二十九、矿石卸船机电气室换热系统应用技术

1.技术概要

卸船机电气室换热系统由转轮式热交换器、过滤器、送/排风机及控制系统组成。转轮式热交换器通过一个12r/min速度不断转动的蜂窝状转轮进行能量传递。采用厚度为0.07mm的镁铝合金材质作为转轮装置热传导介质，其具有换热效率高、耐腐蚀、抗氧化，易清洗等优点。转芯通过波纹铝箔与平板铝箔机械化缠绕制成，结构紧密，通风顺畅。转轮芯体装配在一个左右或者上下分隔区的金属箱体内，由驱动电机通过皮带带动转芯转动。新风、热风被分成两路，互不干扰，从而阻断了外来含矿粉量较高的空气进入电气室，保证了电气室冷却风源的纯净，避免了电气室的交叉污染。

2.适用范围

该技术适用于各类大型港口机械的电气室换热系统改造。

3.技术内容

如图1、图2所示，排风电机23工作时，将室内高温气体吸入排风通道21，进而经过转轮芯体11，转轮芯体11吸收热量，温度升高，空气温度降低，通过送风管路4被送入室内。新风电机24将室外低温气体经新风进口221吸入新风通道22，经过温度升高的转轮芯体11，为其降温，然后通过新风出口22排出室外。

为了防止外部大颗粒粉尘被吸入排风通道和新风通道，在排风进口21以及新风进口22处分别设置过滤单元，用于过滤吸入的空气。过滤单元可采用滤网、滤布等具有过滤功能的装置实现，优选采用具有自动清洁或抽拉式功能，方便拆卸清洗的板式初效过滤器。

卸船机电气室容积为108m3，配有大型西门子变频驱动柜，卸船机作业时变频器等电气元件散热量大。电气室原设计配备了5台大功率空调（3台10匹空调、两台5匹空调）不间断强制制冷散热。电气室换热系统就是利用室内、室外温差，通过换热装置的强制驱动进行热能置换，实现室内热空气与室外冷空气的热量交换，以达到取代空调制冷功能，降低电能消耗的目的。

卸船机电气室换热系统冬季运行时，室内排风经过过滤后通过转轮芯体，转芯温度升高，排风温度降低；转轮持续转动，当转轮与室外新风接触时，转轮芯体向新风空气释放热量，使新风温度升高，带走热量。控制柜采用手自一体式控制，另配有温度自动控制系统，温度范围23±5℃，当室温降到18℃以下时机组自动停机，室温超过26℃机组自动开机；控制器手动调节风量，风量为12000m3/h。

室外温度为15℃以下，就可以开启此系统，为电气房调温，达到空调检测设定温度时，空调自动待机，减少制冷做功，此系统回收效率可达到70-85%，降低了空调运行中冷负荷和耗电量。

图3换热系统电气室安装效果图

4.案例分析

（1）技术应用单位

日照港集团有限公司

（2）技术应用情况

日照港集团有限公司共投资61.2万元，实施了6台卸船机电气室的换热系统改造，平均技改费用约10.2万元/台。

（3）效益分析

①项目实施前能耗情况

实施前能耗：卸船机电气房配备3台10匹空调和2台5匹空调，在制冷状态下折合工作功率44kW。空调做功制冷利用系数按85%，6台卸船机日消耗电力按每年120天开启大机电气房换热系统，用电量为：

44kW×24h×85%×６台×120天＝646272kWh

②项目实施后的能耗情况

卸船机电气室换热系统投入使用以后，电气房内原５台大功率空调在室外气温在15°以下（120天）基本不用投运，只是在湿度较大时，偶尔开启除湿功能，电力消耗接近为零。

换热系统制冷设备有换热机组风机一台，功率为5kW，利用系数同样按每天85%运转。其用电量＝5kW×24ｈ×85%×６台×120天＝73440kWh。

项目节电量＝项目实施前用电量-项目实施后用电量＝646272kWh-73440kWh=572832kWh，折合年节能量为189tce，减少CO2排放471t。每年可节约用电成本61.8万元(按日照市工商业基础电价1.08元/kWh计算)。即6台卸船机的节能改造一年的时间就可收回改造成本，经济效益明显。

5.推广建议

卸船机电气室换热系统属于空气能利用技术，适宜在室内外温差较大的气候条件下应用，建议应用企业根据当期气候条件，科学选用该项技术。并进一步探索该技术在岸边集装箱起重机、装船机等类似大型装卸机械上的应用。