CN210317394U - 一种基于余热水利用的井筒防冻*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及矿井井筒防冻技术领域,公开了一种基于余热水利用的井筒防冻***,包括:余热水***,余热水***包括换热器,矿井水或建筑采暖二次网回水能够流入换热器;井筒新风加热***,井筒新风加热***包括空气加热器和风机,空气加热器内通入有加热水,空气加热器用于加热井筒新风,风机用于将加热后的井筒新风输送至井筒中;加热水通过换热器能与矿井水或建筑采暖二次网回水换热,并被矿井水或建筑采暖二次网回水加热。通过上述结构,本实用新型提供的基于余热水利用的井筒防冻***利用矿井水或建筑采暖二次网回水对井筒新风进行加热,不仅避免了污染物的排放,具有显著的环保优势,而且消耗资源少,运行费用低,经济效果显著。
Description
技术领域
本实用新型涉及矿井井筒防冻技术领域,尤其涉及一种基于余热水利用的井筒防冻***。
背景技术
在矿井生产***中,冬季的地面寒冷空气进入井筒后遇到井筒的淋水和潮湿空气,容易在井壁、灌道梁等处结冰。冰碴不仅会堵塞井筒的部分断面,影响矿井生产设备的正常运行,严重的会造成卡罐、矿井停产等重大事故,而且井筒壁的冰碴易受到振动或碰撞掉落,给井下人员带来安全隐患。
为了防止井筒结冰,目前常采用使用锅炉或空气电加热机组加热井筒新风的方法。但是,由于使用锅炉加热存在热效率低,资源浪费,运行费用高、氮氧化物排放高等问题,锅炉加热已不再适用于井筒新风的加热。而空气电加热机组加热由于其耗电量大,存在运行费用高、受输电设备和用电容量制约较大的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于余热水利用的井筒防冻***,以解决现有井筒防冻***存在的热效率低,资源浪费,运行费用高的问题。
为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种基于余热水利用的井筒防冻***,包括:
余热水***,所述余热水***包括换热器,矿井水或建筑采暖二次网回水能够流入所述换热器;
井筒新风加热***,所述井筒新风加热***包括空气加热器和风机,所述空气加热器内通入有加热水,所述空气加热器用于加热井筒新风,所述风机用于将加热后的井筒新风输送至井筒中;
所述加热水通过所述换热器能与所述矿井水或所述建筑采暖二次网回水换热,并被所述矿井水或所述建筑采暖二次网回水加热。
作为优选,还包括水源热泵***,所述水源热泵***包括蒸发器和冷凝器,所述蒸发器的进水口连通所述换热器的第一出水口,所述蒸发器的出水口连通所述换热器的第一进水口,流通于所述蒸发器和所述换热器之间的热源水经所述换热器与所述矿井水或所述建筑采暖二次网回水换热并被加热;
所述冷凝器的出水口与所述空气加热器的进水口连通,所述冷凝器的进水口与所述空气加热器的出水口连通,所述冷凝器用于对所述加热水进行加热。
作为优选,所述井筒新风加热***还包括加热水供水管道和加热水回水管道,所述加热水供水管道的两端分别与所述冷凝器的出水口和所述空气加热器的进水口连通;所述加热水回水管道的两端分别与所述冷凝器的进水口和所述空气加热器的出水口连通。
作为优选,所述空气加热器的进水口与所述换热器的第一出水口连通,所述空气加热器的出水口与所述换热器的第一进水口连通,所述换热器直接利用所述矿井水或所述建筑采暖二次网回水对所述加热水进行加热。
作为优选,所述井筒新风加热***还包括加热水供水管道和加热水回水管道,所述加热水供水管道的两端分别与所述换热器的第一出水口和所述空气加热器的进水口连通;所述加热水回水管道的两端分别与所述换热器的第一进水口和所述空气加热器的出水口连通。
作为优选,所述余热水***包括供水管道和回水管道,所述供水管道与所述换热器的第二进水口连通,所述供水管道用于通入矿井水或建筑采暖二次网回水,所述回水管道与所述换热器的第二出水口连通,所述回水管道用于排出矿井水或建筑采暖二次网回水。
作为优选,所述供水管道包括均连通于所述换热器第一进水口的第一供水管道和第二供水管道,所述回水管道包括均连通于所述换热器第一出水口的第一回水管道和第二回水管道;
所述第一供水管道用于输送矿井水至所述换热器,所述第一回水管道用于排出矿井水,所述第二供水管道用于输送建筑采暖二次网回水至所述换热器,所述第二回水管道用于排出建筑采暖二次网回水。
作为优选,所述第一供水管道上设有第一供水闸阀,所述第二供水管道上设有第二供水闸阀,所述第一回水管道上设有第一回水闸阀,所述第二回水管道上设有第二回水闸阀。
作为优选,所述水源热泵***中设置有热源水定压补水装置;所述井筒新风加热***中设置有加热水定压补水装置。
作为优选,所述井筒新风加热***还包括进风井口房,所述进风井口房用于通入井筒新风并对加热后的井筒新风保温。
本实用新型的有益效果:
本实用新型提供的基于余热水利用的井筒防冻***,通过设置余热水***和井筒新风***,使加热水通过余热水***中的换热器与矿井水或建筑采暖二次网回水进行换热升温,再将加热水通入到空气加热器,利用空气加热器对井筒新风进行加热,实现矿井井筒的防冻。本实用新型提供的基于余热水利用的井筒防冻***采用矿井水或建筑采暖二次网回水,不仅避免了污染物的排放,具有显著的环保优势,而且消耗资源少,运行费用低,经济效果显著。
附图说明
图1是本实用新型实施例一提供的基于余热水利用的井筒防冻***的结构示意图;
图2是本实用新型实施例二提供的基于余热水利用的井筒防冻***的结构示意图。
图中:
1、余热水***;11、换热器;12、供水管道;121、第一供水管道;1211、第一供水闸阀;122、第二供水管道;1221、第二供水闸阀;13、回水管道;131、第一回水管道;1311、第一回水闸阀;132、第二回水管道;1321、第二回水闸阀;
2、井筒新风加热***;21、空气加热器;22、风机;23、加热水供水管道;24、加热水回水管道;25、进风井口房;251、进风井筒;
3、水源热泵***;31、水源热泵;311、蒸发器;312、冷凝器;32、热源水供水管道;33、热源水回水管道。
具体实施方式
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例一
如图1所示,本实施例提供一种基于余热水利用的井筒防冻***,用以解决现有井筒防冻***存在的热效率低,资源浪费,运行费用高的问题。该基于余热水利用的井筒防冻***包括余热水***1和井筒新风加热***2。其中,余热水***1中通入矿井水或建筑采暖二次网回水,矿井水或建筑采暖二次网回水与井筒新风加热***2中的加热水进行热交换,使井筒新风加热***2中的加热水升温,井筒新风加热***2通过加热的加热水能够加热井筒新风并将加热后的井筒新风输送至井筒中。
具体地,余热水***1包括换热器11、供水管道12和回水管道13,优选地,换热器11为板式换热器,板式换热器的换热效率高,热损失小。供水管道12与换热器11的第一进水口连通,供水管道12用于通入矿井水或建筑采暖二次网回水,回水管道13与换热器11的第一出水口连通,回水管道13用于排出矿井水或建筑采暖二次网回水。
矿井水或建筑采暖二次网回水通过供水管道12通入换热器11后,通过换热器11与井筒新风加热***2中的加热水进行换热,使加热水升温,换热后降温的矿井水或建筑采暖二次网回水再进入回水管道13被排出,经过这样一个循环,矿井水或建筑采暖二次网回水中的热量能够转移到加热水中。排出的矿井水最终排到矿井水处理站内,排出的建筑采暖二次网回水最终排到煤矿热力站内。
优选地,供水管道12包括均连通于换热器11第一进水口的第一供水管道121和第二供水管道122,回水管道13包括均连通于换热器11第一出水口的第一回水管道131和第二回水管道132。在本实施例中,第一供水管道121和第二供水管道122连通于同一段管道后再与换热器11的第一进水口连通,第一回水管道131和第二回水管道132连通于同一段管道后再与换热器11的第一出水口连通。第一供水管道121用于输送矿井水至换热器11,第一回水管道131用于排出矿井水,第二供水管道122用于输送建筑采暖二次网回水至所述换热器11,第二回水管道132用于排出建筑采暖二次网回水,余热水***1将矿井水和建筑采暖二次网回水分开进行送入和排出,便于余热水***1切换输送两种余热水。优选地,第一供水管道121上设有第一供水闸阀1211,第二供水管道122上设有第二供水闸阀1221,第一回水管道131上设有第一回水闸阀1311,第二回水管道132上设有第二回水闸阀1321,能够实现余热水***1方便的切换矿井水和建筑采暖二次网回水两种余热水。在本实施例中,井筒新风加热***2包括空气加热器21、风机22、加热水供水管道23、加热水回水管道24和进风井口房25,空气加热器21和风机22均位于进风井口房25内,进风井口房25能够通入井筒新风并对加热后的井筒新风保温。
具体地,加热水供水管道23的一端与换热器11的第二出水口连通,另一端与空气加热器21的进水口连通,用于向空气加热器21通入经换热器11换热升温后的加热水;加热水回水管道24的一端与空气加热器21的出水口连通,另一端与换热器11第二进水口连通,用于将经空气加热器21换热降温后的加热水再排到换热器11中。
优选地,空气加热器21为空气-水逆流型加热器,使得被加热的井筒新风在出口处的温度较高,加热效果明显。井筒新风加热***2中的加热水通入到空气加热器21中,空气加热器21通过加热水对井筒新风进行加热,风机22将加热后的井筒新风通入到进风井筒251中。
下面对本实施例提供的基于余热水利用的井筒防冻***的工作过程进行说明。
在矿井水排放时间段内,第一供水闸阀1211和第一回水闸阀1311开启,第二供水闸阀1221和第二回水闸阀1321关闭,20℃左右的矿井水由第一供水管道121进入换热器11,用于加热由加热水回水管道24流入换热器11的降温后的加热水,加热水被加热至15℃以上。15℃以上的加热水由加热水供水管道23流入空气加热器21内,用来加热井筒新风,井筒新风被加热至2℃以上后再通入进风井筒251内,实现对井筒内空气的加热,从而实现井筒防冻的目的。
在矿井水停止排放的时间段内,第二供水闸阀1221和第二回水闸阀1321开启,第一供水闸阀1211和第一回水闸阀1311关闭,40℃左右的建筑采暖二次网回水由第二供水管道122进入换热器11,用于加热由加热水回水管道24流入换热器11的降温后的加热水,加热水被加热至15℃左右。15℃左右的加热水由加热水供水管道23流入空气加热器21内,用来加热井筒新风,井筒新风被加热至2℃以上后再通入进风井筒251内,实现对井筒内空气的加热,从而实现井筒防冻的目的。
优选地,井筒新风加热***2中的加热水为经软化水装置处理之后的软化水,有利于减小管道及各部件的锈蚀。在本实施例中,井筒新风加热***2中的加热水连通有加热水定压补水装置,用以保证井筒新风加热***2中的加热水的水压稳定。上述定压补水装置及其工作原理都是供水补水技术领域的现有技术,在此不再赘述。
实施例二
如图2所示,本实施例与实施例一的区别在于:本实施例提供的基于余热水利用的井筒防冻***还包括水源热泵***3。
余热水***1中通入矿井水或建筑采暖二次网回水,并与水源热泵***3进行热交换,使水源热泵***3中的热源水升温,热源水通过水源热泵***3与井筒新风加热***2中的加热水进行热交换,使井筒新风加热***2中的加热水升温,井筒新风加热***2通过加热的加热水能够加热井筒新风并将加热后的井筒新风输送至井筒中。
在本实施例中,水源热泵***3包括水源热泵31、热源水供水管道32和热源水回水管道33,水源热泵31包括蒸发器311、冷凝器312、压缩机和节流阀。水源热泵31工作时,首先蒸发器311的低温低压的液态制冷剂从热源水吸热并气化成低压蒸气。然后制冷剂气体在压缩机内压缩成高温高压的蒸气,该高温高压气体在冷凝器312内被加热水冷却凝结成高压液体,并将热量释放到加热水中使加热水升温。制冷剂高压液体再经节流阀节流成低温低压的液态制冷剂流回蒸发器311,如此水源热泵31就完成一个循环将热源水中的热量转移到加热水中。
优选地,热源水供水管道32的一端与换热器11的第二出水口连通,另一端与水源热泵31的蒸发器311的进水口连通,热源水供水管道32用于向蒸发器311通入经换热器11换热升温后的热源水;热源水回水管道33的一端与蒸发器311的出水口连通,另一端与换热器11的第二进水口连通,用于将经蒸发器311换热降温后的热源水再通入换热器11中再次与矿井水或建筑采暖二次网回水进行换热。
最终,经过换热器11和水源热泵***3的循环作用,矿井水或建筑采暖二次网回水中的热量能够转移到加热水中,用以提高加热水的温度。
优选地,加热水供水管道23的一端与水源热泵31的冷凝器312的出水口连通,另一端与空气加热器21的进水口连通,用于向空气加热器21通入经冷凝器312换热升温后的加热水;加热水回水管道24的一端与空气加热器21的出水口连通,另一端与冷凝器312的进水口连通,用于将经空气加热器21换热降温后的加热水再排到冷凝器312中再次与热源水进行换热。
优选地,水源热泵***3中的热源水为经软化水装置处理之后的软化水,有利于减小管道及各部件的锈蚀。在本实施例中,水源热泵***3中的热源水连通有热源水定压补水装置,用以保证水源热泵***3中的热源水的水压稳定。上述定压补水装置及其工作原理都是供水补水技术领域的现有技术,在此不再赘述。
本实施例所述的基于余热水利用的井筒防冻***的其他结构与实施例一均相同,不再赘述。
下面对本实施例提供的基于余热水利用的井筒防冻***的工作过程进行说明。
在矿井水排放时间段内,第一供水闸阀1211和第一回水闸阀1311开启,第二供水闸阀1221和第二回水闸阀1321关闭,20℃左右的矿井水由第一供水管道121进入换热器11,用于加热由热源水回水管33流入换热器11的降温后的热源水,热源水被加热至15℃以上。15℃以上的热源水由热源水供水管道32流入水源热泵31的蒸发器311内,作为水源热泵31的低温热源。水源热泵31消耗一定的电能,将由加热水回收管道24流入水源热泵31的冷凝器312中的降温后的加热水加热至45℃左右。45℃左右的加热水由加热水供水管道23流入空气加热器21内,用来加热井筒新风,井筒新风被加热至2℃以上后再通入进风井筒251内,实现对井筒内空气的加热,从而实现井筒防冻的目的。
在矿井水停止排放的时间段内,第二供水闸阀1221和第二回水闸阀1321开启,第一供水闸阀1211和第一回水闸阀1311关闭,40℃左右的建筑采暖二次网回水由第二供水管道122进入换热器11,用于加热由热源水回水管33流入换热器11的降温后的热源水,热源水被加热至30℃左右。30℃左右的热源水由热源水供水管道32流入水源热泵31的蒸发器311内,作为水源热泵31的低温热源。水源热泵31消耗一定的电能,将由加热水回收管道24流入水源热泵31的冷凝器312中的降温后的加热水加热至45℃左右。45℃左右的加热水由加热水供水管道23流入空气加热器21内,用来加热井筒新风,井筒新风被加热至2℃以上后再通入进风井筒251内,实现对井筒内空气的加热,从而实现井筒防冻的目的。
显然,本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于余热水利用的井筒防冻***,其特征在于,包括:
余热水***(1),所述余热水***(1)包括换热器(11),矿井水或建筑采暖二次网回水能够流入所述换热器(11);
井筒新风加热***(2),所述井筒新风加热***(2)包括空气加热器(21)和风机(22),所述空气加热器(21)内通入有加热水,所述空气加热器(21)用于加热井筒新风,所述风机(22)用于将加热后的井筒新风输送至井筒中;
所述加热水通过所述换热器(11)能与所述矿井水或所述建筑采暖二次网回水换热,并被所述矿井水或所述建筑采暖二次网回水加热。
2.根据权利要求1所述的基于余热水利用的井筒防冻***,其特征在于,还包括水源热泵***(3),所述水源热泵***(3)包括蒸发器(311)和冷凝器(312),所述蒸发器(311)的进水口连通所述换热器(11)的第一出水口,所述蒸发器(311)的出水口连通所述换热器(11)的第一进水口,流通于所述蒸发器(311)和所述换热器(11)之间的热源水经所述换热器(11)与所述矿井水或所述建筑采暖二次网回水换热并被加热;
所述冷凝器(312)的出水口与所述空气加热器(21)的进水口连通,所述冷凝器(312)的进水口与所述空气加热器(21)的出水口连通,所述冷凝器(312)用于对所述加热水进行加热。
3.根据权利要求2所述的基于余热水利用的井筒防冻***,其特征在于,所述井筒新风加热***(2)还包括加热水供水管道(23)和加热水回水管道(24),所述加热水供水管道(23)的两端分别与所述冷凝器(312)的出水口和所述空气加热器(21)的进水口连通;所述加热水回水管道(24)的两端分别与所述冷凝器(312)的进水口和所述空气加热器(21)的出水口连通。
4.根据权利要求1所述的基于余热水利用的井筒防冻***,其特征在于,所述空气加热器(21)的进水口与所述换热器(11)的第一出水口连通,所述空气加热器(21)的出水口与所述换热器(11)的第一进水口连通,所述换热器(11)直接利用所述矿井水或所述建筑采暖二次网回水对所述加热水进行加热。
5.根据权利要求4所述的基于余热水利用的井筒防冻***,其特征在于,所述井筒新风加热***(2)还包括加热水供水管道(23)和加热水回水管道(24),所述加热水供水管道(23)的两端分别与所述换热器(11)的第一出水口和所述空气加热器(21)的进水口连通;所述加热水回水管道(24)的两端分别与所述换热器(11)的第一进水口和所述空气加热器(21)的出水口连通。
6.根据权利要求1所述的基于余热水利用的井筒防冻***,其特征在于,所述余热水***(1)包括供水管道(12)和回水管道(13),所述供水管道(12)与所述换热器(11)的第二进水口连通,所述供水管道(12)用于通入矿井水或建筑采暖二次网回水,所述回水管道(13)与所述换热器(11)的第二出水口连通,所述回水管道(13)用于排出矿井水或建筑采暖二次网回水。
7.根据权利要求6所述的基于余热水利用的井筒防冻***,其特征在于,所述供水管道(12)包括均连通于所述换热器(11)第一进水口的第一供水管道(121)和第二供水管道(122),所述回水管道(13)包括均连通于所述换热器(11)第一出水口的第一回水管道(131)和第二回水管道(132);
所述第一供水管道(121)用于输送矿井水至所述换热器(11),所述第一回水管道(131)用于排出矿井水,所述第二供水管道(122)用于输送建筑采暖二次网回水至所述换热器(11),所述第二回水管道(132)用于排出建筑采暖二次网回水。
8.根据权利要求7所述的基于余热水利用的井筒防冻***,其特征在于,所述第一供水管道(121)上设有第一供水闸阀(1211),所述第二供水管道(122)上设有第二供水闸阀(1221),所述第一回水管道(131)上设有第一回水闸阀(1311),所述第二回水管道(132)上设有第二回水闸阀(1321)。
9.根据权利要求2所述的基于余热水利用的井筒防冻***,其特征在于,所述水源热泵***(3)中设置有热源水定压补水装置;所述井筒新风加热***(2)中设置有加热水定压补水装置。
10.根据权利要求1所述的基于余热水利用的井筒防冻***,其特征在于,所述井筒新风加热***(2)还包括进风井口房(25),所述进风井口房(25)用于通入井筒新风并对加热后的井筒新风保温。
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CN110344881A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-10-18 | 中煤科工(天津)清洁能源研究院有限公司 | 一种基于余热水利用的井筒防冻*** |
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2019
- 2019-08-01 CN CN201921236662.3U patent/CN210317394U/zh active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
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