摘要:空氣壓縮機在長期連續(xù)運行過程中，會產(chǎn)生大量的熱量，壓縮機的熱能回收是持續(xù)降低空氣系統(tǒng)損耗，是進一步提高空壓機效率及生產(chǎn)力的必要手段，
一、引言
壓縮空氣具有安全、無公害、調節(jié)性能好、輸送方便等諸多優(yōu)點，是煤礦施工過程中的主要動力源之一�？諝鈮嚎s機在長期連續(xù)的運行過程中，會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量會使空氣壓縮機產(chǎn)生高溫，影響空氣壓縮機正常運行，冷卻方法主要有風冷和水冷兩種方式，利用風冷或水冷系統(tǒng)把這部分熱量通過機組交換到大氣當中，使這部分熱量白白流失。
根據(jù)美國能源署統(tǒng)計，壓縮機在運行時，真正用于增加空氣勢能所消耗的電能，在總耗電量中只占15%，大約85%的電能轉化為熱能。所有壓縮機的熱能回收是持續(xù)降低空氣系統(tǒng)損耗 ，是近一步提高空壓機效率及生產(chǎn)力的必要手段。
二、螺桿空壓機工作原理
回轉式螺桿空壓機的壓縮是通過主輔轉子在一氣缸內同時嚙合來完成的，主轉子有四個互成90度，分布的螺旋形凹槽與主轉子凸齒嚙合，空氣入口位于壓縮機氣缸項部靠近驅動軸側，排氣口在氣缸底部相反的一側。
當轉子在吸氣口尚未嚙合時，空氣流入主轉子凸齒和輔轉子凹槽的空腔內，此時壓縮循環(huán)開始，當轉子與吸氣口脫開時，空氣被封閉在主輔轉子構成的空膠 內，并隨嚙合的轉子軸向撳動，當繼續(xù)嚙合，更多的主轉子凸齒進入輔轉子的凹槽，容積減少，壓力升高，噴入氣缸的油用以帶走壓縮產(chǎn)生的熱量和密封內部間隔，容積減少，壓力升高一直持續(xù)到封閉在轉子內腔中的油氣混合物通過排氣孔口排入油氣桶內的時候，從而實現(xiàn)空壓機的“吸氣-壓縮-排氣”的往復循環(huán)過程，螺桿式空氣壓縮機由于采用高容量壓縮機組件，其轉子外圓速度低而且達到最佳注油，實現(xiàn)了高效率，高可靠性。
三、螺桿空壓機余熱回收系統(tǒng)概況
工程初期，我們安裝五臺復盛螺桿空壓機，型號為SA250A-6K，排氣量：40.5M3/min.額定/最大排氣壓力：0.8/0.85mpa,機組輸入比功率：6.6KW（M3/min)電機功率：250KW，其中3臺安裝了余熱回收裝置，每臺裝置使用一塊傳特GL-13/42板式換熱器，設計/試驗壓力1.0/1.3MPa,換熱面積4.8M,設計溫度110度，板片材質AISI316.高溫油由油氣桶內壓力提供動力，經(jīng)熱控閥后進入板式換熱器，為余熱回收系統(tǒng)配一個20M3水箱，低溫水經(jīng)水上過濾器過濾器，由IRG50-125管道離心泵壓入板式換熱器經(jīng)換熱后回入水箱，板式換熱器上設有溫控閥，其配件螺桿空壓機系統(tǒng)本身熱控閥，使余熱回收系統(tǒng)形成了兩套獨立的互補冷卻系統(tǒng)。
系統(tǒng)運行時，高溫油經(jīng)板式換熱器，油在板式換熱器內將溫度換出后，降低了油溫，降溫后的油進入空壓機本身溫控閥打開，高溫油進入空壓機冷卻器冷卻。
四、螺桿空壓機余熱回收利用技術原理
螺桿空壓機在長期連續(xù)的運行過程中，把電能轉換為機械能，機械能轉換為風能，在機械能轉換為風能的過程中，空氣得到強烈的高壓壓縮，使之溫度驟升，機械螺桿的調整旋轉，同時也摩擦發(fā)熱，這些產(chǎn)生的高熱由空壓機潤滑油的加入混合成油、氣排出機體，它的溫度通常在80度（冬季）-100度（夏秋季）由于機器運行溫度的要求，這些熱能通過空壓機的散熱系統(tǒng)做為廢熱排往大氣中
螺桿空壓機余熱回收系統(tǒng)就是利用熱能轉換原理，把空壓機散發(fā)的熱量回收轉換到水里，水吸收了熱量后，水溫就會升高，使空壓機組的運行溫度降低，不僅得高了空壓機運行效率，延長空壓機潤滑油使用壽命，回收的熱水還可以用于員工洗澡用水，辦公室及生產(chǎn)車間采暖，工業(yè)用熱水等需要使用熱水的地方，從而降低單位生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的效率
五、螺桿空壓機余熱回收技術實施效果
項目部在建井期間，安裝5臺型號為SA250A-6K復盛螺桿空壓機，為礦井施工提供壓縮空氣，然后安裝了3臺余熱回收系統(tǒng)，采用一臺余熱回收系統(tǒng)供熱時，可以使保暖水箱（約17噸）水每小時上升5-6度，保證了每班可以職工提供40-50度的洗澡用水約17噸，滿足每班洗澡用水問題，在冬季，環(huán)境溫度比較低時，可以采用1-2臺余熱回收系統(tǒng)，可以滿足澡堂使用熱水
在冬季，由于室外氣溫比較低，立井施工澆注砼時，采用冷水攪拌混凝土，凝結時間比較長，影響立井正常施工，使用余熱回收系統(tǒng)，水箱補水溫度為5度，經(jīng)余熱回收系統(tǒng)后，一小時使可升至15度，經(jīng)管路輸入至攪拌站仍可保證10度的水溫，解決了工業(yè)使用熱水問題
有了余熱回收系統(tǒng)，空壓機的運行過程中排氣溫度保持在78度-85度，油汽溫度在65-75度，整個空壓機系統(tǒng)工作在良好狀態(tài)下
螺桿空壓機余熱回收技術的應用，滿足了建井期間澡堂用熱水及工業(yè)用熱水問題，現(xiàn)場配用了煤炭汽化環(huán)保蒸氣鍋爐型號為LNB1-0.4,額定蒸發(fā)量為1噸/時，工作壓力0.4Mpa，蒸氣溫度為151度，以此計算，每天節(jié)約了鍋爐用煤600KG，同時，不使用燃煤，減少SO2\CO等有害氣體的排放，保護大氣環(huán)境，具有環(huán)保意義
六、機電管理
空壓機安裝時，周圍應有足夠大維修空間，便于使用中維修，安裝地點通風要好，便于機身散熱，建立管理制度，各臺空壓機均衡使用，便于集中維護和保養(yǎng)，建立維修時間表，明確空氣濾清器，油細分離器、電機潤滑、冷卻器除塵、油過濾器、冷卻液、余熱回收裝置除垢等維修時間，掌握維護和調整的重要信息，獲得空壓機及余熱回收裝置最佳使用效果，建立巡檢制度，明確巡檢內容，路線，確保安全運轉
總之，采用回轉式螺桿空壓機及余熱回收技術，操作方便，為礦井試工提供了可靠的動力，又能為礦工提供熱水洗澡，即節(jié)能又環(huán)保，有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。
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