[發明專利]一種通過表冷器直接為礦井降溫閉式循環系統及工作方法

在審

• 申請號: 202010435972.9
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111472829A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 王維;牛超;郭忠良;高慎彪;楊崇吉
• 申請（專利權）人: 山東新雪礦井降溫科技有限公司
• 主分類號: E21F3/00
• 分類號: E21F3/00;F24F5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種通過表冷器直接為礦井降溫閉式循環系統及工作方法，它包括地面部分和井下部分；地面部分由表冷器、高壓循環泵、高壓進水管、高壓回水管、乙二醇補水管、乙二醇補水箱、補水泵、表冷器風機組成；井下部分由高壓回水管、高低壓換熱器、井下循環水進水管、井下循環水回水管、井下循環水泵、空冷器及空冷器局扇風機組成。本發明利用室外自然冷源冷量實現礦井降溫，并可根據室外溫度變化通過調整循環泵的流量實現自主調節，具有適應能力強，調節范圍廣的特點，同時減少了制冷系統能耗、降低設備運行費用、徹底解決了室外設備結冰凍壞的問題。

技術領域

本發明屬于礦井降溫技術，尤其是涉及一種通過表冷器直接為礦井降溫閉式循環系統，具體可闡述為系統通過表冷器吸取室外自然冷源冷量后將冷量直接輸送到井下進行降溫。

背景技術

據統計，全國現有煤礦平均采深每年增加9m，采深大于700m的礦井有50多處，最深礦井已經超過1500m，預計煤炭資源總量的53％埋深于1000m的地下。隨著開采深度的增加，機械化程度的提高，由此出現的地熱、機械散熱也越來越大。高溫高濕等熱害問題開始突出，井下作業人員的工作效率、人身安全和身體健康受到極大的影響，采取相應措施對其進行治理，保證井下有適宜的作業環境等工作勢在必行。

我國北方地區存在多處采用人工制冷方式的礦井，在冬季室外氣溫達到零下時，制冷機組仍正常運行，為了防止冬季制冷機組凍壞，室內采用暖氣采暖。在室外天然冷源存在的情況下，部分礦井降溫運行費用不降反漲。

制冷設備在運行時需要用到冷卻塔、蒸發冷等換熱設備，在北方地區室外溫度達到-5℃及以下時，設備極易出現掛冰、結冰現象，極限溫度時甚至造成設備內部冷媒結冰，導致設備損壞或結構坍塌。

冬季北方地區低氣溫、低含濕量，是零投資、無污染的天然冷源，如何利用該天然冷源來實現礦井降溫、減少設備初投資及運行費用是需解決的問題。

發明內容

為了解決礦井制冷設備易出現掛冰、結冰現象、極限溫度時甚至造成設備內部冷媒結冰而導致設備損壞或結構坍塌的技術缺陷，本發明提供一種通過表冷器直接為礦井降溫閉式循環系統，該系統通過利用表冷器來吸收室外天然冷量后，將冷量直接輸送到井下進行降溫，解決礦井高溫熱害問題。系統可根據室外天氣情況進行自動調節，減少制冷系統能耗、降低設備運行費用、不存在室外設備結冰凍壞的問題。

本發明同時提供利用該系統的實現方法

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種通過表冷器直接為礦井降溫閉式循環系統，它包括地面部分和井下部分，其特征在于：

地面部分由表冷器、高壓循環泵、高壓進水管、高壓回水管、乙二醇補水管、乙二醇補水箱、補水泵、表冷器風機組成；井下部分由高壓回水管、高低壓換熱器、井下循環水進水管、井下循環水回水管、井下循環水泵、空冷器及空冷器局扇風機組成；

所述的地面部分各部件連接關系是：表冷器風機與表冷器殼程出風口密封連接，表冷器殼程進風口直通大氣，表冷器管程出口通過高壓循環泵和高壓進水管與高低壓換熱器高壓側的進口相通，高低壓換熱器高壓側的出口通過高壓回水管與表冷器管程進口相通；乙二醇補水箱通過乙二醇補水管和補水泵與與高壓進水管相連；

所述的井下部分各部件連接關系是：高壓進回水管路接高低壓換熱器高壓側，高低壓換熱器低壓側的出口通過井下循環水泵和井下循環水進水管與空冷器管程進口相通，空冷器管程出口通過井下循環水回水管與高低壓換熱器低壓側的進口相通；空冷器的殼程進風口與空冷器局扇風機出風口密封相連，空冷器殼程的出風口通向需冷地點。

本發明循環系統的工作方法包括地面循環流程和井下循環流程。其中：