矿业职称范文无风机式矿井井筒防冻设计

　　摘要：结合河南省神火煤电股份有限责任公司新庄矿井北进风井井口房及空气加热室设备安装工程设计实例,介绍了一种无风机式矿井井筒保温防冻技术的工艺流程及各设计环节，提出了设计过程中需要注意的相关问题，并给出了具体解决措施，最后谈到了工程设计体会。

　　关键词：矿井,井筒防冻,无风机式,工程设计

　　1引言

　　<<煤炭工业矿井设计规范>> (GB50215-2005)13.8.1规定:采暖室外计算温度等于或低于-4℃地区的进风立井、等于或低于-5℃地区的进风斜井和等于或低于-6℃地区的进风平峒, 当有淋帮水、排水管和排水沟时, 应设置空气加热设备……

　　2技术简介

　　<<煤炭工业供热通风与空气调节设计规范>> (GB/T 50466-2008)6.0.3 规定:对于抽出式通风矿井，当进风采用冷热风在井口房混合时，宜采用无风机方式……

　　无风机式矿井井筒防冻即指在矿井进风井的井口房两侧增设若干间加热小室, 并保障井口房极大可能的密闭,使室外部分冷空气先从百叶窗进入加热小室，再通过小室内侧墙壁上安装的加热器，部分冷空气经过加热后随着进风井的负压进入井口房, 空气加热器出风温度约为25℃~ 30℃,冷风与热风按一定设计风量配比在井口房内混合至2℃，最终利用井筒主扇负压吸入井下。

　　由此可见，此技术此兼顾井筒防冻及井口房的采暖, 极大改善了工人工作环境，且整个过程不需要在井口房额外增风机，从而减少了投资成本，降低了设备噪音。

　　3工程概况

　　新庄矿井北进风井本矿井为立井，采用井架提升方式。副井为负压进风，进风量：145m3/s。室外计算温度(极端最低温度平均值)：-12.1℃。井筒防冻热负荷为：3000kW，热媒为0.4MPa饱和蒸汽。选择SRZ17x10Z空气加热器共30台。每台散热面积：61.54m2，通风净截面积：1.085m2。为确保总进风量的约38%的空气通过空气加热器进入井口房，要求井口房两端大门采用组合式侧送风空气幕及简易密闭措施，以阻挡大量冷空气进入。采用疏水自动加压器将凝结水通过室外凝结水管道接至锅炉房软化水箱。疏水自动加压器型号为SZP-2，共6组。每组额定水量：2m3/h，加压室与控制室工作压力：0.4MPa，加压耗汽：约4kg/m3水。管道最高点设放气阀，放气管均接至室外，最低点设放水丝堵或放水阀。空气加热器采用并联连接异程式系统。

　　4无风机式井筒防冻各设计环节

　　4.1确定室外空气计算温度

　　<<煤炭工业供热通风与空气调节设计规范>>(GB/T50466-2008)6.0.2 规定:立井与斜井应取历年极端最低温度的平均值, 对于平峒取历年极端最低温度平均值与采暖室外计算温度二者的平均值……

　　本进风井为立井，毗邻安徽亳州地区，查阅《暖通空调气象资料集》，故最终确定室外计算温度为-12.1℃。

　　4.2计算井筒防冻耗热量

　　本井筒为立井，冷热风在井口房混合，且为吸入式热风，热风计算温度选25℃，入井风量按照2℃时的风量计算，富余系数取1.1，入井风混合温度取2℃，空气的热容与比热容取2℃时的值。

　　井筒防冻入井风的耗热量按下式计算：

　　􀀁 Q=3.6aG.r.cp(2-tw) 􀀁 􀀁 (1)

　　式中 Q----入井风耗热量，Kw;

　　a----富裕系数;

　　G----入井风量，m3/s;一般根据矿井瓦斯等级及日产煤量由通风安全专业确定

　　r----空气容重，kg/m3;

　　cp----空气比热容,W/kg.℃;

　　tw----空气加热前的室外计算温度，℃。

　　4.3选定空气加热器的散热面积

　　由上表，计算出了该副立井防冻耗热量，可进一步计算出空气加热器的散热面积，但还应同时兼顾散热器翅片的松动和被污染及空气加热器的型式等多种因素，考虑空气加热器散热面积的富裕系数。

　　<<煤炭工业供热通风与空气调节设计规范>>(GB/T50466-2008)13.8.6 规定:空气加热器散热面积的富裕系数，应满足：1.绕片式加热器可取1.15~1.25;2.串片式加热器可取1.25~1.35……、

　　空气加热器的选择主要设计过程是：初选加热器型号→求加热器的传热系数→计算加热面积及台数→检查安全系数→计算空气侧压力损失。本设计过程详细算例见后附参考文献[8]第457~458页，最终本工程选取选择SRZ17x10Z空气加热器共30台。单台散热面积：61.54m2，通风净截面积：1.085m2。

　　4.4 进风百叶窗的选型

　　进风百叶窗在选型上主要是控制流速, 使阻力和噪音都不至于过大, 同时在安装高度的确定上,须考虑地面对吸入空气的污染以及防止雨季雨水的人浸，设计时所选的百叶窗面积必须是有效通风面积。本设计最终选型尺寸为3000mmX1800mm, 面风速控制在2m/s以内，百叶窗窗底安装高度为1.2m。

　　4.5空气加热器的布置

　　如图2所示，本设计采用2台SRZ17x10Z空气加热器水平并联布置，最大限度的利用了井口房每跨的可用空间。墙上的框架由土建预埋，各构件连接均采用焊接，图中螺栓位置为示意，其正确位置应与空气加热器校对后再进行配钻。考虑热空气流向并保证加热防冻效果，空气加热器均采用低位安装形式。

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