[發(fā)明專利]一種煤礦雙熱源熱能利用系統(tǒng)及其運(yùn)行方式

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510493350.0
• 申請日: 2015-08-12
• 公開（公告）號: CN105180245A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建學(xué);李蘇龍;平建明;李廣俊;程秋紅
• 申請（專利權(quán)）人: 北京礦大節(jié)能科技有限公司;山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)科技發(fā)展有限公司;山西省長治經(jīng)坊煤業(yè)有限公司
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18;F25B27/02;E21F1/00;E21F16/00
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱能利用系統(tǒng)及其運(yùn)行方式，特別是關(guān)于一種針對礦井回風(fēng)與礦井排水雙熱源進(jìn)行回收利用的系統(tǒng)及其運(yùn)行方式。

背景技術(shù)

煤礦建筑采暖、井筒防凍及職工浴室的洗浴熱水需要大量熱能，大多數(shù)煤礦均采用燃煤鍋爐供熱，這種供熱方式不僅消耗大量的不可再生能源，同時還會排放大量的溫室氣體等不利于環(huán)境保護(hù)的污染物。如何能使這些潛在的能源加以利用，以減少鍋爐煤耗或完全替代鍋爐，是廣大工程技術(shù)人員需要思考的一個問題。

礦井通風(fēng)是礦井生產(chǎn)中最基本的環(huán)節(jié)，當(dāng)?shù)孛骘L(fēng)流送入進(jìn)風(fēng)井筒，供給新鮮空氣的同時也吸收來自圍巖、機(jī)械設(shè)備、人員等方面的散熱，因此，礦井回風(fēng)風(fēng)量大、溫度較高，礦井回風(fēng)中低溫?zé)崮苜Y源豐富；煤礦礦井水是指煤炭開采過程中產(chǎn)生的地下涌水，煤礦礦井水在開采過程中排放量較大，且相對穩(wěn)定，礦井排水水溫一年四季變化不大，一般在18～20℃左右，可見，礦井水中蘊(yùn)藏著豐富的低溫?zé)崮堋?/p>

目前我國已開展單一的礦井回風(fēng)廢熱資源利用技術(shù)或礦井排水廢熱資源的利用技術(shù)的研究，且有一定的應(yīng)用實(shí)例，但存在有一定局限性：缺乏礦井回風(fēng)、礦井排水雙熱源熱泵技術(shù)工藝開發(fā)及應(yīng)用研究，即利用一套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)礦井回風(fēng)與礦井排水綜合利用。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可以回收礦井回風(fēng)、礦井排水中熱源的熱能回收利用系統(tǒng)及其運(yùn)行方式。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種煤礦雙熱源熱能利用系統(tǒng)，其特征在于：它包括設(shè)置在礦井通風(fēng)擴(kuò)散塔頂部的礦井回風(fēng)換熱器、回風(fēng)換熱蓄水池、回風(fēng)換熱循環(huán)水池、礦井水池、在線水處理設(shè)備、板式換熱器、熱泵機(jī)組單元、用戶設(shè)備；

所述熱泵機(jī)組單元可以為一個或一個以上并聯(lián)的熱泵機(jī)組；

所述礦井通風(fēng)擴(kuò)散塔內(nèi)部彎道處設(shè)置若干弧形導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板與礦井通風(fēng)擴(kuò)散塔內(nèi)壁兩側(cè)連接；

所述礦井回風(fēng)換熱器底部設(shè)置所述回風(fēng)換熱蓄水池，所述回風(fēng)換熱蓄水池管道連接所述回風(fēng)換熱循環(huán)水池，所述回風(fēng)換熱循環(huán)水池通過回風(fēng)換熱輸出、輸回管道連接所述熱泵機(jī)組單元的能量提取側(cè)，所述回風(fēng)換熱蓄水池還通過噴淋循環(huán)泵連接所述礦井回風(fēng)換熱器，形成回風(fēng)換熱循環(huán)管路；

所述礦井水池中設(shè)置礦井水一次換熱循環(huán)泵和排水泵，所述礦井水池通過礦井水一次換熱輸出、輸回管道連接所述板式換熱器的熱源側(cè)，形成礦井水一次換熱循環(huán)管路；所述板式換熱器的冷源側(cè)通過礦井水二次換熱輸出、輸回管道連接所述熱泵機(jī)組單元的能量提取側(cè)，形成礦井水二次換熱循環(huán)管路；

所述熱泵機(jī)組單元通過循環(huán)泵連接所述用戶設(shè)備。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)流板由水平導(dǎo)流段和弧形導(dǎo)流段組成，所述導(dǎo)流板長度由內(nèi)而外依次增大，所述弧形導(dǎo)流段的弧度與所述礦井通風(fēng)擴(kuò)散塔外弧度一致。

優(yōu)選地，所述礦井通風(fēng)擴(kuò)散塔底部在所述回風(fēng)換熱蓄水池之前設(shè)置擋水裝置。

優(yōu)選地，所述熱泵機(jī)組單元包括兩個并聯(lián)的第一熱泵機(jī)組和第二熱泵機(jī)組；所述第一熱泵機(jī)組能量提取側(cè)的輸入端、輸出端分別連接第一管道，第二管道，所述第二熱泵機(jī)組能量提取側(cè)的輸入端、輸出端分別連接第三管道，第四管道。

優(yōu)選地，所述第一熱泵機(jī)組能量提取側(cè)的輸入端通過所述第一管道分別連接所述回風(fēng)換熱輸出管道、所述礦井水二次換熱輸出管道；所述第一熱泵機(jī)組能量提取側(cè)的輸出端通過所述第二管道分別連接所述回風(fēng)換熱輸回管道、所述礦井水二次換熱輸回管道；

所述第二熱泵機(jī)組能量提取側(cè)的輸入端通過所述第三管道分別連接所述回風(fēng)換熱輸出管道、所述礦井水二次換熱輸出管道；所述第二熱泵機(jī)組能量提取側(cè)的輸出端通過所述第四管道分別連接所述回風(fēng)換熱輸回管道、所述礦井水二次換熱輸回管道。

優(yōu)選地，所述回風(fēng)換熱輸出、輸回管道，所述礦井水二次換熱輸出、輸回管道上分別設(shè)置第一截止閥、第二截止閥、第三截止閥、第四截止閥。

優(yōu)選地，所述礦井水一次換熱管路上設(shè)置有并聯(lián)的所述在線水處理設(shè)備。

一種煤礦雙熱源熱能利用系統(tǒng)的運(yùn)行方式，其運(yùn)行步驟為：

1)開啟第一截止閥、第二截止閥，礦井通風(fēng)擴(kuò)散塔排出的礦井回風(fēng)通過礦井回風(fēng)換熱器將熱量傳遞給噴淋水，攜帶熱能的噴淋水匯集到擴(kuò)散塔下方設(shè)置的回風(fēng)換熱蓄水池，并通過管道輸送到回風(fēng)換熱循環(huán)水池，回風(fēng)換熱循環(huán)泵將循環(huán)水輸送到熱泵機(jī)組單元，經(jīng)熱泵機(jī)組提熱后輸回到回風(fēng)換熱循環(huán)水池，噴淋循環(huán)泵將提熱后的循環(huán)水輸送到礦井回風(fēng)換熱器繼續(xù)與礦井回風(fēng)接觸換熱，從而實(shí)現(xiàn)礦井回風(fēng)側(cè)熱能的提取；