摘要:空氣壓縮機(jī)在長期連續(xù)運(yùn)行過程中，會產(chǎn)生大量的熱量，壓縮機(jī)的熱能回收是持續(xù)降低空氣系統(tǒng)損耗，是進(jìn)一步提高空壓機(jī)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(diào)節(jié)性能好、輸送方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，是煤礦施工過程中的主要動力源之一。空氣壓縮機(jī)在長期連續(xù)的運(yùn)行過程中，會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量會使空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生高溫，影響空氣壓縮機(jī)正常運(yùn)行，冷卻方法主要有風(fēng)冷和水冷兩種方式，利用風(fēng)冷或水冷系統(tǒng)把這部分熱量通過機(jī)組交換到大氣當(dāng)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(jī)在運(yùn)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(zhuǎn)化為熱能。所有壓縮機(jī)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(jī)效率及生產(chǎn)力的必要手段。
二、螺桿空壓機(jī)工作原理
回轉(zhuǎn)式螺桿空壓機(jī)的壓縮是通過主輔轉(zhuǎn)子在一氣缸內(nèi)同時嚙合來完成的，主轉(zhuǎn)子有四個互成90度，分布的螺旋形凹槽與主轉(zhuǎn)子凸齒嚙合，空氣入口位于壓縮機(jī)氣缸項部靠近驅(qū)動軸側(cè)，排氣口在氣缸底部相反的一側(cè)。
當(dāng)轉(zhuǎn)子在吸氣口尚未嚙合時，空氣流入主轉(zhuǎn)子凸齒和輔轉(zhuǎn)子凹槽的空腔內(nèi)，此時壓縮循環(huán)開始，當(dāng)轉(zhuǎn)子與吸氣口脫開時，空氣被封閉在主輔轉(zhuǎn)子構(gòu)成的空膠 內(nèi)，并隨嚙合的轉(zhuǎn)子軸向撳動，當(dāng)繼續(xù)嚙合，更多的主轉(zhuǎn)子凸齒進(jìn)入輔轉(zhuǎn)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(nèi)部間隔，容積減少，壓力升高一直持續(xù)到封閉在轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中的油氣混合物通過排氣孔口排入油氣桶內(nèi)的時候，從而實現(xiàn)空壓機(jī)的“吸氣-壓縮-排氣”的往復(fù)循環(huán)過程，螺桿式空氣壓縮機(jī)由于采用高容量壓縮機(jī)組件，其轉(zhuǎn)子外圓速度低而且達(dá)到最佳注油，實現(xiàn)了高效率，高可靠性。
三、螺桿空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)概況
工程初期，我們安裝五臺復(fù)盛螺桿空壓機(jī)，型號為SA250A-6K，排氣量：40.5M3/min.額定/最大排氣壓力：0.8/0.85mpa,機(jī)組輸入比功率：6.6KW（M3/min)電機(jī)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(shè)計/試驗壓力1.0/1.3MPa,換熱面積4.8M,設(shè)計溫度110度，板片材質(zhì)AISI316.高溫油由油氣桶內(nèi)壓力提供動力，經(jīng)熱控閥后進(jìn)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(shè)有溫控閥，其配件螺桿空壓機(jī)系統(tǒng)本身熱控閥，使余熱回收系統(tǒng)形成了兩套獨(dú)立的互補(bǔ)冷卻系統(tǒng)。
系統(tǒng)運(yùn)行時，高溫油經(jīng)板式換熱器，油在板式換熱器內(nèi)將溫度換出后，降低了油溫，降溫后的油進(jìn)入空壓機(jī)本身溫控閥打開，高溫油進(jìn)入空壓機(jī)冷卻器冷卻。
四、螺桿空壓機(jī)余熱回收利用技術(shù)原理
螺桿空氣壓縮機(jī)在長期連續(xù)的運(yùn)行過程中，把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為風(fēng)能，在機(jī)械能轉(zhuǎn)換為風(fēng)能的過程中，空氣得到強(qiáng)烈的高壓壓縮，使之溫度驟升，機(jī)械螺桿的調(diào)整旋轉(zhuǎn)，同時也摩擦發(fā)熱，這些產(chǎn)生的高熱由空壓機(jī)潤滑油的加入混合成油、氣排出機(jī)體，它的溫度通常在80度（冬季）-100度（夏秋季）由于機(jī)器運(yùn)行溫度的要求，這些熱能通過空壓機(jī)的散熱系統(tǒng)做為廢熱排往大氣中
螺桿空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)就是利用熱能轉(zhuǎn)換原理，把空壓機(jī)散發(fā)的熱量回收轉(zhuǎn)換到水里，水吸收了熱量后，水溫就會升高，使空壓機(jī)組的運(yùn)行溫度降低，不僅得高了空壓機(jī)運(yùn)行效率，延長空壓機(jī)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(jī)余熱回收技術(shù)實施效果
項目部在建井期間，安裝5臺型號為SA250A-6K復(fù)盛螺桿空壓機(jī)，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?dāng)嚢杌炷�，凝結(jié)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(bǔ)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(jī)的運(yùn)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(jī)系統(tǒng)工作在良好狀態(tài)下
螺桿空壓機(jī)余熱回收技術(shù)的應(yīng)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(hù)大氣環(huán)境，具有環(huán)保意義
六、機(jī)電管理
空壓機(jī)安裝時，周圍應(yīng)有足夠大維修空間，便于使用中維修，安裝地點(diǎn)通風(fēng)要好，便于機(jī)身散熱，建立管理制度，各臺空壓機(jī)均衡使用，便于集中維護(hù)和保養(yǎng)，建立維修時間表，明確空氣濾清器，油細(xì)分離器、電機(jī)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(hù)和調(diào)整的重要信息，獲得空壓機(jī)及余熱回收裝置最佳使用效果，建立巡檢制度，明確巡檢內(nèi)容，路線，確保安全運(yùn)轉(zhuǎn)
總之，采用回轉(zhuǎn)式螺桿空壓機(jī)及余熱回收技術(shù)，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(jì)效益和社會效益。
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