CN203550703U - 一种井筒进风预热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种井筒进风预热装置，其特征在于，它包括一与矿井回风口相连接的扩散塔，一导流风罩、一回风风道、一热管换热器和一进风风道；所述热管换热器包括蒸发段和冷凝段，所述蒸发段通过蒸汽上升管和下降管与所述冷凝段相连接，所述导流风罩的进风口与所述扩散塔顶部连接，所述导流风罩的排风口直接与大气相通，所述导流风罩的回风口通过一风阀连接所述回风风道的进风处，所述回风风道的出风处连接所述热管换热器的蒸发段，所述热管换热器的冷凝段通过所述进风风道连接进风井井口房，本实用新型提供了一种适用于煤矿环境的井筒进风加热装置，创新的将矿井回风余热回收与井口保温结合起来，达到节能减排的效果。

Description

一种井筒进风预热装置

技术领域

本实用新型涉及一种井筒预热装置，特别是关于一种回收利用矿井回风中的余热来加热矿井井筒进风的装置。

背景技术

我国北方大部分地区矿井，冬季室外环境温度较低，矿井进风温度达不到《煤矿安全规程》所规定的2℃以上的要求。为了保证生产工作正常运行，一般需要对矿井进风进行加热。目前，国内常用的井筒加热主要是采用空气加热器或热风炉加热入井空气，并将空气送入进风井井口房，达到井筒防冻的需求。但是，采用电加热或燃煤锅炉加热方式都会消耗能源。

当地面新鲜风流送入进风井筒以后，供给工作面新鲜空气的同时也吸收来自沿程围岩散热、机械设备散热、煤体氧化、人员等方面的散热，当风流从回风井排出时，矿井回风的温度比进风高出许多，加之矿井回风量大，因此，矿井回风中蕴藏着大量的低温热能，而这部分热能未被利用，直接排到大气，会造成热能的极大浪费。

针对进风井筒冬季保温需求，研究回收矿井回风中的低温热能来实现井筒进风预热节能意义重大。现有常规的换热装置一般都是第三方的间壁换热，所以不可避免出现热能的损耗，换热效率降低；同时，冷、热流体分别在器壁的两侧流过，如管壁或器壁有泄漏，则将导致停产检修，造成极大的财产损失。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种将矿井回风中蕴含的大量余热进行回收，实现冬季井筒进风预热的装置。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种井筒进风预热装置，其特征在于：它包括一与矿井回风口相连接的扩散塔，一导流风罩、一回风风道、一热管换热器和一进风风道；所述热管换热器包括蒸发段和冷凝段，所述蒸发段通过蒸汽上升管和下降管与所述冷凝段相连接，所述蒸发段的安装高度要低于所述冷凝段的安装高度；所述导流风罩包括一进风口、一排风口和一回风口，所述导流风罩的进风口与所述扩散塔顶部连接，所述导流风罩的排风口直接与大气相通，所述导流风罩的回风口通过一风阀连接所述回风风道的进风处，所述回风风道的出风处连接所述热管换热器的蒸发段；所述热管换热器的冷凝段通过所述进风风道连接进风井井口房，所述进风风道内设置一防爆风机。

所述回风风道内设置一防爆风机。

所述热管换热器设置一个蒸发段与多个冷凝段并联。

所述热管换热器的蒸发段内对应设置与所述冷凝段同等数目的换热模块，所述蒸发段的每一个换热模块分别通过蒸汽上升管和下降管与所述对应的冷凝段相连接，形成多个独立的工质循环回路。

所述热管换热器的蒸发段和冷凝段的进风侧分别设置一除尘过滤器。

所述热管换热器采用ND碳钢制成，碳钢外加防腐处理。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型采用热管换热器回收矿井回风中的低温热能，直接预热井筒进风空气，矿井回风通过热管换热器的蒸发段和冷凝段中的工质直接将热量传给冷流空气，避免了普通换热器通过第三方换热介质传热所造成的热能损失，并且通过工质输送热能，避免制造很长的输送风道，能够实现冷、热流体的远程换热，提高换热效率。2、本实用新型采用的热管换热器的蒸发段和冷凝段相分离，其蒸汽在冷凝段中自上而下与液膜同向流动，可以避免单管式长热管换热器易于出现的携带极限，因此相同换热情况下，可以选择更小直径的管子做传热管，保证装置的紧凑性。3、本实用新型冷、热流体不同时流过同一换热器壁面，所以热管换热器不易损坏，大大增强了设备运行的可靠性，可长期连续运行。4、本实用新型结构设计和位置布置简单灵活，一个蒸发段可以对应设置多个冷凝段，将其并联设置，对不同环境的冷源分别加热，可完全适应不同矿区的各种要求。本实用新型耗能少，节能效果显著。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图一。

附图2是本实用新型的结构示意图二。

附图3是本实用新型中热管换热器的蒸发段的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型包括一与矿井回风口相连接的扩散塔1，一导流风罩2、一回风风道3、一热管换热器4和一进风风道5。

其中，热管换热器4包括蒸发段41和冷凝段42，蒸发段41与冷凝段42通过蒸汽上升管43和蒸汽下降管44连接，蒸发段41的工质吸热蒸发后，蒸汽顺着蒸汽上升管流入冷凝段42，在冷凝段42放热冷凝后沿着下降管回流至蒸发段41，从而形成一工质循环回路，蒸发段41的安装高度要低于冷凝段42的安装高度，保证冷凝后的工质可以在重力的作用下从冷凝段42回流至蒸发段41。

扩散塔1的上部设置导流风罩2，导流风罩2壳体上设置三个开口，分别是进风口21、排风口22和回风口23，进风口21与扩散塔1顶部相连接，排风口22直接与大气相通，回风口23通过一风阀6连接回风风道3的进风处，回风风道3出风处连接热管换热器4的蒸发段41。根据热管换热器4的蒸发段41对矿井通风阻力的影响，回风风道3内还可以设置一防爆风机7。

热管换热器4的冷凝段42设置在进风井井口房处，通过进风风道5连接进风井井口房，进风风道5内设置一防爆风机8，冷空气在防爆风机8的牵引下进入热管换热器4的冷凝段42进行热交换，换热后的热空气送入进风井井口房，起到进风井口保温的作用。

如图2、图3所示，热管换热器4蒸发段41内可以由多个换热模块10组成，一个换热模块10对应一个冷凝段42，一个蒸发段41的多个换热模块10，分别通过多条并联的蒸汽上升管43和下降管44，与换热模块数目相等的冷凝段42相连接，从而形成多个独立的工质循环回路。

上述热管换热器4管壳采用ND碳钢制成，碳钢外加防腐处理，以抵御矿井回风中的腐蚀性气体。

上述实施例中，热管换热器4蒸发段41和冷凝段42的进风侧均设置一除尘过滤器9，以过滤矿井回风中的粉尘，提高换热效果。

具体的工作原理为：冬季矿井回风温度较高，湿度大，蕴含大量低温热能，本实用新型在冬季运行时，矿井回风顺着扩散塔1，在导流风罩2的导流作用下一部分从排风口22处直接排至大气，另一部分通过回风口23引至回风风道3内。风阀6完全打开，调节排风口22的大小可控制进入回风风道3内空气的流量。矿井回风在防爆风机7的牵引下引至热管换热器4的蒸发段41，并以一定的风速横向均匀掠过蒸发段41，与蒸发段41换热后的矿井回风温度降低，直接排至大气或作为其他方式的热源继续使用。

矿井回风中的热量传递给热管换热器4的蒸发段41内的工质；工质在蒸发段41的液-气分界面上吸热蒸发，蒸发段41蒸汽的温度和压力都稍稍高于热管换热器4的其他部分，因此产生了压力差，促使蒸汽向上顺着蒸汽上升管43流入热管换热器4的冷凝段42，蒸汽在冷凝段42内的液-气分界面上凝结，放出汽化潜热，冷凝后的工质在重力的作用下，顺着下降管44回流到蒸发段41，只要有加热源，这一过程就会循环进行。

室外的冷空气在防爆风机8的牵引下引至热管换热器4的冷凝段42，与冷凝段42内的工质进行换热，吸收汽化潜热，达到预热目的，加热后的空气温度升高，沿着进风风道5最终送入进风井井口房内，以加热进风井筒。

在春、夏、秋三季不需要井筒防冻的情况下，关闭风阀6，矿井回风顺着扩散塔1直接从排风口22处完全排至大气。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种井筒进风预热装置，其特征在于：它包括一与矿井回风口相连接的扩散塔，一导流风罩、一回风风道、一热管换热器和一进风风道；所述热管换热器包括蒸发段和冷凝段，所述蒸发段通过蒸汽上升管和下降管与所述冷凝段相连接，所述蒸发段的安装高度要低于所述冷凝段的安装高度；所述导流风罩包括一进风口、一排风口和一回风口，所述导流风罩的进风口与所述扩散塔顶部连接，所述导流风罩的排风口直接与大气相通，所述导流风罩的回风口通过一风阀连接所述回风风道的进风处，所述回风风道的出风处连接所述热管换热器的蒸发段；所述热管换热器的冷凝段通过所述进风风道连接进风井井口房，所述进风风道内设置一防爆风机。 

2.如权利要求1所述的一种井筒进风预热装置，其特征在于：所述回风风道内设置一防爆风机。 

3.如权利要求1或2所述的一种井筒进风预热装置，其特征在于：所述热管换热器设置一个蒸发段与多个冷凝段并联。 

4.如权利要求3所述的一种井筒进风预热装置，其特征在于：所述热管换热器的蒸发段内对应设置与所述冷凝段同等数目的换热模块，所述蒸发段的每一个换热模块分别通过蒸汽上升管和下降管与所述对应的冷凝段相连接，形成多个独立的工质循环回路。 

5.如权利要求1所述的一种井筒进风预热装置，其特征在于：所述热管换热器的蒸发段和冷凝段的进风侧分别设置一除尘过滤器。 

6.如权利要求1所述的一种井筒进风预热装置，其特征在于：所述热管换热器采用ND碳钢制成，碳钢外加防腐处理。 

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