分析 （ 一） 政府积极引导， 鼓励发展老年产业。老年产业是 21 世纪的朝阳产业， 蕴藏着巨大商机。 由于市场认识存在的误 区导致老年产业投资不足， 老年市场尚未得到企业的高度重 视， 而一些竞争相对激烈的市场， 投资却有增无减， 造成社会 资源的严重浪费和恶性竞争 。 发展老年产业既是实现经济 又是实现产业结构转移的重要途 新的增长点的一条出路， 径。在人口老龄化的背景下， 政府作为市场的引导者和管理 者， 应积极高度重视老年产业的发展 。 首先， 出台优惠政策 或出资扶持老年基础产业的发展， 如扶持老年医疗机构和老 年公寓的建设与发展， 以满足老年人口的基本需求， 这也是 当前迫切需要的。其次， 利用财政资助、 信贷优先、 税收减免 等手段鼓励老年相关产业的发展， 如老年高新科技产业、 老 年服务业等， 促进老年产业内部结构的升级 。 再次， 建立招 商引资项目， 鼓励采用灵活多样的形式发展老年产业， 如公 办民营、 股份制、 合资等， 促进老年产业的快速发展， 以适应 。 政府还可以建立有关老年产业的专 老年市场的需求 此外， 项研究， 为企业投资老年产业提供决策参考 。 （ 二） 发挥资源优势， 建立核心老年产业。 产业发展所需 劳动力、 资本、 技术资源， 也涵盖 的资源不仅包括自然资源 、 制度、 信息、 管理等现代生产要素资源 。 江苏省地处于东部 沿海， 不仅拥有丰富的自然资源， 还因其经济发展在全国处 于领先水平， 拥有较为先进的科技、 管理、 信息等资源。 发展 老年产业， 一方面要善于利用区域资源优势， 建立核心老年 产业， 进而辐射到其它产业之中 。 如省内旅游资源主要集中 ； “太仓 ” 在老年旅游业上可以大做文章 和“如 在苏南地区， “长寿之乡” 皋” 拥有 的美誉， 可以考虑发展成老年养生基地， （ 上接第 66 页） 热回收系统后， 一小时便可升至 15℃ ， 经管路输 解决了工业使用热水问题。 入至搅拌站仍可保证 10℃ 的水温， 有了余热回收系统， 空压机在运行过程中排气温度保持 在 78℃ ～ 85℃ ， 油汽温度在 65℃ ～ 75℃ ， 整个空压机系统工 作在良好的状态下。 螺杆空压机余热回收技术的应用， 满足了建井期间澡堂 用热水及工业用热水问题， 现场配用的煤炭汽化环保蒸气锅 LNB1 － 0． 4 ， 额定蒸发量为 1 吨 / 时， 工作压力 0． 炉型号为： 4MPa， 蒸 气 温 度 151℃ 。 以 此 计 算， 每天节约了�
螺杆式空压机在煤矿的应用探讨
螺杆式空压机在煤矿的应用探讨目前，我国矿山常用的空气压缩机多为往复式活塞型空压机，而回转式螺杆型空压机的使用则较少。
究其原因，主要有以下几点:①活塞式空压机生产成本低、价格便宜。
②长期使用积累了一定的经验，培养了一支熟练的使用、维修队伍。
③螺杆式空气压缩机制造难度大，价格高，用户一次性投资大。
④对螺杆式空压机的性能、特点不太了解。
然而，长期使用的惯性，使我们忽略了活塞式压风机的诸多缺点:如体积大、占地面积大、机组重量大、噪音大、维修工作量大、操作复杂、运行费用高等问题。
随着科学技术的发展，性能优越的螺杆式空压机已能在国内批量生产，其生产成本的降低，使得它的应用前景越来越广阔，并逐渐应用于工厂、矿山。
螺杆式空压机具有活塞式空压机不可比拟的优点:如重量轻、体积小、占地面积小、噪音低、自动化程度高、维护量小、运行费用低等。
在矿山推广使用，有着极其重要的现实意义。
1、螺杆式空压机的工作原理1.1 螺杆压缩机的发展历史螺杆式压缩机是由瑞典阿尔夫·里斯霍尔姆在1934 年首先提出的，第一台样机由瑞典SRM 公司制造出来。
我国的螺杆式压缩机近年来也已获得了很大的发展，如无锡压缩股份有限公司已能批量生产不同规格、多品种的螺杆式压缩机，顺德市正力精密机械有限公司已能生产出长寿节能单螺杆式压缩机。
目前，我国自制的各种供空气动力用的移动式和固定式螺杆压缩机，燃气轮机增压用的螺杆压缩机，空气分离用的空气及氧气螺杆压缩机、石油气和煤气螺杆式压缩机及其他特殊用途的螺杆压缩机都已广泛应用到国民经济各个领域。
1.2 工作原理螺杆式压缩机是一种按容积变化原理而工作的双轴回转式压缩机。
其工作原理和一般已知的活塞式压缩机类似，即待压缩的气体被吸入至一工作室，工作室随即关闭及缩小，被压缩气体在其内经受一种多变压缩过程。
当工作室内的气体达到预期的终压力时，工作室立即与压出管接通，工作室再继续缩小时，受压缩的气体便被排出至排气管道内。
关于空压机热回收装置在煤矿中的应用
TECHNOLOGY AND INFORMATION科学与信息化2022年5月上 133关于空压机热回收装置在煤矿中的应用倪有李煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司 安徽 合肥 230000摘 要 新型能源的快速崛起，使传统能源节能减排力度不断加大，尤其是在煤矿开采期间，各种装置的应用不仅会浪费大量能源，还会造成严重的经济损失。
本文针对空压机热回收装置应用进行探究，希望对相关工作人员有所帮助。
关键词 空压机；煤矿；热回收装置Application of Air Compressor Heat Reclamation Device in Coal Mine Ni You-liHefei Design and Research Institute of Coal Industry Co., Ltd., Anhui 230000, Hefei Province, ChinaAbstract The rapid rise of new energy sources has continuously increased the energy conservation and emission reduction degree of traditional energy sources. Especially during coal mining, the application of various devices will not only waste a lot of energy, but also cause serious economic losses. This article explores the application of air compressor heat reclamation device, hoping to help relevant staff.Key words air compressor; coal mine; heat reclamation device引言从大量煤矿开采经验来看，一般空压机在运行过程中，真正用于提高空气势能消耗的电能，在总耗电量中仅占15%左右，而剩余的85%则都被转变为热量，这部分能量通常通过风冷或水冷方式被排出，这会浪费大量能源。
螺杆式空压机在煤矿生产中的应用分析
80 /矿业装备 MINING EQUIPMENT螺杆式空压机在煤矿生产中的应用分析□ 白云飞 阳煤集团煤矿五人小组管理部截止今日，国内煤矿生产普遍应用的是复活型空气压缩机，还没有完全普及的有螺旋式空气压缩机。
造成这种情况的原因是：活塞式空压机的价格低、成本小；螺杆式空压机的成本相对较高、造价高，并且螺杆式空压机属于新型空气压缩机，很多工作人员根本不了解性能，达不到熟练操作的要求。
螺杆式空压机是在时代的浪潮下应运而生的，克服了噪声大、体积大、操作繁杂、易坏、效率低等缺陷，高效节能的特点为煤矿生产带来了很好的经济收益。
螺杆式空压的概述螺杆式空压机具有移动方便、结构紧凑、可靠安全、运转稳定、寿命长、噪声小、维护资费少、自动化程度高等优势，非常适合矿山动力设备。
特别是环境恶劣、井下空间窄小、用气不固定，存在煤尘与瓦斯爆炸等危险时，防爆式螺杆空压机拥有活塞式空压机达不到的特点。
通过实践论证，只要是新增、更换空压机都会优先考虑螺杆式空压机。
螺杆式空压机结构螺杆式空压机由空气滤清器、电机、主机、润滑系统、载荷控制、冷却部分、安全保护等构成。
其中，主机由∞型气缸、螺旋形转子与端盖构成；空气滤清器由主滤芯、预清洁器、安全芯构成；润滑系统由冷却器、分离器、温控阀、过滤器等构成；冷却部分由水冷却与风冷却组成；载荷控制由止回阀、蝶阀、反比例阀构成；电控系统由保护电路与真空磁力起动器构成；安全保护具有超压自动停机、断油、超温与断水等作用。
其中，超压保护分为安全阀、电动压力与调节阀三个部分（如图1所示）。
螺杆式的空压机的工作原理在∞型气缸内，放置平行的两个转子，存在凸齿转子的叫做主动转子（阳转子），在和电机连接的情况下，由此输入功率；存在凹齿转子叫做从动转子（阴转子）。
事实上：阴阳转子互相契合，让处在转子齿槽内部的空气出现周期性容积变化，随着转子轴线吸入，从侧面排出，从而达到排气、压缩与吸气的目的。
吸气，当两个转子完全脱开，齿间转子容积会随着转子旋转开始增大，和吸气口相通时，其形状就会近似扇子，齿间基元容积会穿过吸气孔位置，预示着吸气结束，两个转子齿间基元容积相对独立。
空压机热回收装置在煤矿中的应用
２） 无油 ＨＲＳ。功率：９０～３００ｋＷ，热回收率 ７５％以上，额定出水温度：６０℃，适用机型：Ｓｉｅｒｒａ９０
－３００和 Ｎｉｒｖａｎａ７５－１６０。 ３） 离 心 机 高 效 多 级 ＨＲＳ。 功 率：３１５～
３） 可以替代煤矿部分燃煤锅炉，减少了锅炉
３ 结 语
检修工作量及相关配套设备的投入。 ４） 有效降低了空压机房的温度。
实际生产过程中，空压机等设备浪费的热能非
５） 减 少 了 环 境 污 染，提 高 了 空 气 质 量，节 能
常多，通过余热回收项目的实施，能充分利用这部分 减排效果明显。
资源，带来的经济效益非常可观，同时也能降低一定
交换，其中的常温水经过热交换加热后，经供热系统
储存在保温水箱中，然后供热系统将热水送至澡堂
使用，未使用的热水通过保温水箱流回循环水泵进
行再加热。依靠循环水泵完成整个循环过程，并经
温度控制器和水位控制器配合补充水位。通过出口
的水温控制阀进入澡堂作为洗澡热水，如此不断循 环。热水循环流程如图 ２所示。
图 ２ 热水循环流程
煤炭科学技术，２００６（９）：２０－２２． ［４］ 易国晶．土城矿不等长综采工作面的回采经验［Ｊ］．煤
炭科学技术，２００４（９）：９－１１． ［５］ 张 彦，武东峰，查文华，等．刀把式工作面矿压显现特
征研究［Ｊ］．矿业研究与开发，２０１９，３９（１）：４０－４３．
大，不利于切眼顶板控制，工作 面 推 进 距 离 外 切 眼 ［６］ 池秀文，刘 敏，宋 华，等．多层矿采场顶板破断的弹
足变 长 工 作 面 的 对 接，支 架 最 大 平 均 支 护 阻 力 ３０．７ＭＰａ，支架支护强度有富余，运行状态较好。