礦井制冷降溫系統(tǒng)

1、礦井制冷降溫系統(tǒng)礦井制冷降溫系統(tǒng) 新巨龍能源有限責(zé)任公司 李 偉2009年12月一、制冷降溫的必要性一、制冷降溫的必要性n根據(jù)龍固礦井地質(zhì)資料，礦區(qū)恒溫帶深度50m、溫度18.9；平均地溫梯度 2.88/100m，其中非煤系地層平均地溫梯度2 .52/100m，煤系地層平均地溫梯度3.23/100m。礦井主采3煤層賦存區(qū)由西向東地溫梯度逐漸變小，呈西高東低、南高北低的總趨勢。向斜軸部地溫梯度略低，背斜軸部地溫梯度略高。3煤層底板溫度平均41.38，3煤層全部處于一級或二級高溫區(qū)，且大部分為二級高溫區(qū)，一級高溫區(qū)基本上在-700m 等高線以淺，位于3(3 上)煤層賦存區(qū)的西部；二級高溫區(qū)大致在-

2、700m 等高線以深，主要位于3(3 上)煤層賦存區(qū)東部。n根據(jù)礦井實際揭露情況，礦井涌水溫度較高，且涌水量大。涌水點溫度4651，最大涌水量達(dá)到1700 m3/h。且同水平水溫比巖溫高46.3，水的放熱量傳遞給風(fēng)流的速度快。水溫高是新巨龍公司礦井高溫?zé)岷Φ闹匾攸c。n龍固礦井為高強度機械化生產(chǎn)的大型現(xiàn)代化礦井，礦井采、掘、運的機電設(shè)備容量大，機械熱源也是礦井高溫的重要因素。n井下高溫?zé)岷κ謬?yán)重，隨著掘進巷道的不斷延伸，通風(fēng)距離變長，礦井高溫涌水點不斷增加，各個掘進迎頭溫度高達(dá)33，濕度高達(dá)95%左右，嚴(yán)重影響了職工身體健康和礦井掘進速度，高溫?zé)岷σ殉蔀榈V井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，且僅依靠通風(fēng)降

3、溫和局部降溫難以改善井下的高溫環(huán)境。今后隨著掘進距離延長和涌水量增加，掘進巷道溫度還有增加的趨勢。因此龍固礦井必須采取必要的制冷降溫措施，為井下創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境，具有很大的社會效益和經(jīng)濟效益。 二、制冷降溫工藝與設(shè)備二、制冷降溫工藝與設(shè)備龍固煤礦制冷降溫系統(tǒng)使用三種制冷設(shè)備：龍固煤礦制冷降溫系統(tǒng)使用三種制冷設(shè)備：n1、冰冷輻射系統(tǒng)、冰冷輻射系統(tǒng)n2、井下水源熱泵系統(tǒng)、井下水源熱泵系統(tǒng)n3、EAV300移動式空氣冷卻器降溫系統(tǒng)移動式空氣冷卻器降溫系統(tǒng)n4、空冷器、空冷器1、冰冷輻射系統(tǒng)、冰冷輻射系統(tǒng)n（1）冰冷輻射系統(tǒng)設(shè)備n2臺冷水機組選用約克壓縮機，機組型號分別為SEZEZS4SCKE/22

4、（制冷量1519KW）、YSDACASCGE（制冷量1020KW）；7套制冰機組選用格拉索壓縮機，型號為YR-Y36S-28，單臺制冷量1000KW,用R22作為制冷劑。21臺片冰機由山東新雪公司生產(chǎn)，單臺制冰量為60td，總制冰量1260t/d。蒸發(fā)式冷凝器為上海萬享制冷設(shè)備公司生產(chǎn)的。供配電設(shè)備主要選用無錫軍工、山東新雪公司的開關(guān)柜和控制柜。礦井冰冷輻射系統(tǒng)總裝機容量達(dá)3765.3KW。 冰冷輻射系統(tǒng)如圖1所示：n圖1（2）工藝流程n礦井水處理廠冷卻塔地面冷水機組地面冷水池制冰機2部輸冰溜子螺旋輸送機副井制冷管路井下融冰池冷水輸送管網(wǎng)工作面空冷器 。冰冷輻射降溫系統(tǒng)總體情況n礦井水處理廠處

5、理過的礦井水經(jīng)過冷卻塔后，水溫降至28，再將其送入地面的兩臺冷水機組，經(jīng)冷水機組降溫后，送至地面冷水池，再進入地面制冰機制成片狀冰，由2部XGZ06型埋刮板輸送機及一部螺旋輸送機作為地面輸冰設(shè)備副井安設(shè)兩趟351無縫鋼管井筒底輸冰斜管井下硐室（融冰池319.7m3） 輸冷水泵兩臺（一用一備）井下制冷管網(wǎng)；將低溫水送至各需冷采掘工作面。井下主要輸冷管路選用兩趟2738無縫鋼管、采區(qū)上下山及采煤工作面進風(fēng)順槽管路選用兩趟1596無縫鋼管，掘進工作面選用兩趟1084無縫鋼管，實現(xiàn)低溫冷水循環(huán)使用。通過輸冷水泵供到進工作面，使用的300KW空冷器為掘進工作面供風(fēng)降溫，空冷器進水溫度1517，回水192

6、1，回到溶冰池的回水溫度23左右?；厮腥种挥糜诰路缐m水，三分之二回到融冰硐室用于融冰，循環(huán)使用。 2、井下水源熱泵系統(tǒng)、井下水源熱泵系統(tǒng)n（1）-810水源熱泵系統(tǒng)n-810水源熱泵系統(tǒng)是由一臺型號為GSG800ASA的水源熱泵（制冷量800kW，制冷劑R22）、兩臺型號為IS125-100-315的冷凍循環(huán)水泵、兩臺型號為BQW100-32-22的冷卻潛水泵組成。工藝流程：制出的712冷凍水制冷管路工作面及掘進迎頭空冷器向工作面或掘進迎頭送風(fēng)。吸收環(huán)境熱量的冷凍水溫度升至1118，返回蒸發(fā)器，冷凍水為閉路循環(huán)損耗較低。整個制冷過程中，采用礦井井下4548礦井涌水作為冷卻水，冷卻水吸熱

7、升溫到54左右，通過管路排至井下水倉，該運行工況除制冷正常耗電外，不產(chǎn)生額外的排水電費。n（2）1301N水源熱泵系統(tǒng)n1301N水源熱泵系統(tǒng)由一臺1260kW的GSG型水源熱泵及兩臺冷卻循環(huán)水泵組成。水源熱泵的制冷劑為R134a，屬于高溫制冷劑，能夠使用50的冷卻水源。負(fù)責(zé)為1301N上巷進風(fēng)降溫。 水源熱泵系統(tǒng)原理：n如圖2所示3、EAV300移動式空氣冷卻器移動式空氣冷卻器降溫系統(tǒng)降溫系統(tǒng)nEAV300工作原理：機組中的壓縮機將氣態(tài)制冷劑（氟利昂）進行壓縮。由此產(chǎn)生具有較高溫度和壓差的制冷劑在熱交換器（冷凝器）中經(jīng)過水冷卻而冷凝，同時釋放熱量，由水帶走。冷水吸收的熱量，通過蒸發(fā)式冷水機冷

8、卻變成溫度較低的冷水并把熱量排到排水管路，而冷水再次回到冷凝器進行熱交換。冷凝器中的液態(tài)制冷劑經(jīng)過干燥過濾器，在膨脹閥中進行膨脹，噴入蒸發(fā)器，吸收空氣(風(fēng)筒內(nèi)的風(fēng)流)熱量并蒸發(fā)，重新變成為氣態(tài)，并再次被壓縮機壓縮。如此循環(huán)，完成整個制冷降溫的目的。制冷量300KW,總裝機容量840KW。 n工作原理圖如圖3所示：4、空冷器、空冷器n龍固煤礦空冷器采用MK型。MK型空冷器采用銅管10*0.8、外板5熱軋板、內(nèi)板1.0鍍鋅板及鋼骨架焊接而成采用銅管10*0.8、外板5熱軋板、內(nèi)板1.0鍍鋅板及鋼骨架焊接而成按制冷量可分為以下幾種類型：n1、MK-300型，制冷量為300kW，冷凍水流量26m3/h

9、。n2、MK-150型，制冷量為150kW，冷凍水流量15 m3/h。n3、MK-25型，制冷量為25kW,冷凍水流量為2.5 m3/h。 n圖4為MK-300型空冷器： 三、制冷效果三、制冷效果n09年龍固礦井井下安裝MK-300型空冷器16臺，MK-150型空冷器7臺，MK-25型空冷器7臺?？绽淦鞯睦鋬鲅h(huán)水進水溫度在9-10，出水溫度在17-18。空冷器出風(fēng)溫度在22-24左右。根據(jù)礦井掘進巷道熱量計算，每個掘進迎頭的需冷量在270kW-320kW之間。每個掘進迎頭安裝一臺300kW空冷器后能很好的解決迎頭溫度高的問題，迎頭溫度由33降至27，降溫效果明顯。n例如1、1301N工作面的

10、需冷量為3000kW，在沒采取降溫措施前，工作面溫度達(dá)33，安裝空冷器后，工作面進風(fēng)巷溫度降至26，工作面溫度降至28。降溫效果明顯。在工作面局部地區(qū)安裝25kW小型空冷器，為井下局部高溫區(qū)崗位工降溫，能提供良好的環(huán)境，降溫效果明顯。n2、掘進工作面如北區(qū)膠帶大巷，風(fēng)筒內(nèi)風(fēng)流空冷器前溫度30；后24，降溫6。風(fēng)筒出口溫度26，風(fēng)量246m3/min。工作面溫度27 ，比沒有使用空冷器前31.2 降低了4.2，效果非常明顯。目前所使用的五個掘進工作面溫度在2629，比去年同期有了很大的改善，保證了掘進工作面正常生產(chǎn)。n龍固礦井采用多種制冷方式聯(lián)合進行降溫，礦井總制冷量達(dá)12290kW，解決了井下高溫問