RU2189533C2

RU2189533C2 - Unit for preheating air fed to mine

Info

Publication number: RU2189533C2
Application number: RU2000123686/06A
Authority: RU
Inventors: А.В. Кривошапко; Н.И. Тыдыков
Original assignee: Кривошапко Александр Васильевич; Тыдыков Николай Иванович
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2002-09-20
Also published as: RU2558169C2

Abstract

FIELD: heating systems for various objects; preheating air fed to mines. SUBSTANCE: unit includes combustion chamber, air preheater, fan, smoke exhauster and pipe lines. Proposed unit is provided with hot air distributor and cold and hot air mixing chamber located in air supply located before mine fan; smoke exhauster is located at gas outlet and is mounted with fan for forming rarefaction in gas flow and pressure in air flow; hot air distributor is made in form of tubular ring provided with slot across cold air flow and connected to hot air pipe line. EFFECT: reduced expenses for air preheating; avoidance of penetration of flue gases into air fed to mine. 3 dwg

Description

Изобретение относится к системам обогрева различных объектов и предназначено преимущественно для использования при подогреве воздуха, подаваемого в шахту. The invention relates to heating systems for various objects and is intended primarily for use when heating the air supplied to the mine.

Известна шахтная калориферная установка, содержащая установленные вокруг входного проема в ствол шахты паровые калориферы, соединенные через гидрозатвор с водяными калориферами, и телескопически соединенные трубы, наружная из которых соосно закреплена во входном проеме ствола (а.с. 907359, кл. F 24 H 3/06, опубликовано 23.02.1982, БИ 7). A well-known mine air heater containing steam heaters installed around the inlet in the shaft of the shaft connected through a water lock to water heaters, and telescopically connected pipes, the outer of which are coaxially fixed in the inlet of the barrel (A.S. 907359, class F 24 H 3 / 06, published 02.23.1982, BI 7).

Недостатками известной конструкции являются сложность ее, значительные затраты на подогрев воздуха и низкая надежность. The disadvantages of the known design are its complexity, significant costs for heating the air and low reliability.

Известна также шахтная калориферная установка, аналогичная описанной выше, отличающаяся тем, что она снабжена составным перекрытием с центральным колпаком и решетчатым насадком, высота которого соответствует заданной величине перемещения центрального колпака (а. с. 1314209, кл. F 24 H 3/06, опубликовано 30.05.1987, БИ 20). Известное устройство позволяет повысить надежность защиты ствола от обмерзания, однако не решает задачи снижения затрат на подогрев воздуха. Also known is a mine air heater, similar to that described above, characterized in that it is provided with a composite ceiling with a central hood and a trellised nozzle, the height of which corresponds to a predetermined amount of displacement of the central hood (a.s. 1314209, class F 24 H 3/06, published 05/30/1987, BI 20). The known device can improve the reliability of the protection of the barrel against freezing, but does not solve the problem of reducing the cost of heating the air.

В качестве прототипа принят передвижной теплогенератор, содержащий корпус с размещенной по оси камерой сгорания и с расположенным соосно с ней кольцевым теплообменником с турбулизирующими проставками, установленными вдоль образующей теплообменника и имеющими волнообразную форму с образованием чередующихся конфузорно-диффузорных каналов (а.с. 549650, кл. F 24 Н 3/02, опубликовано 05.03.1977, БИ 9). As a prototype, a mobile heat generator was adopted, comprising a housing with a combustion chamber placed along the axis and with an annular heat exchanger located coaxially with turbulent spacers installed along the heat exchanger generatrix and having a wave-like shape with the formation of alternating confuser-diffuser channels (A.S. 549650, class F 24 H 3/02, published 05.03.1977, BI 9).

Основным преимуществом известного устройства является возможность непосредственного нагрева воздуха без использования паровых или водяных калориферов. Принцип действия данного устройства не может быть использован для подогрева воздуха, подаваемого в шахту, так как не решен вопрос исключения проникновения топочных газов в подогреваемый воздух. The main advantage of the known device is the ability to directly heat the air without the use of steam or water heaters. The principle of operation of this device cannot be used to heat the air supplied to the mine, since the issue of eliminating the penetration of flue gases into the heated air has not been resolved.

Предложена установка для подогрева воздуха, подаваемого в шахту, содержащая камеру сгорания, воздухоподогреватель, вентилятор, дымосос и трубопроводы. Отличием является то, что установка снабжена воздухораспределительным устройством горячего воздуха и камерой смешения холодного и горячего воздуха, размещенными в воздухоподающем стволе перед шахтным вентилятором, при этом дымосос размещен на выходе газов и установлен с вентилятором с возможностью создания разрежения в потоке газа и давления в потоке воздуха, причем воздухораспределительное устройство горячего воздуха выполнено в виде кольца из трубы, имеющей щели, направленные поперек потока холодного воздуха, и присоединенной к трубопроводу горячего воздуха. An installation for heating the air supplied to the mine, comprising a combustion chamber, an air heater, a fan, a smoke exhauster and pipelines, is proposed. The difference is that the installation is equipped with an air distribution device for hot air and a cold and hot air mixing chamber located in the air supply shaft in front of the shaft fan, while the exhaust fan is located at the gas outlet and installed with a fan with the possibility of creating a vacuum in the gas stream and pressure in the air stream moreover, the hot air air distribution device is made in the form of a ring from a pipe having slots directed across the flow of cold air and attached to t uboprovodu hot air.

В известных установках для подогрева воздуха, подаваемого в шахту, обязательным элементом является калорифер, питаемый горячей водой или паром, а подогрев воздуха осуществляют за счет контакта его с трубами калорифера, при этом эффективность такого подогрева весьма низкая в связи с большими потерями тепла на участке от котла до калорифера. Технической задачей изобретения является непосредственный подогрев подаваемого в шахту воздуха топочными газами, при котором должна быть исключена возможность попадания этих газов в подогреваемый воздух. In known installations for heating the air supplied to the mine, an air heater supplied with hot water or steam is an indispensable element, and air heating is carried out by contacting it with air heater pipes, while the efficiency of such heating is very low due to large heat losses in the area from boiler to the heater. An object of the invention is the direct heating of the air supplied to the mine by flue gases, in which the possibility of these gases entering the heated air must be excluded.

Предлагаемая установка полностью исключает попадание топочных газов в воздух, подаваемый в шахту. Кроме того, установка может работать при любых перепадах температур атмосферного воздуха с обеспечением заданной температуры подаваемого в шахту воздуха за счет регулирования параметров воздушных потоков в воздухоподогревателе и в камере смешения. The proposed installation completely eliminates the ingress of flue gases into the air supplied to the mine. In addition, the installation can operate at any temperature differences of the ambient air with a predetermined temperature of the air supplied to the shaft by adjusting the parameters of the air flows in the air heater and in the mixing chamber.

Установка надежна в эксплуатации, имеет довольно простую конструкцию и характеризуется высоким коэффициентом теплопередачи. The installation is reliable in operation, has a fairly simple design and is characterized by a high heat transfer coefficient.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана принципиальная схема установки для подогрева воздуха, на фиг.2 - камера смешения горячего и холодного воздуха, на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2. The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a schematic diagram of an installation for heating air, figure 2 - a chamber for mixing hot and cold air, figure 3 - section aa in figure 2.

Установка содержит камеру сгорания топлива 1, соединенную с помощью трубопровода 2 (газохода) с дымососом 3. Между камерой сгорания топлива и дымососом установлен воздухоподогреватель 4 с герметичным корпусом, в котором установлены трубчатые нагревательные контуры, по которым за счет разрежения, создаваемого дымососом 3, проходят топочные газы из камеры сгорания 1. Установка имеет вентилятор 5 для подачи присадочного воздуха из окружающей среды в воздухоподогреватель по трубопроводу 6. Нагретый воздух отводят из воздухоподогревателя по трубопроводу горячего воздуха 7 и направляют в камеру смешения 8 горячего и холодного воздуха, размещенную в воздухоподающем стволе 9 перед шахтным вентилятором 10, устанавливаемым обычно в воздухоподающем канале 11 ствола шахты. В камере смешения установлено воздухораспределительное устройство горячего воздуха 12, выполненное в виде кольца из трубы, имеющей щели 13, направленные поперек потока холодного воздуха, поступающего в камеру смешения через воздухозабор 14 шахтной вентиляции. The installation comprises a fuel combustion chamber 1 connected via a pipe 2 (gas duct) to a smoke exhauster 3. Between the fuel combustion chamber and a smoke exhauster, an air heater 4 with an airtight housing is installed, in which tubular heating circuits are installed through which pass through a vacuum created by the smoke exhauster 3 flue gases from the combustion chamber 1. The installation has a fan 5 for supplying additive air from the environment to the air heater through pipe 6. Heated air is removed from the air heater through three hot air supply 7 and sent to the mixing chamber 8 of hot and cold air, placed in the air supply barrel 9 in front of the shaft fan 10, which is usually installed in the air supply channel 11 of the shaft of the mine. The air distribution device of hot air 12 is installed in the mixing chamber, made in the form of a ring from a pipe having slots 13 directed across the flow of cold air entering the mixing chamber through the air intake 14 of the mine ventilation.

Ниже приведена работа установки. The following is the operation of the installation.

При сгорании топлива в камере 1 образуются горячие газы, которые по трубопроводу 2 дымососом 3 отсасываются из топки через трубчатые нагревательные контуры воздухоподогревателя 4 и через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу, при этом в трубчатых нагревательных контурах создается разрежение. Вентилятором 5 присадочный воздух из окружающей среды подают под давлением по трубопроводу 6 в межтрубное пространство воздухоподогревателя 4, где за счет контакта с нагревательными контурами происходит нагрев его до заданной температуры, что регулируется также расходом воздуха по трубопроводу 7. Попадание топочных газов в подогреваемый воздух при этом исключается даже при прогорании труб, так как в трубах нагревательных контуров создается разрежение, а в межтрубном пространстве воздухоподогревателя - повышенное давление. When fuel is burned in the chamber 1, hot gases are generated, which are sucked out through the pipe 2 by the exhaust fan 3 from the furnace through the tubular heating circuits of the air heater 4 and emitted through the chimney into the atmosphere, while a vacuum is created in the tubular heating circuits. With fan 5, the additive air from the environment is supplied under pressure through a pipe 6 to the annular space of the air heater 4, where due to contact with the heating circuits it is heated to a predetermined temperature, which is also regulated by the air flow through the pipe 7. In this case, the flue gas enters the heated air it is excluded even when pipes are burnt, because rarefaction is created in the pipes of the heating circuits, and increased pressure is created in the annular space of the air heater.

Подогретый до заданной температуры воздух по трубопроводу 7 подают в камеру смешения 8 горячего воздуха с холодным. Горячий воздух выходит в камеру смешения через щели 13 воздухораспределительного устройства 12 поперек холодного потока воздуха, поступающего в шахту по воздухоподающему стволу через воздухозабор 14 под действием шахтного вентилятора 10. При взаимодействии горячего и холодного потоков воздуха происходит их интенсивное перемешивание и теплообмен, в результате чего формируется поток воздуха с заданной температурой, который направляется по воздухоподающему каналу в горные выработки шахты. Heated to a predetermined temperature, air through a pipeline 7 is fed into the mixing chamber 8 of hot air with cold air. Hot air enters the mixing chamber through the slots 13 of the air distribution device 12 across the cold air stream entering the shaft through the air supply shaft through the air intake 14 under the action of the shaft fan 10. During the interaction of the hot and cold air flows, they intensively mix and heat transfer, as a result of which air flow with a given temperature, which is directed through the air supply channel to the mine workings of the mine.

Использование изобретения позволяет снизить затраты на подогрев подаваемого в шахту воздуха и исключить попадание в шахту топочных газов. Using the invention allows to reduce the cost of heating the air supplied to the mine and to prevent the ingress of flue gases into the mine.

Claims

Installation for heating air supplied to the mine, containing a fuel combustion chamber, an air heater, a fan, a smoke exhauster and pipelines, characterized in that it is equipped with an air distribution device for hot air and a cold and hot air mixing chamber placed in the air supply shaft in front of the shaft fan, the smoke exhaust is placed at the gas outlet and is installed with a fan with the possibility of creating a vacuum in the gas stream and pressure in the air stream, and the air distribution device The hot air is made in the form of a ring from a pipe having a slit directed across the flow of cold air and attached to the hot air pipeline.