压风系统余热利用和效益分析
田芳
摘 要 文章对新三矿压风机的运行方式实施改造，使其由井下运行改为地面运行，通过改造消除了压风机在井下运行的安全隐患，并实现了机组余热的综合利用。
关键词 煤矿 压风机 改造 余热利用
中图分类号：TD443 文献标识码：A
根据《煤矿安全规程》及集团公司要求，我矿压风机需由井下运行改为地面运行。针对该要求实施具体改造方案，本方案的中心内容为将空压机由井下移至地面，取消井下空压机；同时压风机升井后实现空压机余热综合利用。
1现状
新三矿全矿共有矿用防爆螺杆移动水冷式空压机7台，分别安装在井上、下的4个压风机房内，其中井下5台用于生产，井上2台用于压风自救系统。
2改造的必要性
（1）压风机安装在井下，存在着火灾等诸多隐患，为消除隐患，提高安全生产的可靠性，需将压风机升井安装在地面。
（2）空压机升井后，减少了由此而必须的井下人员数量，从安全上减少了人员隐患。
（3）空压机升井后，矿井不再排放空压机的冷却水，从而减少了矿井的排水量，有利用减轻矿井排水泵的运行时间，节省排水电耗。
（4）空压机安装在地面，可实现余热及水的综合利用，一方面减少了水资源的消耗量，另一方面节省了加工热水所需的电能消耗。
3改造内容
（1）在地面新建一座面积为104平方米的轻钢结构压风机房，集中安装5台螺杆水冷式空气压缩机（型号为MLG-30.4/8-185G，电机功率为185KW），以实现矿井压风机升井。
（2）对压风机的余热进行收集，用于职工洗浴热水的供应。
第一部分：压风机升井改造主要内容：
（1）机房土建工程：
①压风机房外围尺寸为长16m，宽 6.5m，高5m，砼地面预留水沟和电缆沟，机房四壁及屋顶消音处理；设五个设备门（净宽1.6m，净高2.2m卷闸门）、一个员工门。每个设备出入门正中水平铺设轨道4m。机房门前铺地面39.6 m2与已有的砼路面对接，作为设备进出平台。机房东侧建面积10m2值班室一个，值班室设两个门，一个门通机房，另一门通室外。
②新机房南墙安装5个塑钢窗，北墙设强制通风机一个。
机房采用轻钢结构，机房四壁地坪起1.5m内为砖混，往上至顶采用阻燃保温板（含房顶）。
（2）管路安装：
①压风管路：自压风机房至压风钻孔安装D150钢管计150m，4寸钢管15m，安装Dg100阀门6个，Dg150阀门1个；-3.5水平至-390水平改造D325排水管路2040m，安装Dg150阀门一个；-390水平大巷铺设6寸钢管460m，Dg150阀门1个。
②冷却水管路：铺设4寸钢管420米，2寸钢管50米，安装D100阀门4个，D50阀门11个，实现机房内冷却水分两段运行。
（3）供电安装：
①压风机房电源分别来自地面变电所和瓦斯抽放站，形成压风机双回路供电，总需35mm2高压电缆1950m。
②安装两台630KvA移变，作为空压机双回路动力电源送至空压机房；机房内安装3臺630A馈电开关，5台200A馈电开关，作为两路总切、一台联络和5台空压机的分切开关；另安装磁力起动器5台，用以控制冷却水泵。
第二部分：压风机余热利用改造主要内容：
（1）每台空压机增加一台SUS316超级导热不锈钢换热器，该换热器通过管路及阀门组与空压机原冷却器并联使用，相互独立运行，互不影响，可实现余热回收或不回收的随机转换。
（2）过滤式水净化设备，用于净化水质，减少结垢，延长换热器寿命，避免阀门及管路塞堵。
（3）循环水箱、管路、阀门及泵组，用于实现水的循坏加热及利用。
（4）PLC智能集中控制系统及传感器，用于空压机余热利用系统的可靠运行，冷水、热水的自动补偿和提取。
（5）末端安装风机盘管与智能控制柜，实现余热综合利用。
4社会效益和经济效益分析
（1）减少矿井排水电耗：根据统计计算，空压机在井下运行时，每分钟向大巷排水0.12m3，按吨水百米电耗0.5元计，压风机改到地面后，全年可减少排水电耗0.5.120465.54=17.5万元。
（2）减少运行成本。空压机的每月所需的6名直接维护及运行人员由井下工种转为地面工种，每月可节省工资性支出计0.6万元，年可节省工资性支出7.2万元。
（3）实现余热综合利用后，每年节省制热水的直接电费75.8万元。
（4）新三矿实施压风系统改造需投入资金142.5万元。
（5）投资回报期：按以上计算，新三矿压风系统改造的投资回报期为142.5/（17.5+7.2+75.8）≈1.4年。即设备正式投入运行后，16～17个月可收回投资。
参考文献
[1] 李志强.超化煤矿压风系统优化改造设计[J].煤炭工程，2012.
[2] 王颜伟.煤矿井下压风系统优化设计[J].煤矿机械，2015.
