浅谈煤矿井筒防冻热媒的选择.pdf

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1、2010年第5期中州煤炭总第173期浅谈煤矿井筒防冻热媒的选择柳洋(煤炭工业郑州设计研究院有限公司，河南郑,k31450007)摘要：井筒防冻是维护井筒安全的一个重要措施。针对煤矿井筒保温时不同的热源，通过选择蒸汽和热水2种不同热媒时的计算分析，根据各自特性的比较，结合实例探讨了井筒防冻时如何合理选择热媒。关键词：井筒；防冻；保温；热媒；蒸汽；热水中图分类号：TD262文献标识码：B文章编号：1003—0506(2010)05—0039—02煤矿井筒(包括立井、斜井和平硐)筒壁一般都为加热器的传热面积，in；At为

2、热媒与空气之间的有淋帮水渗出，因此井筒壁设置有排水沟或排水管。平均温差，K。当环境气温低于零度时，井壁结冰会影响井筒提升当热媒为热水时，At。=(tI+t2一tl—t2)／2；当能力，由于冰块脱落会造成井底严重事故，因此必须热媒为蒸汽时，At：t一(t。+t2)／2。其中，tl、t2对煤矿井筒采取防冻措施。为热水的初、终温度，oC；t为蒸汽温度，cI=。压力在30kPa以下时，=100℃；压力在30kPa以上时，t1井简加热概述等于该压力下蒸汽的饱和温度。井筒防冻常采用的措施是在井简附近设置空气综上分析可知，在井筒

3、防冻空气加热过程中，选加热系统，向井筒内送热风消除筒壁结冰现象。而择不同热媒的差异就在于加热器所能供给的热量。空气加热系统如同采暖一样，均可选择蒸汽或者热2．2实例计算水作为热媒。《煤炭工业供热通风与空气调节设计以郑州地区某矿井为例，其进风立井进风量为规范》(GB／T50466-2008)规定：空气加热系统的100nl／s。参考《煤炭工业供热通风与空气调节设热媒，宜采用高温水，其供回水温度应为130～70℃计规范》规定，井筒内混合后的空气温度可选2℃，或110～70℃。同时规定当采用蒸汽热媒时，其压进入立井热风温度

4、可取60℃，室外空气计算温度取力不应低于0．3MPa⋯。在实际工程中，要进行井当地历年极端最低气温的平均值⋯。郑州地区的筒防冻计算，分析选用哪种热媒更有效、更节能，使历年极端最低气温的平均值为一l2．5℃。代入相用维护更方便。关数值，计算可得所需加热的风量Vr=20m／s；加热这些风量所需要的热量Q=1985．86kW。2热媒比较分析先初选加热器型号，因为G=27．12kg／s，假定2．1井筒加热计算空气质量流速=8kg／(m·s)，则需要加热器的(1)所需加热的风量。Vr=V(th—t)／(t一有效截面积S3．3

5、9m。根据算出的s值，可选用￡)，其中，为所需加热的风量；V为井筒总进风4台SRL15×10／2型加热器并联，每台通风净截面量，m／s；t为井筒内混合后空气温度，℃；t为室外积为0．69m，散热面积63．0m。根据实际散热面空气计算温度，℃；t为加热后的热空气温度，qC。积算出实际。=9．83kg／(In·s)。(2)加热空气所需要的热量。Q=Gc。(t一t)，现分别计算不同热媒的加热器传热系数，根据其中，Q为热量，kW；G为被加热空气量，kg／s；c。为传热系数选取加热器台数。空气比热，c。=1．01kJ／(kg

6、·oC)；tl为加热前空气温(1)热媒为0．3MPa高压蒸汽。加热器的传热度，℃；t为加热后空气温度，℃。系数K=15．2：=26．31W／(mK)。需要的加热(3)加热器供给的热量。Q=KFAt。，其中，Q面积F=Q／(KAt)=633m。所需加热器串联台为热量，kW；K为加热器的传热系数，W／(nlK)；F数N=2．51台。可选用3台串联，共12台加热器。(2)热媒为110～70c【=高温水。加热器的传热收稿日期：2010—02—22系数K：16．5：：41．16W／(InK)。需要的加热作者简介：柳洋(198

7、3一)，男，河南洛阳人，助理工程师，2006年毕业于河南科技大学，现在从事暖通设计工作。面积F=Q／(KAt)=728In。所需加热器串联台·39·2010年第5期中州煤炭总第173期数N：2．89台。可选用3台串联，共l2台加热器。3．2煤矿热媒选取(3)热媒为130～70oC高温水。加热器的传热煤矿供热主要分为3部分：采暖用热、浴室用热系数K=16．5=41．16W／(rllK)。需要的加热和井筒防冻用热。热媒来源自然是煤矿工业场地内面积F=Q／(KAt)=633113-。所需加热器串联台的锅炉房，而大部分的锅

8、炉房采用的设备为蒸汽锅数N=2．51台。可选用3台串联，共l2台加热器。炉，蒸汽自然也就作为了第一热媒的选择。采暖热2．3结论分析媒，如前文所述原因，随着时代的发展，矿区内建筑比较蒸汽与热水2种热媒，选择不同热媒的情物采暖热媒也逐渐由蒸汽改为了热水；浴室洗浴热况下，空气加热器的传热系数不同，致使其各自所需水也由传统的蒸汽直接在浴池加热的方式改为了在要的加热面