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矿山节能系统方案

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目前,矿井的生产离不开空压机,而对于空压机实际的能量转换使用率太低,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15%,大约80%的电能转化为热量,而这大部分热量通过风冷或者水冷的方式排放到空气中。如果能利用这些热量转换为生活用热水,既降低了能耗又改善了人们生活环境。
利用空压机余热进行回收,也是近几年随着工业的逐步发展,大中型空压机应用的日益广泛的产物。一方面,空压机常年工作,需要大量的冷却水或冷空气。另一方面,国家多次倡导节能减排工作,也使得人们更多的考虑能否将空压机的余热进行回收利用,不但能减少空压机冷却水或冷却空气的使用量,还能减少其他能源的使用。
1、 空压机冷却方式及现状
不论是活塞式空压机,还是螺杆式空压机,为保证润滑油性能、控制机器运行温度,必须对空压机进行冷却处理,传统的冷却方式主要包括风冷和水冷 。通常情况下按排气容量划分,中、小型空压机多采用风冷,大、中型空压机多采用水冷。同时空压机的冷却方式的确定还应考虑到环境温度、湿度和当地水资源情况,比如北方温度较低、空气干燥、水资源紧张,设计中应首先考虑采用风冷型空压机。因为水冷效果较好,在有条件的工程中应考虑采用水冷。
目前,风冷型空压机的冷却热风均采用轴热风机通过导风管排至室外,水冷型空压机的冷却系统由热水泵、冷却塔、冷水泵及管路组成闭循环系统,空压机排出的冷却热水通过热水循环泵排至冷却塔,热水经冷却后再通过冷水泵供空压机循环使用。不论风冷还是水冷过程中采用的轴流通风机和水泵都需要消耗能量。
在工矿企业传统工程设计中,各系统往往是由不同专业各自独立设计的,自成系统、互不联系。比如空压机水冷系统自成系统,独立运行。而供暖、浴池、食堂需要热水的用户,就根据热负荷和用水量设计锅炉供暖、供热水。这样,一边是将系统余热白白排放到大气中,不仅造成能源浪费,而且对环境造成污染。另一边却要消耗大量煤炭或燃气等燃料把冷水加热。长期以来,这种孤立系统的设计方法已造成了大量的能源浪费。
2、 螺杆空压机的应用及特点
因空气具有良好的可压缩性和弹性,输送系统简单安全,所以被广泛应用于工矿企业,主要用作风动设备的动力源。特别是在煤矿井下含有易燃易爆型粉尘和与瓦斯的环境中,压缩空气更是具有电力能源不可比拟的安全性和可靠性。
空压机的节节胜利原理就是通过外力做功,使气体体积压缩变小,密度提高,压力自然升高。外力所做的功(电机的有效输出功率)全部转换为气体的内能(气体温度升高)。但是在国内空压机作用效率普通较低。我们知道空压机在运行时要产生大量的热量,据螺杆式空压机的实际运行情况来看,空压机运行时温度约为85—90度。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15%,大约85%的电能转化为热量,通过风冷或水冷的方式排放到空气中。