张红基，张 晖

(山西汾西矿业集团有限责任公司，山西介休032000)

0 引言

空气压缩机(简称空压机)作为煤矿大型固定设备，不但为煤矿风动机械提供着可靠的动力源，同时还担负着用于井下防灭火制氮系统的用气和压风自救系统的用风，所以空压机是连续运行设备，是煤矿中耗能最大的设备之一，其中运行时因能量转换产生了大量的热量，该项目就是将空压机运行时产生的废热利用，直接用于职工洗浴，不但减少了原来对空压机进行冷却时产生的热能排放量，而且节省了锅炉燃煤，减少了锅炉废气排放量。汾西瑞泰正明煤业将该矿目前运行的3 台空压机，运行时产生的热能进行回收，将其产生的热水用于职工洗浴，使用效果良好。实现了煤矿企业在资源开发和污染防治方面的双向结合，改变了以往煤矿重污染的形象和粗放的管理模式，是环保节能工程在煤矿行业中成功应用的一个亮点。

1 空压机运行现状及存在问题

1.1 空压机运行现状

正明矿在地面设压风机房1 座，安装3 台SA250A 型复盛螺杆空气压缩机，电机额定功率250 kW，电压380 V，额定流量40.5 m3/min，额定压力为 0. 8 MPa，在风机出口处装设容积6 m3风包，根据生产需要每班至少运行1 台空压机保持24 h运转。

1.2 存在问题

现行螺杆式空气压缩机的工作流程是:空气通过进气过滤器将大气中的灰尘或杂质滤除后，由进气控制阀进入压缩机主机，在压缩过程中与喷入的冷却润滑油混合，经压缩后的混合气体从压缩腔排入油气分离罐，从而分别得到高温高压的油、气。由于机器工作温度的要求，这些高温高压的油、气必须送入各自的冷却系统，压缩空气经冷却器冷却后，最后送入使用系统;而高温高压的润滑油经冷却器冷却后，返回油路进入下一轮循环。

在以上过程中，高温高压的油、气所携带的热量大致相当于空气压缩机功率的3/4，其温度通常在80℃ ～100℃之间。几乎将大部分电能转换成热能，这些热能非但没有被利用，而且还需要消耗额外的能源来帮助冷却。为确保空压机的正常运行，必须给空压机安装良好的散热系统。可以这样来描述:空压机真正的主产品为热，副产品为压缩空气，而通常的应用，仅使用了其副产品。所以，对空压机的热能进行回收，将大大提高能源的综合利用，可实现热/气联产。

2 空压机余热回收原理

2.1 余热回收原理

该能量回收系统包括:油/水热交换器、能量回收温控阀、油温控制阀、用于监控进、出水水温的温度传感器、旁路系统、40 m3保温水箱及循环泵组。其通过油/水热交换器不断地将自来水加热，从而可以直接用于职工洗浴(见余热回收原理图1)。

图1 余热回收原理

2.2 余热利用方案

正明煤业公司安装使用上海绿派能源科技有限公司热能回收装置为完整成熟的产品，其设计原理采用了双回路温控回路，在保证热回收效率最大化的同时，也使设备的油温控制在正常合理的范围，保障了设备的正常运行，对空压机不会产生任何负面影响。本系统只要运行1 台空压机就可以将15℃左右的自来水加热到50℃(最高可加热到70℃)，每天可以加热80 t 热水。将加热的水用水泵直接排到职工澡堂保温水箱，调试好温度后用于职工洗澡(余热利用方案图2)。

图2 余热利用方案

3 经济效益评价

正明煤业空压机热能回收项目是经过多次论证，克服了施工及现场中的各种问题，历时1 个月时间安装完成，并经过多次不断完善和改进才得以成功应用，其应用效果显著，就按目前的空压机来算，单台250 kW 螺杆空压机，全天24 h 运行，每天可以产生80 t 50℃热水满足职工洗澡。每年按360 d 计算，项目实施后，正明煤业原来使用的用于加热洗澡水的6 t 锅炉，每年可节省锅炉用煤2 000 t，考虑每年的锅炉维护费，人员工资，电费、水费等，总计可以节约资金约80 多万元，经济效益明显。尤其经2013 年安装后使用，在夏天可以完全取代锅炉的使用，冬季也可以满足职工洗澡使用，该项技术国内外目前处在领先水平，具有较大的的经济及社会效益。

4 结语

近年来随着国家对节能环保工作的不断重视，节能环保工作被放在了越来越重要的位置，随着空压机节能技术的日渐成熟，空压机的节能改造也变成现实。

压风机的热能回收技术在正明煤业成功应用后，使空气压缩机达到了经济运行的状态，不但解决了空压机高温冷却问题，使设备寿命增加，而且通过一系列节能减排措施的落实，实现了“节能增效”的理念，真正实现了“人、机、环境”的和谐，形成了环保与生产发展互相促进的局面。