井底乏气余热用于回风井供暖

　　一、概述

　　1、项目概况

　　阳泉市燕龛煤炭有限责任公司成立于 1997 年 11 月，企业性质属国有地方煤矿，是山西省 60 家重点地方煤矿，阳泉市 36 户重点企业 之一。阳泉市燕龛煤炭有限责任公司位于阳泉市郊区河底镇北庄村西， 距市区 25 公里，214 省道从井田东北部通过，距阳盂二级公路 1 公 里，交通极为便利。

　　我公司程庄煤矿皇后风井数据，回风井风量为 13000m3/min，回 风温度为 12-14℃，需保温井口的风量为 8000m3/min，相对湿度 85%。

　　由于我公司现使用锅炉均在国家明令淘汰之列，因此经多方考察 研究决定采取乏风回收利用代替燃气锅炉对煤矿进行井口保温。

　　2、政策走向

　　国家政策

　　中华人民共和国国务院文件 国发〔2013〕37 号 中华人民共和国国务院

　　关于印发大气污染防治行动计划的通知

　　各省、自治区、直辖市人民政府，国务院各部委、各直属机构： 现将《大气污染防治行动计划》印发给你们，请认真贯彻执行。

　　一、加大综合治理力度，减少多污染物排放

　　（一）加强工业企业大气污染综合治理。全面整治燃煤小锅炉。加快推进集中供热、“煤改气”、“煤改电”工程建设，到 2017 年，除必要保留的以外，地级及以上城市建成区基本淘汰每小时 10 蒸吨及以下的燃煤锅炉，禁止新建每小时 20 蒸吨以下的燃煤锅炉；其他地区原则上不再新建每小时 10 蒸吨以下的燃煤锅炉。在供热供气管网 不能覆盖的地区，改用电、新能源或洁净煤，推广应用高效节能环保 型锅炉。在化工、造纸、印染、制革、制药等产业集聚区，通过集中 建设热电联产机组逐步淘汰分散燃煤锅炉。

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　　2、山西省政策走向

 

 

　　3、乏风回收利用系统技术及原理

　　利用目前国际上先进的低温热管技术回收矿井乏风中的低温显 热及潜热，为矿井进风新风加热，解决了热泵技术的不足，实现了更 节能、更高效、管理更简便。

　　热管是一种具有高传热性能的传热元件，通过密闭真空管壳内工作介质的相变潜热来传递热量，其传热性能类似于超导体导电性能， 因此，它具有传热能力大，传热效率高的特点。

　

 

 

　　图 1  重力热管原理图

　　典型的重力热管如图 1 所示，在密闭的管内先抽成 1～2×10－ ４Pa 的负压，在此状态下充入适量工质。在热管的下端（受热段） 加热，工质吸收热量汽化为蒸汽，在微小的压差下，上升到热管上端（放热段），并向外界放出热量，且凝结为液体。冷凝液在重力的作 用下，沿热管内壁返回到受热段，并再次受热汽化，如此循环往复， 连续不断地将热量由一端传向另一端。由于是相变传热，因此热管内 热阻很小，所以能以较小的温差获得较大的传热率，且结构简单，具 有单向导热的特点，特别是由于热管的特有机理，使冷热流体间的热 交换均在管外进行，并可以方便地进行强化传热，而不用担心冷热流 体互串。

　　热管这种传热元件，可以单根使用，也可以组合使用，根据用户 现场的条件，配以相应的流通结构组合成各种形式换热器，热管换热 器具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、工作可靠和维护费用少等多种优点，它在许多行业都得到了广泛的应用。

　　4、乏风回收利用在煤矿井口保温中的应用

　　矿井乏风余热回收利用系统原理图：

 

　　

 

 

　　矿井乏风余热回收利用系统特点：

　　由于热管是通过工质的相变来完成热量的传导和交换过程，因此， 热管技术具有如下技术特点：

　　1）很高的导热性

　　2）优良的等温性

　　3）热流密度可变性

　　4）热流方向的可逆性

　　5）热二极管与热开关性能

　　6）恒温特性（可控热管）

　　二、解决方案及说明

　　1.解决方案

　　通过计算分析井口保温所需热量，以及回风井乏风所能回收热量，

　　配备型号为 KLRS40X27200-8 的乏风回收利用设备进行乏风余热回收

　　利用系统对进风井进行保温，我公司程庄煤矿皇后回风井风量为 13000m3/min，回风温度为 12-14℃，相对湿度 85%，需保温井口的风 量为 8000m3/min，不变的情况下，完全可保证井口保温具体设备信息

　　如下：

　　

 

 

　　

　　注：为保持原矿井井口回风进风风量，将增加风机进行补充。

　　2、装备报价

　　

 

 

 

 

　　3、运行成本及电容量

　　乏风余热回收系统主设备压力为 300pa，风道为 130 米压力按 100pa，总计为 400pa，电机功率上进风井 11kW、下出风井 18.5kW。 一，50000m3/h 的风机选型为 FBCZ-4-№10/11kW 装机功率，实际使 用运行功率为 7KW 计算电费。上风道 10 台特制风机，备注，系统为 智能控制系统，一般不启动。 二，80000m3/h 的风机选型为 FBCZ-4-№11/18kW 装机功率，实际使用运行功率为 14KW 计算电费。下风道10 台特制风机。 备注，系统为智能控制系统，一般不启动。 主用电装备所需电容量为：10×18.5+10×11=295kw（总用电容量应按照 300kw 考虑）

　　4、合作条件

　　1、由我公司寻找技术成熟且拥有相关专利的乏风余热利用厂家， 之后展开技术合作。

　　2、由厂家提供钢结构厂房及风道设计图纸，并配合提供技术咨 询及产品安装提供技术支持。

　　3、我公司组织施工，施工范围包括土建、钢结构制作安装及工 程费用。

　　5、合作宗旨

　　促进科学技术产业化的发展，充分利用乏风余热利用厂家的科研 平台能力，实现技术共享。

　　6、合作范围

　　乏风余热技术合作共享。