[發明專利]低乏風溫度礦井乏風余熱提取系統

在審

• 申請號: 201711313265.7
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107837629A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 馬寧;魏巍;朱培根;王慶陽;崔其林;張佩
• 申請（專利權）人: 山東宜美科節能服務有限責任公司
• 主分類號: B01D47/06
• 分類號: B01D47/06;E21B36/00;F04B39/06;F24D3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及低乏風溫度礦井乏風余熱提取系統，屬于煤礦礦井余熱利用系統領域。

背景技術

礦井乏風余熱回收系統目前在夏熱冬冷地區，即華北、華東地區目前利用較為廣泛。系統形式以噴淋對流換熱式和深焓直蒸式兩種為主，其中在華北、華東地區以噴淋對流換熱式為主，主要是因為華北、華東地區的煤礦礦井深度較深，井深一般都在400米以上，礦井乏風的全年溫度據不完全統計在18-30℃左右，并且由于華北華東地區的冬季室外溫度相對西北、東北地區較高，一般冬季溫度在-10℃以內，極寒天氣溫度最多達到-20℃左右。利用噴淋對流換熱式乏風換熱器提取乏風熱量經過熱泵系統升溫后完全可以滿足井口防凍以及礦區供暖的需求。但對于西北、東北地區的煤礦，由于煤層較淺，深度往往在200米之內，礦井乏風的溫度一般在10℃以內，并且由于冬季時間長，室外環境溫度低，礦井井口防凍的負荷量較大，如依舊采用噴淋對流換熱式乏風換熱器，為防止水結冰及保護熱泵主機，可利用的乏風溫度最多7-8℃，取熱溫差范圍小加上室外環境溫度低造成乏風余熱利用系統無法獨立滿足井口防凍或是礦井供暖的需求，并且也存在結冰導致的安全隱患。

目前有采用深焓直蒸式乏風換熱系統來解決西北、東北地區乏風溫度低、室外環境溫度低的所造成的取熱難、供熱能力不足的情況。這種取熱方式的原理是將熱泵主機的蒸發器分離，將蒸發器放置在乏風井口預制的結構建筑內，由于蒸發器中冷媒的溫度運行溫度可以再零度以下，這就加大了同礦井乏風的換熱溫差，從而可以實現大溫差的取熱滿足供熱需求。但這種方式最大的問題在于熱泵主機需要針對不同煤礦乏風系統進行訂制，并且換熱器長期處在粉塵、顆粒雜質比較多的環境下，容易臟堵影響換熱，即便是采取自動清洗措施，清洗溶液同樣需要訂制且冰點必須極低才能滿足使用要求，不管是從設備穩定性還是成本上都阻礙了這種系統形式的發展。

發明內容

本發明的目的和任務是，針對目前西北、東北等低乏風溫度、低環境溫度的煤礦礦井乏風余熱利用，研制一種低乏風溫度礦井乏風余熱提取系統，本系統安裝后可以通過營造正壓環境實現低環境溫度條件下低乏風溫度礦井乏風的余熱供熱利用，并且通過配套的凈化系統實現礦井乏風的凈化過濾，對解決西北、東北地區煤礦冬季取代燃煤鍋爐井口防凍及供熱有重要意義。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

低乏風溫度礦井乏風余熱提取系統，其特征在于：系統由礦井乏風風筒1、空壓機余熱回收系統2、礦井乏風除塵室3、半乏風換熱室4、空氣源熱泵系統5等組成，礦井乏風經礦井乏風風筒1排至礦井乏風除塵室3，礦井乏風除塵室3中設置噴淋除塵裝置，噴淋除塵的供水來源于空壓機余熱回收系統2回收的熱水，礦井乏風經除塵室除塵后送入乏風換熱室4，通過配套的引風管送入對應的空氣源熱泵系統5附近進行換熱，換熱后的空氣源熱泵排風通過封閉的風管送至室外。

根據本發明的優選方案，利用空壓機余熱回收系統2，回收空壓機油溫及壓縮空氣溫度后用來加熱礦井乏風除塵室的噴淋循環水，保證低溫環境溫度下除塵水不結冰，同時配套過濾系統6來保證不堵塞空壓機余熱回收系統熱交換器。

根據本發明的優選方案，乏風換熱室4采用輕鋼結構設計，采用加厚不燃巖棉預制保溫墻體，內部根據不同乏風通風量劃分區域，通過引風管將乏風送至每個區域，屋頂采用夾層設計，夾層以上只設至屋頂，四周開放式設計，空氣源熱泵通過排風管接至夾層設置的通風口，將換熱后的乏風排至大氣。整個換熱過程中乏風換熱室維持正壓狀態。引風管、排風管可采用鍍鋅鐵皮風管、酚醛復合風管。

根據本發明的優選方案，空氣源熱泵系統5采用超低溫空氣源熱泵主機，要求-20度正常制熱運行，并且出水溫度不低于50℃。

根據上述優選方案，可以實現對低乏風溫度礦井的乏風除塵及余熱回收進行井口防凍或是礦區建筑供熱，根本上替代冬季低環境溫度地區煤礦冬季鍋爐井口防凍及供熱。

附圖說明

圖1是本低乏風溫度礦井乏風余熱提取系統示意圖。

具體實施方式

為使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合附圖1對本低乏風溫度礦井乏風余熱提取系統進行具體說明。