壓風(fēng)系統(tǒng)余熱利用和效益分析

田芳

摘 要 文章對(duì)新三礦壓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式實(shí)施改造，使其由井下運(yùn)行改為地面運(yùn)行，通過(guò)改造消除了壓風(fēng)機(jī)在井下運(yùn)行的安全隱患，并實(shí)現(xiàn)了機(jī)組余熱的綜合利用。

關(guān)鍵詞 煤礦 壓風(fēng)機(jī) 改造 余熱利用

中圖分類號(hào)：TD443 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》及集團(tuán)公司要求，我礦壓風(fēng)機(jī)需由井下運(yùn)行改為地面運(yùn)行。針對(duì)該要求實(shí)施具體改造方案，本方案的中心內(nèi)容為將空壓機(jī)由井下移至地面，取消井下空壓機(jī)；同時(shí)壓風(fēng)機(jī)升井后實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)余熱綜合利用。

1現(xiàn)狀

新三礦全礦共有礦用防爆螺桿移動(dòng)水冷式空壓機(jī)7臺(tái)，分別安裝在井上、下的4個(gè)壓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)，其中井下5臺(tái)用于生產(chǎn)，井上2臺(tái)用于壓風(fēng)自救系統(tǒng)。

2改造的必要性

（1）壓風(fēng)機(jī)安裝在井下，存在著火災(zāi)等諸多隱患，為消除隱患，提高安全生產(chǎn)的可靠性，需將壓風(fēng)機(jī)升井安裝在地面。

（2）空壓機(jī)升井后，減少了由此而必須的井下人員數(shù)量，從安全上減少了人員隱患。

（3）空壓機(jī)升井后，礦井不再排放空壓機(jī)的冷卻水，從而減少了礦井的排水量，有利用減輕礦井排水泵的運(yùn)行時(shí)間，節(jié)省排水電耗。

（4）空壓機(jī)安裝在地面，可實(shí)現(xiàn)余熱及水的綜合利用，一方面減少了水資源的消耗量，另一方面節(jié)省了加工熱水所需的電能消耗。

3改造內(nèi)容

（1）在地面新建一座面積為104平方米的輕鋼結(jié)構(gòu)壓風(fēng)機(jī)房，集中安裝5臺(tái)螺桿水冷式空氣壓縮機(jī)（型號(hào)為MLG-30.4/8-185G，電機(jī)功率為185KW），以實(shí)現(xiàn)礦井壓風(fēng)機(jī)升井。

（2）對(duì)壓風(fēng)機(jī)的余熱進(jìn)行收集，用于職工洗浴熱水的供應(yīng)。

第一部分：壓風(fēng)機(jī)升井改造主要內(nèi)容：

（1）機(jī)房土建工程：

①壓風(fēng)機(jī)房外圍尺寸為長(zhǎng)16m，寬 6.5m，高5m，砼地面預(yù)留水溝和電纜溝，機(jī)房四壁及屋頂消音處理；設(shè)五個(gè)設(shè)備門(mén)（凈寬1.6m，凈高2.2m卷閘門(mén)）、一個(gè)員工門(mén)。每個(gè)設(shè)備出入門(mén)正中水平鋪設(shè)軌道4m。機(jī)房門(mén)前鋪地面39.6 m2與已有的砼路面對(duì)接，作為設(shè)備進(jìn)出平臺(tái)。機(jī)房東側(cè)建面積10m2值班室一個(gè)，值班室設(shè)兩個(gè)門(mén)，一個(gè)門(mén)通機(jī)房，另一門(mén)通室外。

②新機(jī)房南墻安裝5個(gè)塑鋼窗，北墻設(shè)強(qiáng)制通風(fēng)機(jī)一個(gè)。

機(jī)房采用輕鋼結(jié)構(gòu)，機(jī)房四壁地坪起1.5m內(nèi)為磚混，往上至頂采用阻燃保溫板（含房頂）。

（2）管路安裝：

①壓風(fēng)管路：自壓風(fēng)機(jī)房至壓風(fēng)鉆孔安裝D150鋼管計(jì)150m，4寸鋼管15m，安裝Dg100閥門(mén)6個(gè)，Dg150閥門(mén)1個(gè)；-3.5水平至-390水平改造D325排水管路2040m，安裝Dg150閥門(mén)一個(gè)；-390水平大巷鋪設(shè)6寸鋼管460m，Dg150閥門(mén)1個(gè)。

②冷卻水管路：鋪設(shè)4寸鋼管420米，2寸鋼管50米，安裝D100閥門(mén)4個(gè)，D50閥門(mén)11個(gè)，實(shí)現(xiàn)機(jī)房?jī)?nèi)冷卻水分兩段運(yùn)行。

（3）供電安裝：

①壓風(fēng)機(jī)房電源分別來(lái)自地面變電所和瓦斯抽放站，形成壓風(fēng)機(jī)雙回路供電，總需35mm2高壓電纜1950m。

②安裝兩臺(tái)630KvA移變，作為空壓機(jī)雙回路動(dòng)力電源送至空壓機(jī)房；機(jī)房?jī)?nèi)安裝3臺(tái)630A饋電開(kāi)關(guān)，5臺(tái)200A饋電開(kāi)關(guān)，作為兩路總切、一臺(tái)聯(lián)絡(luò)和5臺(tái)空壓機(jī)的分切開(kāi)關(guān)；另安裝磁力起動(dòng)器5臺(tái)，用以控制冷卻水泵。

第二部分：壓風(fēng)機(jī)余熱利用改造主要內(nèi)容：

（1）每臺(tái)空壓機(jī)增加一臺(tái)SUS316超級(jí)導(dǎo)熱不銹鋼換熱器，該換熱器通過(guò)管路及閥門(mén)組與空壓機(jī)原冷卻器并聯(lián)使用，相互獨(dú)立運(yùn)行，互不影響，可實(shí)現(xiàn)余熱回收或不回收的隨機(jī)轉(zhuǎn)換。

（2）過(guò)濾式水凈化設(shè)備，用于凈化水質(zhì)，減少結(jié)垢，延長(zhǎng)換熱器壽命，避免閥門(mén)及管路塞堵。

（3）循環(huán)水箱、管路、閥門(mén)及泵組，用于實(shí)現(xiàn)水的循壞加熱及利用。

（4）PLC智能集中控制系統(tǒng)及傳感器，用于空壓機(jī)余熱利用系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，冷水、熱水的自動(dòng)補(bǔ)償和提取。

（5）末端安裝風(fēng)機(jī)盤(pán)管與智能控制柜，實(shí)現(xiàn)余熱綜合利用。

4社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）減少礦井排水電耗：根據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，空壓機(jī)在井下運(yùn)行時(shí)，每分鐘向大巷排水0.12m3，按噸水百米電耗0.5元計(jì)，壓風(fēng)機(jī)改到地面后，全年可減少排水電耗0.5.120465.54=17.5萬(wàn)元。

（2）減少運(yùn)行成本?？諌簷C(jī)的每月所需的6名直接維護(hù)及運(yùn)行人員由井下工種轉(zhuǎn)為地面工種，每月可節(jié)省工資性支出計(jì)0.6萬(wàn)元，年可節(jié)省工資性支出7.2萬(wàn)元。

（3）實(shí)現(xiàn)余熱綜合利用后，每年節(jié)省制熱水的直接電費(fèi)75.8萬(wàn)元。

（4）新三礦實(shí)施壓風(fēng)系統(tǒng)改造需投入資金142.5萬(wàn)元。

（5）投資回報(bào)期：按以上計(jì)算，新三礦壓風(fēng)系統(tǒng)改造的投資回報(bào)期為142.5/（17.5+7.2+75.8）≈1.4年。即設(shè)備正式投入運(yùn)行后，16～17個(gè)月可收回投資。

參考文獻(xiàn)

[1] 李志強(qiáng).超化煤礦壓風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造設(shè)計(jì)[J].煤炭工程，2012.

[2] 王顏偉.煤礦井下壓風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)械，2015.