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大風量礦井乏風熱回收蓄熱井筒防凍技術研究

文檔作者：田康張蕊紅牛明明文檔來源：晉煤集團技術研究院		點擊數：	更新時間： 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
大風量礦井乏風熱回收蓄熱井簡防凍技術研究
田康，張蕊紅，牛明明
(晉煤集團技術研究院，山西晉城048006)
摘要： 中國大多數煤礦設有邊界風井，遠離礦區(qū)，一般采用獨立燃燒鍋爐與熱風爐供熱，有消耗煤炭、污染大氣環(huán)
境及風井場地礦井乏風豐富的廢熱資源直接排放而未有效利用的問題。針對以上問題開展大風量礦井乏風熱回收儲能井
筒防凍技術研究，替代風井場地原有熱風爐，解決大風量礦井乏風廢熱資源化利用和邊界進風井筒防凍節(jié)能、清潔供熱
等問題。
關鍵詞： 乏風；蓄熱；井筒；防凍
中圖分類號：TD724 文獻標識碼： A 文章編號： 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
中國是一個煤炭工業(yè)大國，資源大量開采及傳統(tǒng)
的利用方式造成嚴重的資源與環(huán)境問題，煤炭行業(yè)節(jié)
能減排形勢嚴峻。據統(tǒng)計，2014年中國原煤產量38．7 X
108 t【1】，礦井乏風量約326 799 mS／s，經測算可回收利用
的熱量約折合標煤1 630x104 t／a，節(jié)能減排效益顯著。
1 國內外現有礦井乏風廢熱回收形式的比較
煤礦生產過程中產生大量廢熱資源，其中礦井乏
風廢熱有較大比重，并且礦井乏風具有風量大、粉塵
大、恒溫、高濕的特點，是具有較高利用價值的低溫廢
熱資源，因此如何實現礦井乏風廢熱的高效回收利用是
關鍵，幾種礦井乏風廢熱回收形式優(yōu)劣比較見表l[2]。
通過對以上特點進行分析比較可知，大風量礦井
乏風廢熱利用時應充分考慮礦井乏風的特殊性及礦井
通風安全的因素，在提高換熱效率的同時減小對礦井
乏風阻力及礦井乏風流中粉塵等對換熱設備的影響。
2大風量礦井乏風熱回收井筒防凍技術研究
晉煤集團成莊礦4#回風井的乏風量為21 ooo m3／min，
乏風溫度為13℃，濕度為77％，蘊含有大量低溫熱能。
收稿日期：2016—02—03
第一作者簡介：田康，1985年生，男，山西晉城人，2016年畢業(yè)
于中國礦業(yè)大學(北京)礦業(yè)工程專業(yè)，碩士，助理工程師。
表1 幾種礦井乏風廢熱回收形式的比較
回收形式特點
在回風井的出風優(yōu)勢：熱回收效率較高，換熱器選擇形式較多；
口風道或在旁路劣勢：在風道內布置換熱器會增大通風阻力，礦井乏
風道內設置換熱器風流中的粉塵易附著在換熱器表面，影響換熱效率
在礦井回風擴散
優(yōu)勢：熱回收效率較高，減少二次換熱過程的換熱損；
塔頂部設置熱管
式換熱器
劣勢：礦井乏風流中粉塵會導致換熱器磨損和堵灰
在礦井回風擴散
優(yōu)勢：循環(huán)水不會受礦井乏風的污染，循環(huán)水只需
塔頂部設置板翅
克服管道和設備的水阻力；
劣勢：換熱翅片間距小，容易堵塞，熱阻較大，金屬
式換熱器
耗量大，造價高
在礦井回風擴
優(yōu)勢：熱回收效率較高，減少二次換熱過程的換熱損失；
散塔內部設置
劣勢：布置多級集風器會增大通風阻力，且粉塵會
隨著乏風流進入風管，易附著在風道表面，堵塞風
集風器
源熱泵機組內部蒸發(fā)器
優(yōu)勢：直接接觸熱濕交換，換熱效率高，可充分吸收
在礦井回風擴散
礦井乏風潛熱，對礦井乏風的通風阻力影響很小，
塔頂部設置噴淋
且噴淋換熱過程對礦井乏風起到除塵作用，不會對
換熱器造成堵塞：
式換熱器
劣勢：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大風量礦井乏風廢熱回收利用技術研究
經表1綜合對比分析，成莊礦44風井井筒防凍項目
在礦井回風擴散塔頂部設置噴淋式換熱器，并根據其
倒錐形擴散塔及乏風風量大的特點對其進行系統(tǒng)化地
研究與改進，其系統(tǒng)如圖1所示。
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