浅谈空压机热水器在煤矿的应用

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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-部分 15%，大约85%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。-方面，空压机常年工作，需要大量的冷却水或冷空气。另-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 ，工程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流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。不论风冷还是水冷方式 ，空压机运行中产生的热能全部散发到环境空气中了，并且在冷却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，-边是将系统余热白白排放到大气中，不仅造成能源浪费，而且对环境造成热污染。另-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.螺杆式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。

空压机的工作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)。但是在国内空压机使用效率普遍较低。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85-9O℃。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-部分 15%，大约 85%的电能转化为热量，通过风冷或者水冷的方式排放到空气中。

3.空压机热水器的应用3.1空压机热水器原理空压机热水器是无能耗螺杆式空压机余热利用热水器的简称，是- 款新型高效的余热利用设备，它靠吸收空压机废热来把冷水加热，没有能源消耗 ，所以简称无能耗热水器。

空压机热水器是利用热能转换的原理，把空压机散发的热量回收转换到水里，水吸收了热量后水温就会升高≌压机组的运行温度就会降低。

3.2空压机热水器的特点3.2.1空压机热器具有 自动开机停止功能 ，能确保有足够的热水作用≌压机热水器在热水储水保温桶满水后 ，水位控制器将自动停止进水 ，同时空压机热水器将 自动停止，进入待机状态，当开始使用热水时，空压机热水器将自动运行补充热水。

3.2.2使空压机恒温工作”≌压机热水器运行后能把回油管路的热能吸收，达到空压机冷却的目的；当空压机热水器停止运行时将 自动启动空压机的冷却设备，使空压机正常运行。

3.2.3可节约能源，减少污染。因空压机热水器是利用空压机余热，将余热吸收使用，不需要燃烧或使用其他能源。

3.24安全性能高≌压机热水器通过余热回收 ，没有电加热元件与水接触，杜绝漏电、干烧等安全隐患，不使用燃料，不存在易燃 、易爆和中毒等现象。

4.空压机热水器产水量计算4.1按空压机每天 12小时运行 ，85%的电能转为热能，80%的热能转化为水的热能计算。

- 台1lOkW空压机-天产生的热量为：llOkW×860大卡/kW×8O%×12h/天 90万大卡/天；按普通 自来水的温度为10℃，日常澡堂用水为 55℃，-台 l1Okw空压机-天的产水量为：9O万大卡，天 ÷45℃ ÷0.1万大卡/m20m ，天。

4.2加热20m 水至55℃需要的煤量计算 ：9O万大卡÷5000大卡/kg X 75%240kg90万大卡为将20m 水从10℃加热至55℃所需要的热量；5000大卡/kg为lkg煤所产生的热量；即每天可省煤240kg。

5.将空压机热水器应用于煤矿目前，矿井基本采用燃煤锅炉供员工澡堂热水使用，如果能将空压机热水器运行于矿井中，既能达到节能减排的目的，又可减少锅炉的维护费用以及锅炉的人工费用。根据苏桥煤矿201 1年锅炉用水统计 ，2011年锅炉总用水为 13841吨，日平均38吨的用水。锅炉用煤为178吨，日平均0.48吨的锅炉煤耗。如果两台 l lOkW的空压机同时运行刚好可以满足员工的 日常用水，同时-年节约煤 175吨。

6.结束语虽然空压机热水器为新型的节能减排设备，但也存在缺点和不足：(1)加热时间受空压机运行的限制 ，如果空压机在某个时间段不工作时，无法提供稳定的热源，此时若保温水箱热水不足时，无法满足热水的需要 。(2)空压机热水器是通过油温转换 ，对空压机供油系统进行改造，有可能造成空压机的油气管路维护量加大。但对于离不开空压机使用的矿井来说 ，空压机热水器的投入使用，可以降低澡堂煤耗和改善员： 的工作及生活环境。