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大風(fēng)量礦井乏風(fēng)熱回收蓄熱井筒防凍技術(shù)研究

文檔作者：田康張蕊紅牛明明文檔來(lái)源：晉煤集團(tuán)技術(shù)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2023年03月17日
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2016年第7期(總第130期)
鈺派與芋{砉
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2016年7月
大風(fēng)量礦井乏風(fēng)熱回收蓄熱井簡(jiǎn)防凍技術(shù)研究
田康，張蕊紅，牛明明
(晉煤集團(tuán)技術(shù)研究院，山西晉城048006)
摘要： 中國(guó)大多數(shù)煤礦設(shè)有邊界風(fēng)井，遠(yuǎn)離礦區(qū)，一般采用獨(dú)立燃燒鍋爐與熱風(fēng)爐供熱，有消耗煤炭、污染大氣環(huán)
境及風(fēng)井場(chǎng)地礦井乏風(fēng)豐富的廢熱資源直接排放而未有效利用的問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題開展大風(fēng)量礦井乏風(fēng)熱回收儲(chǔ)能井
筒防凍技術(shù)研究，替代風(fēng)井場(chǎng)地原有熱風(fēng)爐，解決大風(fēng)量礦井乏風(fēng)廢熱資源化利用和邊界進(jìn)風(fēng)井筒防凍節(jié)能、清潔供熱
等問(wèn)題。
關(guān)鍵詞： 乏風(fēng)；蓄熱；井筒；防凍
中圖分類號(hào)：TD724 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095—0802一(2016)07—0179—02
Study on the Regenerative Thermal Shaft Antifreezing Techniques of Ventilation Air Methane
Heat in the Large Air Volume Mine
TIAN Kang，ZHANG Ruihong，NIU Mingming
(Technology Research Institute，Jincheng Anthracite Mining Group，Jincheng 048006，Shanxi，China)
Abstract：Boundary air shaft were equipped in coal mines and away from the mining area in China，which generally adopted independent
burning heating boiler and hot blast furnace．Thus these coal mines have some drawbacks in consumption of coal，air
pollution，and direct emission instead of effective use of rich waste heat resources of coal mine ventilation air methane in the air
shaft mines．To cure the above problems，this paper studied the regenerative thermal shaft antifreezing techniques of ventilation air
methane heat in the large air volume mine，replacing the original hot original hot blast stove in wind well site to solve the
problems of the effective usage of rich waste heat resources of coal mine ventilation air metIlane in the air shaft mines，and
antifreezing and engery-saving，clean heating of boundary air shaft．
Key words：coal mine ventilation air methane；thermal storage；mine shaft；antifreezing
O引言
中國(guó)是一個(gè)煤炭工業(yè)大國(guó)，資源大量開采及傳統(tǒng)
的利用方式造成嚴(yán)重的資源與環(huán)境問(wèn)題，煤炭行業(yè)節(jié)
能減排形勢(shì)嚴(yán)峻。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年中國(guó)原煤產(chǎn)量38．7 X
108 t【1】，礦井乏風(fēng)量約326 799 mS／s，經(jīng)測(cè)算可回收利用
的熱量約折合標(biāo)煤1 630x104 t／a，節(jié)能減排效益顯著。
1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有礦井乏風(fēng)廢熱回收形式的比較
煤礦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量廢熱資源，其中礦井乏
風(fēng)廢熱有較大比重，并且礦井乏風(fēng)具有風(fēng)量大、粉塵
大、恒溫、高濕的特點(diǎn)，是具有較高利用價(jià)值的低溫廢
熱資源，因此如何實(shí)現(xiàn)礦井乏風(fēng)廢熱的高效回收利用是
關(guān)鍵，幾種礦井乏風(fēng)廢熱回收形式優(yōu)劣比較見表l[2]。
通過(guò)對(duì)以上特點(diǎn)進(jìn)行分析比較可知，大風(fēng)量礦井
乏風(fēng)廢熱利用時(shí)應(yīng)充分考慮礦井乏風(fēng)的特殊性及礦井
通風(fēng)安全的因素，在提高換熱效率的同時(shí)減小對(duì)礦井
乏風(fēng)阻力及礦井乏風(fēng)流中粉塵等對(duì)換熱設(shè)備的影響。
2大風(fēng)量礦井乏風(fēng)熱回收井筒防凍技術(shù)研究
晉煤集團(tuán)成莊礦4#回風(fēng)井的乏風(fēng)量為21 ooo m3／min，
乏風(fēng)溫度為13℃，濕度為77％，蘊(yùn)含有大量低溫?zé)崮堋?
收稿日期：2016—02—03
第一作者簡(jiǎn)介：田康，1985年生，男，山西晉城人，2016年畢業(yè)
于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)礦業(yè)工程專業(yè)，碩士，助理工程師。
表1 幾種礦井乏風(fēng)廢熱回收形式的比較
回收形式特點(diǎn)
在回風(fēng)井的出風(fēng)優(yōu)勢(shì)：熱回收效率較高，換熱器選擇形式較多；
口風(fēng)道或在旁路劣勢(shì)：在風(fēng)道內(nèi)布置換熱器會(huì)增大通風(fēng)阻力，礦井乏
風(fēng)道內(nèi)設(shè)置換熱器風(fēng)流中的粉塵易附著在換熱器表面，影響換熱效率
在礦井回風(fēng)擴(kuò)散
優(yōu)勢(shì)：熱回收效率較高，減少二次換熱過(guò)程的換熱損；
塔頂部設(shè)置熱管
式換熱器
劣勢(shì)：礦井乏風(fēng)流中粉塵會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器磨損和堵灰
在礦井回風(fēng)擴(kuò)散
優(yōu)勢(shì)：循環(huán)水不會(huì)受礦井乏風(fēng)的污染，循環(huán)水只需
塔頂部設(shè)置板翅
克服管道和設(shè)備的水阻力；
劣勢(shì)：換熱翅片間距小，容易堵塞，熱阻較大，金屬
式換熱器
耗量大，造價(jià)高
在礦井回風(fēng)擴(kuò)
優(yōu)勢(shì)：熱回收效率較高，減少二次換熱過(guò)程的換熱損失；
散塔內(nèi)部設(shè)置
劣勢(shì)：布置多級(jí)集風(fēng)器會(huì)增大通風(fēng)阻力，且粉塵會(huì)
隨著乏風(fēng)流進(jìn)入風(fēng)管，易附著在風(fēng)道表面，堵塞風(fēng)
集風(fēng)器
源熱泵機(jī)組內(nèi)部蒸發(fā)器
優(yōu)勢(shì)：直接接觸熱濕交換，換熱效率高，可充分吸收
在礦井回風(fēng)擴(kuò)散
礦井乏風(fēng)潛熱，對(duì)礦井乏風(fēng)的通風(fēng)阻力影響很小，
塔頂部設(shè)置噴淋
且噴淋換熱過(guò)程對(duì)礦井乏風(fēng)起到除塵作用，不會(huì)對(duì)
換熱器造成堵塞：
式換熱器
劣勢(shì)：噴淋換熱循環(huán)系統(tǒng)為開式系統(tǒng)，噴淋換熱循
環(huán)水易受到污染，需要較好的水處理措施
2．1大風(fēng)量礦井乏風(fēng)廢熱回收利用技術(shù)研究
經(jīng)表1綜合對(duì)比分析，成莊礦44風(fēng)井井筒防凍項(xiàng)目
在礦井回風(fēng)擴(kuò)散塔頂部設(shè)置噴淋式換熱器，并根據(jù)其
倒錐形擴(kuò)散塔及乏風(fēng)風(fēng)量大的特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)化地
研究與改進(jìn)，其系統(tǒng)如圖1所示。
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