宋崇耀

（銅陵有色金屬集團股份有限公司，安徽 銅陵 244000）

1 安慶銅礦概況

安慶銅礦是銅陵有色金屬集團股份有限公司下屬的分公司，位于安徽省安慶市懷寧縣境內。礦區(qū)面積13.7 km2。安慶銅礦是一個大型銅鐵礦床，設計能力年處理礦石量115.5萬t，年產銅量6500t，鐵精礦36萬t。

2 現(xiàn)場情況介紹

安慶銅礦壓風機房共計安裝OG355S型螺桿式空壓機6臺，均正常投入使用，根據安慶銅礦井下供風需求，壓風機房日均開機4到5臺，在空壓機工作過程中，約85%的耗電轉化為熱量，以風冷或水冷的方式排放到空氣中，這部分熱量未被回收利用，造成熱能浪費。項目改造前安慶銅礦工人洗浴熱水由空氣源加熱供應，安慶銅礦總共安裝6臺空氣源，一臺功率9.5 kW，兩臺功率10.5 kW，3臺功率11 kW，合計耗能功率63.5 kW，根據智能電能表計量數據統(tǒng)計，空氣源年消耗電能30萬kWh。若對空壓機余熱進行回收加熱熱水供工人洗浴使用，可省去使用空氣源加熱熱水所消耗的電能，既減少熱能浪費，又節(jié)約了電能。

3 空壓機余熱回收工作原理

螺桿式空壓機在長期、連續(xù)的運行過程中，把電能轉換為機械能，機械能轉換為高壓壓縮空氣。在機械能轉換為高壓壓縮空氣的過程中，空壓機螺桿的高速旋轉產生的大量熱量，經潤滑油帶出機體外，最后以風冷或水冷的形式把熱量散發(fā)出去?？諌簷C的潤滑油溫度通常在80℃（冬季）～97℃（夏秋季），這些熱能都通過空壓機的散熱系統(tǒng)作為廢熱白白地排放到環(huán)境中。螺桿式空氣壓縮機余熱回收節(jié)能設備，采用冷熱交換原理，將高溫潤滑油熱量轉換為熱水，從而解除了企業(yè)為解決員工生活熱水和工業(yè)處理熱水所長期承受的經濟負擔。按工程熱力學理論分析，氣體在等溫壓縮過程中，外界對氣體的功能將全部被轉化為熱量。噴油螺桿壓縮機在工作時能量轉化的分布比例如圖1所示。

圖1 能量轉化分布圖

空氣壓縮機長期連續(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，使溫度聚升，這是普通物理學機械能量轉換現(xiàn)象，機械螺桿的高速旋轉，同時也摩擦發(fā)熱，產生的高熱由空壓機潤滑油的加入混合成油/氣蒸汽排出機體，這部分高溫油/氣流的熱量相當于空壓機軸功率的100%，它的溫度通常冬季為80℃，夏秋季為100℃，這些熱能都由于機器運行溫度的要求，被無端地廢棄排往大氣中，即空壓機的散熱系統(tǒng)來完成機器運行的溫度要求。

基于空壓機熱水機屬于熱能轉換原理，將空壓機散發(fā)出的熱量進一步回收變換到水里，在水吸收熱量以后伴隨著水溫升高?；诖?，空壓機組自身的運行溫度便會降低。

空壓機熱水器區(qū)別于傳統(tǒng)的冷熱交換模式，由于引入了基于同程截流式的反串技術，所以冷熱交換效率提高到了1.8～2.0倍。

4 改造實施過程

公司技術人員討論認為，空壓機熱能外排，白白浪費，而且給空壓機正常運行帶來隱患，能否將這部分熱能利用起來，又不對空壓機造成負擔呢？我公司有6臺空氣源，浴室洗浴每天都需要消耗電能供應熱水，能不能將空壓機余熱回收利用起來，用于浴室洗浴及取暖，從而將空氣濾掉呢？帶著此問題，我們對六安市霍邱縣鐵礦空壓機余熱回收系統(tǒng)進行研究考察，認為該系統(tǒng)能使能源得到回收并實現(xiàn)再利用，真正實現(xiàn)了循環(huán)經濟，我公司決定采用該熱能回收系統(tǒng)。

通過對六安市霍邱縣鐵礦空壓機余熱回收裝置使用情況的現(xiàn)場考察，結合現(xiàn)場設備狀況及安裝使用效果，記錄空壓機余熱回收裝置安裝要求和現(xiàn)場使用狀況等信息。

通過與記錄信息對比分析和現(xiàn)場勘查，安慶銅礦空壓機設備滿足空壓機余熱回收裝置安裝條件，開始組織實施項目改造工作。首先完成空壓機房至水塔的水路管道敷設工作，并做好管路的保溫，再進行余熱回收裝置的安裝工作，最后進入設備調試階段，空壓機余熱回收系統(tǒng)在經過調試后正常投入運行。

完成項目改造后，安慶銅礦停止使用空氣源供應熱水，并對空壓機余熱回收裝置供應熱水情況進行記錄，空壓機余熱回收裝置加熱熱水完全能夠滿足職工澡堂熱水供應要求。

5 余熱回收系統(tǒng)改造效果

6臺空氣源全部停用，年節(jié)約電能約30萬kWh，節(jié)約電費20萬元，既節(jié)約了電能消耗，又減少了空壓機散熱能量的浪費，具有良好的社會和經濟效益。