一种基于井下自循环的降温系统技术方案

本实用新型专利技术公开了基于井下自循环的降温系统，基于井下自循环的降温系统包括冷冻水源侧循环系统、冷却水系统和冷冻水系统，内水仓、外水仓、主井底水仓、板式换热器构成冷冻水源侧循环；蒸发侧、冷却水循环泵、板式换热器构成冷却水循环；蒸发侧、冷冻水循环泵和空冷器构成冷冻水循环，本系统保证井下生产有适宜的工作环境，确保安全生产，维护作业人员身体健康。可以实现稳定制冷，不受室外温度影响，疏干排水的水温相对恒定，冷却水循环介质采用专门防腐处理，冷冻水循环介质采用软化水，有效避免了管道和设备的腐蚀问题，把井下的热量转移到疏干排水中，系统节能环保，可以完全解决井下降温问题。降温问题。降温问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于井下自循环的降温系统


[0001]本技术涉及工矿余热资源回收
，尤其涉及一种基于井下自循环的降温系统。

技术介绍

[0002]热害矿井应按采掘工作面的风流温度划分为三级：一级热害矿井(28～30℃)、二级热害矿井(30～32℃)和三级热害矿井(≥32℃)。对于一级热害矿井应加强通风，采掘工作面风流速度应为2.5m/s～3.0m/s；对于二级和三级热害矿井，除加强通风、提高风速外，还应采取人工制冷降温措施。对于三级热害矿井若不采取有效的降温措施，则应停止作业。
[0003]生产矿井采掘工作面空气温度不应超过28℃，机电设备硐室的空气温度不应超过30℃。
[0004]采掘工作面的空气温度等于或超过32℃、机电设备闲室的空气温度等于或超过34℃时，应停止作业。当采掘工作面的风流温度为28℃～30℃时，作业地点的风流速度应为2.5m/s～3.0m/s:当采掘工作面的风流温度为30℃～32℃时，作业地点的风流速度应为3.0m/s～4.0m/s。
[0005]煤矿井下降温方式多样化，常见的有井下局部移动式、地面集中冷水式、地面制冰井下融水式等。
[0006]一、井下局部移动式：制冷机组安设位置主要考虑降温效果和采面推进速度俩个方面。由于空气的比热小，升温快，因此制冷机蒸发器越靠近采面进风口，采面的降温效果越好。缺点是：1)制冷量小；2)制冷机距工作面太近会造成移动频繁，影响生产；3)如果巷道掘进距离较长，则巷道中部冷损较大，掘进工作面迎头提供冷量不足；4)冷凝热排放困难。
[0007]二、地面集中冷水式：制冷设备安装在地面，通过长输管网向井下输送冷冻水，缺点是：1)最大问提是钻孔问题，地下情况复杂；2井下需要安装高低压换热器(二次换热效率低)，而且设备制造周期长；3)冷冻水输送距离长、冷损大、安装和维护困难。
[0008]三、地面制冰井下融水式：制冷装置放在地面，向井下融冰池输送片冰，缺点是：1)能耗高；2)循环介质温度低、冷损失增加，静水压力高；3)长距离输冰、故障率高；4)系统复杂、设备繁多导致占地面积大，机房投资高；5)辅机设备多，稳定性差；6)大流量的输冰技术参数及输冰的极限距离需要进一步研究。
[0009]上述几种井下降温技术存在设备初投资较高、系统运行费用较高、配置复杂、管理成本高等问题，特别是井下局部移动式，同时具有多种冷凝条件时，应做系统能效比方案的比选，不能将冷凝热直接排入回风井风流中，存在一定的缺陷和安全隐患。
[0010]在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0011]本技术的目的是提供一种基于井下自循环的降温系统，用于保证井下生产适
宜的气象条件，确保安全生产，维护作业人员身体健康。解决现有井下降温系统存在的缺陷，提供一种能更节能更可靠的井下降温方案。
[0012]为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0013]本技术的一种基于井下自循环的降温系统包括冷冻水源侧循环系统、冷却水系统和冷冻水系统，其中，
[0014]冷冻水源侧循环系统包括，
[0015]内水仓，其位于井下且容纳涌水，
[0016]外水仓，其位于井下且容纳涌水，
[0017]主井底水仓，其位于主井底且容纳涌水，
[0018]板式换热器，其包括冷源侧和冷侧，所述冷源侧连接所述内水仓、外水仓和主井底水仓，所述内水仓、外水仓、主井底水仓、板式换热器构成冷冻水源侧循环；
[0019]冷却水系统包括，
[0020]矿用防爆制冷装置，其包括蒸发侧和冷凝侧，所述冷凝侧连接所述冷侧以闭式循环软化水，
[0021]冷却水循环泵，其连接所述蒸发侧和板式换热器，所述蒸发侧、冷却水循环泵、板式换热器构成冷却水循环；
[0022]冷冻水系统包括，
[0023]井下冷却装置，其包括空冷器和防爆电机，
[0024]冷冻水循环泵，其一端连接所述蒸发侧，另一端连接空冷器，所述蒸发侧、冷冻水循环泵和空冷器构成冷冻水循环。
[0025]所述的一种基于井下自循环的降温系统中，还包括软化水装置和连接软化水装置的软化水箱，所述软化水箱具有连接于冷却水循环泵和矿用防爆制冷装置之间的第一支路，以及连接于矿用防爆制冷装置和冷冻水循环泵之间的第二支路。
[0026]所述的一种基于井下自循环的降温系统中，所述软化水箱一端设有连通第一支路的冷却水侧补水泵以及另一端设有连通第二支路的冷冻水侧补水泵。
[0027]所述的一种基于井下自循环的降温系统中，冷却水侧补水泵的出口接冷却水循环泵吸入口作为第一补水定压点，冷冻水侧补水泵的出口接冷冻水循环泵的吸入口作为第二补水定压点。
[0028]所述的一种基于井下自循环的降温系统中，所述内水仓、外水仓和主井底水仓之间经由疏干排水相连。
[0029]所述的一种基于井下自循环的降温系统中，所述内水仓和外水仓经由自流引至井底的集中降温硐室。
[0030]所述的一种基于井下自循环的降温系统中，所述蒸发侧包括蒸发器，所述冷凝侧包括冷凝器。
[0031]所述的一种基于井下自循环的降温系统中，所述板式换热器、所述冷却水循环泵、冷冻水循环泵和井下冷却装置均为多组并联结构。
[0032]所述的一种基于井下自循环的降温系统中，板式换热器具有自动除垢装置。
[0033]所述的一种基于井下自循环的降温系统中，所述基于井下自循环的降温系统设有流量计、电动阀、温度传感器和压力传感器。
[0034]在上述技术方案中，本技术提供的一种基于井下自循环的降温系统，具有以下有益效果：本技术解决了矿用防爆制冷装置布置在井下，要求压缩机防爆；井下冷却装置的电机要求防爆；疏干排水的水质问题，水质悬浮物较多，水质腐蚀性较强，含盐量较高，对设备及管道的防腐要求高；考虑井下水质问题，为了减低故障率，要求板式换热器适应井下运输与安装。本技术结构设计合理，利用井下的疏干排水和制冷技术有机结合，保证井下生产有适宜的工作环境，确保安全生产，维护作业人员身体健康。采用此系统，可以实现稳定制冷，不受室外温度影响，疏干排水的水温相对恒定，冷却水循环介质采用专门防腐处理，冷冻水循环介质采用软化水，有效避免了管道和设备的腐蚀问题，把井下的热量转移到疏干排水中，系统节能环保，可以完全解决井下降温问题，节能环保，设计合理，安全、高效、简单，运行稳定，运营成本低；本技术可以更靠近采掘工作地点，降低冷量损失；本系统充分利用矿井上段的相对低温水做冷却水源，整个降温系统没有地面设施，减少了大量的管路和地面设施的投资；可以充分利用井下疏干排水，变废为宝，节能显著，减低井下煤矿制冷初投资，具有很好的实用性。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于井下自循环的降温系统，其特征在于，其包括冷冻水源侧循环系统、冷却水系统和冷冻水系统，其中，冷冻水源侧循环系统包括，内水仓，其位于井下且容纳涌水，外水仓，其位于井下且容纳涌水，主井底水仓，其位于主井底且容纳涌水，板式换热器，其包括冷源侧和冷侧，所述冷源侧连接所述内水仓、外水仓和主井底水仓，所述内水仓、外水仓、主井底水仓、板式换热器构成冷冻水源侧循环；冷却水系统包括，矿用防爆制冷装置，其包括蒸发侧和冷凝侧，所述冷凝侧连接所述冷侧以闭式循环软化水，冷却水循环泵，其连接所述蒸发侧和板式换热器，所述蒸发侧、冷却水循环泵、板式换热器构成冷却水循环；冷冻水系统包括，井下冷却装置，其包括空冷器和防爆电机，冷冻水循环泵，其一端连接所述蒸发侧，另一端连接空冷器，所述蒸发侧、冷冻水循环泵和空冷器构成冷冻水循环。2.根据权利要求1所述的一种基于井下自循环的降温系统，其特征在于，还包括软化水装置和连接软化水装置的软化水箱，所述软化水箱具有连接于冷却水循环泵和矿用防爆制冷装置之间的第一支路，以及连接于矿用防爆制冷装置和冷冻水循环泵之间的第二支路。3.根据权利要求2所述的一种基于井下自循环的降温系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊荀竹，丁午青，胡文青，
申请(专利权)人：山西文龙中美环能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：