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[摘 要]《内蒙古福城矿业有限公司空气压缩机余热利用技术与恒温恒压淋浴供水系统联合应用技术研究》》项目的研究工作是从2015年1月开始至2015年11月结束的，历时11个月的时间。整个研究工作包括：调查和收集资料，整理分析论证，制定研究大纲，研究制定实施方案，现场应用研究，总结研究成果和编制鉴定报告等。
[关键词]空气压缩机 余热利用 恒温恒压 技术研究
中图分类号：TN02 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）25-0132-01
一、项目所在位置及概况
1、地理位置
福城井田位于内蒙古自治区与宁夏回族自治区交界处内蒙古境内，以福城为界线，行政区划隶属内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克前旗上海庙镇管辖。井田内多为固定～半固定沙丘，通行条件较差，仅局部地段可通行汽车。井田位于鄂托克前旗北西约90㎞，西距银川市40㎞，北距乌海市220㎞，南距青（岛）～银（川）高速公路约9㎞，银川～鄂前旗公路从井田中间通过，交通比较方便。
2、项目概况
（1）长城二矿职工洗浴热水来源，采用太阳能和蒸汽联合提供方式。夏季淋浴尽量使用太阳能，在太阳能能力不足和阴天的情况下，使用蒸汽加热热水。特别是采暖季，由于气温低、日照时间段，太阳能产水量低，主要依靠蒸汽加热；池浴用水在四季全部使用蒸汽加热。根据我单位实际情况，在册员工1800人，矿井改扩建完成后约为3000人洗浴，工作方式采用三八制，按照最大班（早班）1000人计算，淋浴198m3，池浴156m3，每天需水总量为354m3（热水）。
（2）现有运行方式，采暖季使用蒸汽加热，由于冬季不是完全给浴室供蒸汽，不能以单台锅炉全部运行为主。采暖期按照6个月计算，1977.78×182=54.20万元。非采暖期我单位使用的为20T DZL型蒸汽热水锅炉的锅炉（按50℃温升计算）非采暖季每年锅炉的综合运行费用为73.2万元，每年需投入127.4万元锅炉运行费用制备职工洗浴热水，这还不包括占用岗位工的费用。
（3）长城二矿现有压风机7台（4用3备），功率220KW的3台，4台280KW，共计1720kw。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一部分约为20%，另外80%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。这些“多余”的热量被排放到空气中，这些热量被白白浪费掉了。
（4）我单位2015年3月份恒温恒压设备安装完成投入试运行，机组运行良好，没有因设备故障原因而出现非停事故。淋浴用水量为80m3/d，池浴暂时使用蒸汽加热。
2015年8月份余热回收设备安装完成投入试运行，机组运行良好，空压机冷却风扇开启时间减少，锅炉和电加热等制热设备全部停止运行。余热回收机组投入运行以后每天使用水量平均170m3，原每天使用水量平均300m3，节水量为130m3/d。
二、项目研究的目的
2013年9月10日，国务院印发《大气污染防治行动计划》（国发〔2013〕37号），文件中规定，到2017年，地级及以上城市建成区基本淘汰每小时10蒸吨及以下的燃煤锅炉，禁止新建每小时20蒸吨以下的燃煤锅炉，淘汰小燃煤锅炉势在必行。
国内工业余热回收利用是十分普遍的，而压风机余热利用是其中的一种.它是利用压风机本身产生的热量作为热源的集中供热方式与其它耗能設备（如瓦斯发电机、加热锅炉等）一样，都只利用了热能中的一小部分.回收一部分本来废弃不用的工业余热进行集中供热，能节约一次能源，提高经济效益和减少污染，从而使设备达到了节能、高效的目的。但压风余热利用与恒温恒压供水系统联合布置尚未有先例，本方案的研究，可为能源的有效利用，节能减排，浴室供热、水源节约方面提供借鉴。
利用压风机余热回收设备（辅助空气热能泵）制取充足的洗浴热水，为职工提供舒适的洗浴环境，采用压风余热转换替代蒸汽加热，减少设备运行成本和污染物的排放，提高设备寿命。借助恒温恒压供水系统，改变洗浴供水模式，实现节水洗浴，为类似矿井的洗浴热水与节水设计提供可借鉴的技术和经验。
三、实验方法：
1、选择采用调研学习的方式到赵官能源、济阳能源查看余热回收设备使用及运行情况。
2、到邯郸石家庄圣启科技有限公司调研皮革厂恒温水制备技术，找专业设计院设计恒压循环供水管道运行方式，从20123年开始在浴室二楼进行实验恒温恒压技术制水供水技术实验。
3、调研洗浴中心关于IC卡插卡取水控水系统的使用情况，利用虚拟免费充值与超量现金充值相结合方式，提高职工的节水意识。
4、利用科学的数据分析余热回收效率，热水产量、恒温制水稳定性、恒压供水的可靠性等方面关键技术问题。系统的剖析节水效益、节能效益、环保效益，实现真正的清洁生产。
四、技术路线
首先，对目前国内特别是煤矿企业节能项目建设及应用取得的成绩进行全面调查研究，摸清现状。
在调查研究，摸清现状的基础上，对各种热水源、及热水源的效率、稳定性、经济性、运行原理工艺等主要因素进行认真细致地分析研究，结合现场实际，借鉴国内外成熟的先进技术和成功经验，编制科学合理、先进可行的施工设计和施工方案。选择可以同时回收热油和废气温度的空气压缩机余热回收设备，组合太阳和空气源热泵辅助方式制备热水；采用联动温感、压力变化传输和液位变化传输控制，根据温度、液位和压力的变化，按照先后顺序投用辅助热源。利用制备的热水并联恒温恒压制水、供水循环装置实现恒温恒压供水循环，减少职工的洗浴配水时间，实现节水应用；职工通过虚拟充值刷卡洗浴，提高职工的节水意识。组合空气压缩机余热回收与太阳能两种清洁热源与恒温恒压循环淋浴供水并联方式，该项目的节能、节水、安全稳定性、经济性等要素进行研究试验验证。
在该项目实施之前，去赵官能源、济阳能源和新巨龙公司调研职工洗浴供热方式及相关的节能改造工程。其中赵官能源使用回收的空气压缩机余热作为井口防冻热源；济阳能源使用压风余热和水源热泵组合的方式作为洗浴热源；新巨龙公司借助其特有的、充足的地热条件完全使用水源热泵作为洗浴热源、井口防冻和厂区供热热源。同时我单位调研民营企业的节水项目，使用恒温恒压供水不仅水量大，而且水量损失较少，特别是石家庄圣启公司开发的恒温制水设备，制水稳定性好，在水量一定的情况下，增大压力后使用效果极好。
因此在我单位结合本地区特有的环境，从节能、节水方面考虑，组合采用空气压缩机余热回收系统和太阳能热水制备系统，辅助空气源热泵的方式制备热水；同时并联恒温恒压制水供水循环系统和IC控水器刷卡洗浴系统，进行节水改造，达到职工洗浴节水的目的。使我单位职工洗浴方式达到节能、清洁生产、节水和节水基础上增加节能量的效果。全面提高能源的利用效率，特别是太阳能和空气压缩机余热的全部高效利用。在空气压缩机余热交换的过程中研究使用反渗透纯净水，解决本地区水质碱性强，腐蚀性大等一系列问题。取得了较好的成绩。
[关键词]空气压缩机 余热利用 恒温恒压 技术研究
中图分类号：TN02 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）25-0132-01
一、项目所在位置及概况
1、地理位置
福城井田位于内蒙古自治区与宁夏回族自治区交界处内蒙古境内，以福城为界线，行政区划隶属内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克前旗上海庙镇管辖。井田内多为固定～半固定沙丘，通行条件较差，仅局部地段可通行汽车。井田位于鄂托克前旗北西约90㎞，西距银川市40㎞，北距乌海市220㎞，南距青（岛）～银（川）高速公路约9㎞，银川～鄂前旗公路从井田中间通过，交通比较方便。
2、项目概况
（1）长城二矿职工洗浴热水来源，采用太阳能和蒸汽联合提供方式。夏季淋浴尽量使用太阳能，在太阳能能力不足和阴天的情况下，使用蒸汽加热热水。特别是采暖季，由于气温低、日照时间段，太阳能产水量低，主要依靠蒸汽加热；池浴用水在四季全部使用蒸汽加热。根据我单位实际情况，在册员工1800人，矿井改扩建完成后约为3000人洗浴，工作方式采用三八制，按照最大班（早班）1000人计算，淋浴198m3，池浴156m3，每天需水总量为354m3（热水）。
（2）现有运行方式，采暖季使用蒸汽加热，由于冬季不是完全给浴室供蒸汽，不能以单台锅炉全部运行为主。采暖期按照6个月计算，1977.78×182=54.20万元。非采暖期我单位使用的为20T DZL型蒸汽热水锅炉的锅炉（按50℃温升计算）非采暖季每年锅炉的综合运行费用为73.2万元，每年需投入127.4万元锅炉运行费用制备职工洗浴热水，这还不包括占用岗位工的费用。
（3）长城二矿现有压风机7台（4用3备），功率220KW的3台，4台280KW，共计1720kw。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一部分约为20%，另外80%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。这些“多余”的热量被排放到空气中，这些热量被白白浪费掉了。
（4）我单位2015年3月份恒温恒压设备安装完成投入试运行，机组运行良好，没有因设备故障原因而出现非停事故。淋浴用水量为80m3/d，池浴暂时使用蒸汽加热。
2015年8月份余热回收设备安装完成投入试运行，机组运行良好，空压机冷却风扇开启时间减少，锅炉和电加热等制热设备全部停止运行。余热回收机组投入运行以后每天使用水量平均170m3，原每天使用水量平均300m3，节水量为130m3/d。
二、项目研究的目的
2013年9月10日，国务院印发《大气污染防治行动计划》（国发〔2013〕37号），文件中规定，到2017年，地级及以上城市建成区基本淘汰每小时10蒸吨及以下的燃煤锅炉，禁止新建每小时20蒸吨以下的燃煤锅炉，淘汰小燃煤锅炉势在必行。
国内工业余热回收利用是十分普遍的，而压风机余热利用是其中的一种.它是利用压风机本身产生的热量作为热源的集中供热方式与其它耗能設备（如瓦斯发电机、加热锅炉等）一样，都只利用了热能中的一小部分.回收一部分本来废弃不用的工业余热进行集中供热，能节约一次能源，提高经济效益和减少污染，从而使设备达到了节能、高效的目的。但压风余热利用与恒温恒压供水系统联合布置尚未有先例，本方案的研究，可为能源的有效利用，节能减排，浴室供热、水源节约方面提供借鉴。
利用压风机余热回收设备（辅助空气热能泵）制取充足的洗浴热水，为职工提供舒适的洗浴环境，采用压风余热转换替代蒸汽加热，减少设备运行成本和污染物的排放，提高设备寿命。借助恒温恒压供水系统，改变洗浴供水模式，实现节水洗浴，为类似矿井的洗浴热水与节水设计提供可借鉴的技术和经验。
三、实验方法：
1、选择采用调研学习的方式到赵官能源、济阳能源查看余热回收设备使用及运行情况。
2、到邯郸石家庄圣启科技有限公司调研皮革厂恒温水制备技术，找专业设计院设计恒压循环供水管道运行方式，从20123年开始在浴室二楼进行实验恒温恒压技术制水供水技术实验。
3、调研洗浴中心关于IC卡插卡取水控水系统的使用情况，利用虚拟免费充值与超量现金充值相结合方式，提高职工的节水意识。
4、利用科学的数据分析余热回收效率，热水产量、恒温制水稳定性、恒压供水的可靠性等方面关键技术问题。系统的剖析节水效益、节能效益、环保效益，实现真正的清洁生产。
四、技术路线
首先，对目前国内特别是煤矿企业节能项目建设及应用取得的成绩进行全面调查研究，摸清现状。
在调查研究，摸清现状的基础上，对各种热水源、及热水源的效率、稳定性、经济性、运行原理工艺等主要因素进行认真细致地分析研究，结合现场实际，借鉴国内外成熟的先进技术和成功经验，编制科学合理、先进可行的施工设计和施工方案。选择可以同时回收热油和废气温度的空气压缩机余热回收设备，组合太阳和空气源热泵辅助方式制备热水；采用联动温感、压力变化传输和液位变化传输控制，根据温度、液位和压力的变化，按照先后顺序投用辅助热源。利用制备的热水并联恒温恒压制水、供水循环装置实现恒温恒压供水循环，减少职工的洗浴配水时间，实现节水应用；职工通过虚拟充值刷卡洗浴，提高职工的节水意识。组合空气压缩机余热回收与太阳能两种清洁热源与恒温恒压循环淋浴供水并联方式，该项目的节能、节水、安全稳定性、经济性等要素进行研究试验验证。
在该项目实施之前，去赵官能源、济阳能源和新巨龙公司调研职工洗浴供热方式及相关的节能改造工程。其中赵官能源使用回收的空气压缩机余热作为井口防冻热源；济阳能源使用压风余热和水源热泵组合的方式作为洗浴热源；新巨龙公司借助其特有的、充足的地热条件完全使用水源热泵作为洗浴热源、井口防冻和厂区供热热源。同时我单位调研民营企业的节水项目，使用恒温恒压供水不仅水量大，而且水量损失较少，特别是石家庄圣启公司开发的恒温制水设备，制水稳定性好，在水量一定的情况下，增大压力后使用效果极好。
因此在我单位结合本地区特有的环境，从节能、节水方面考虑，组合采用空气压缩机余热回收系统和太阳能热水制备系统，辅助空气源热泵的方式制备热水；同时并联恒温恒压制水供水循环系统和IC控水器刷卡洗浴系统，进行节水改造，达到职工洗浴节水的目的。使我单位职工洗浴方式达到节能、清洁生产、节水和节水基础上增加节能量的效果。全面提高能源的利用效率，特别是太阳能和空气压缩机余热的全部高效利用。在空气压缩机余热交换的过程中研究使用反渗透纯净水，解决本地区水质碱性强，腐蚀性大等一系列问题。取得了较好的成绩。