[實用新型]可調壓力的礦用高低壓水能交換系統

有效

• 申請號: 201220153494.3
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN202531209U
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 陳孜虎;姬建虎;張習軍;董浩民;褚召祥;閆洪遠;劉俊杰;劉利亞
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院
• 主分類號: E21F3/00
• 分類號: E21F3/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本實用新型涉及一種礦井冷、熱水交換系統，特別涉及一種采用高壓冷水將低壓的熱水推送至地面的礦井冷、熱水交換系統。

背景技術

隨著礦井開采深度加大，導致礦井地面集中制冷機組的冷水輸送到井下時，水的靜壓就已經遠遠超過了末端空冷器的承壓范圍，這種高低壓交換裝置可以使高壓冷水壓力降低到能夠滿足空冷器使用要求，并且冷損失極小。這種裝置利用U型管原理，進水管道、回水管道構成一個U型管，實現高壓冷水將低壓的熱水推送地面上，從而實現能量交換，就不需要用泵直接將熱水輸送到地面，降低運行費用。但是對整個降溫系統而言，如何克服機組的制冷負荷和末端負荷無法相匹配的問題；如何提高三通水分配器的流通效率以及如何改善管道中由于壓力波動出現的管道水擊和涌浪現象；再者，冷熱水循環的過程中由于水質中含有一些雜質，使得水質達不到要求，從而惡化了各種閥門的工作環境，縮短了閥門的使用壽命；使得管道系統發生一定程度的漏水或者循環水的損失現象，如果回水管道中的壓力在冷熱水循環的過程中會發生變化，無法確保整個系統中輸入的冷水和輸出的熱水流量的相等，這樣無法保證系統的連續穩定的運行。

因此需要一種能夠監控降溫系統運行狀況，使制冷機組輸出和末端負荷相匹配；能夠提供流通效率的三通水分配器；改善管道水擊和涌浪；提高回水質量、延長閥門的使用壽命；同時要保證系統連續穩定運行的大落差的礦井水壓力交換裝置。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型所要解決的技術問題是提供能夠對井下降溫系統集中監控、提高回水質量、延長閥門的使用壽命、同時要保證系統連續穩定運行的大落差的礦井水壓力交換裝置。

本實用新型是通過以下技術方案來實現的：

本實用新型提供的可調壓力的礦用高低壓水能交換系統，包括地面制冷站、三腔室水能交換裝置、電動調節閥、末端空冷器水流量調節裝置、空冷器、回水超壓泄放單元、循環水處理單元、變頻補水單元、水處理單元，所述地面制冷站通過三腔室水能交換裝置與末端空冷器水流量調節裝置連接，所述末端空冷器水流量調節裝置經過空冷器后的水依次經過回水超壓泄放單元、循環水處理單元和變頻補水單元后，通過三腔室水能交換裝置循環流入到水處理單元輸入到地面制冷站；

還包括液壓站、電動調節閥和井下集控制中心系統，所述液壓站與三腔室水能交換裝置連接，所述電動調節閥與末端空冷器水流量調節裝置連接，所述井下集控制中心系統分別與地面制冷站、液壓站、三腔室水能交換裝置、末端空冷器水流量調節裝置、變頻補水單元連接；所述井下集控制中心系統用于監控三腔室水能交換系統中的工作狀態及工作面環境狀況，與地面制冷站控制中心進行實時的數據交換，根據井下制冷負荷來控制地面制冷站的工況，根據各個工作面總的制冷量負荷對末端空冷器水流量調節裝置的冷凍水進水管道的電動調節閥開度進行控制，所述井下集控制中心系統用于根據變頻補水單元的狀態來控制流入到三腔室水能交換裝置的流水量。

進一步，所述井下集控制中心系統包括監控與報警系統、水泵變頻控制系統、PLC控制單元、末端流量調節單元和信號采集單元；

所述監控與報警系統，用于分析判斷系統狀態信號及控制相應的系統狀態，同時對超過預設值進行報警；

所述水泵變頻控制系統，用于調節變頻器的工作頻率，所述變頻器的工作頻率與回水流量與進水流量的流量差相匹配；

所述PLC控制單元，用于控制液壓站的電磁閥的開啟和關閉；

所述末端流量調節單元，用于對末端空冷器的水流量調節；

所述數據采集控制單元，用于采集控制系統的狀態參數。

進一步，所述井下集控制中心系統還包括高壓管道流量傳感器、低壓管道流量傳感器、腔體壓力傳感器、液壓控制閥門和腔體壓力平衡閥門；所述高壓管道流量傳感器設置于高壓循環管道的冷水側用于采集高壓循環管道中液體的流量信號，所述低壓管道流量傳感器設置于低壓循環管道的熱水側用于采集低壓循環管道中液體的流量信號，所述腔體壓力傳感器設置于水能轉換管的三通水分配器處用于采集水能轉換管內的壓力信號，所述流量信號和壓力信號分別輸入到工業控制計算機的數據采集模塊的輸入端，所述工業控制計算機的輸出端與液壓控制閥門連接并控制液壓控制閥門的開關動作。

進一步，所述循環水處理單元包括預過濾器和自動過濾器，所述預過濾器設置于低壓循環管道出水端用于過濾從低壓循環管道進入水能轉換管中液體；所述自動過濾器設置于預過濾器的出水端與回水泵之間。