国产矿用制冷设备的开发

自1996年开始，会同有关单位通过8年时间开发出了国内煤矿用于井下降温的冷水机组。对于矿用制冷设备采用风冷式蒸发器还是水冷式蒸发器，采用离心式压缩机、活塞式压缩机还是螺杆式压缩机的问题，经刘以寸比，决定先集中精力研究水冷式蒸发器并推荐采用螺杆式压缩机组。根据调研，认为煤矿井下制冷设备，尤其是冷水机组及电控设备在国内没有现成产品，引进国外设备的价格较高、周期长，同时存在备品、备件的供应、售后服务的时限要求等方面的限制。从长远出发，开发出符合我国煤矿特点的井下降温设备，具有广阔的市场前景和深远意义。为此，在平煤集团的支持下，平煤五矿、武汉星田热环境控制技术有限公司、武汉新世界制冷工业有限公司等单位开始了矿井降温设备的联合攻关，自1996年首套设备投人使用以来，截至2004年8月，平煤井下制冷及控制设备己有3套投入使用，同时有多套设备在其他矿井推广应用，矿井降沮取得了实质性的突破，填补了国内空白，现将有关情况进行总结。5.5.2矿用防爆螺杆冷水机组及控制设备的研制对于矿用防爆螺杆机组的研制，提出如下技术要求:(1))机组外形尺寸应尽可能符合煤矿井下运输条件，并能根据需要进行解体，解体后的尺寸应使于在狭窄的矿井巷道运输和安装，做到体积小、重量轻、移动灵活。(2))机组的冷凝器、蒸发器的热交换盘管应采用高效螺旋管，且水侧工作压力要求不小于4b[Pa，具体压力结合工程设计确定。(3)机组换热器要求具有多回路、流量小、温差大的特点。具体流量和m差结合具体矿井确定。(4))整机制造必须符合行业有关标准，以及矿井降温系统的设备使用要求。(5))对于主电机、油泵电机、电磁阅、电控柜、仪表柜，必须取得煤矿防爆合格证.在本例中，20%的冷量通过冷却服务用水实现。值得注意的是大部分服务f水的冷量直接散发到工作面，因而在整个矿井降温中，这点非常重要。由于服务用水的冷址具有相同的冷却效果，对于较浅的矿井而言，冷却服·用水具有更好的降温效果。实际上，冷却服务用水温度不宜过低，一般不低于12℃，以避免工作面上:人出现冷危害。服务用水的冷却是一项崭新的技术，如前所述，这也是现在流行地面集中制‘站的主要原因之一。大温差(6-28℃)的服务用水降低了桑出矿井的水岳.管道保i通常，I9尽量避免裸烤水管的冷投，然而有些情况下，可控制的热损失A‘许的。在进风巷，裸管可散发冷量，不需要常规换热设备，但在回风巷供冷值必须保沮。冷损的主要缺点是位置效率较差，沿程增加的水温不利于工作面降温。良好的保温系统具有下述特性:(1))在管道运输、安装和使用过程中，应具有良好的保护层，以防机械坏。(2)必须拥有良好的隔气层，以排出保温层内的空气和水蒸气，并阻止.的渗人。(3)保温层不嫩。)耐用，且能提供预期的保温效果，使用成本低。(5)安装维护省力。}.x隔热管道冷水温升的计算s甲1.1管外风流与管内冷水的热交换隔热瞥道的横断面如图多一16所示。其中如果不知道8h主班流量，则储水池容积为3772扩。这是所需要的最小储水池的容积，如果需要4h的储水，则总的储水池容积为5024m，。储水池的容积必须仔细设计确定，以确保其总容量能满足使用。需要进一步注意的是，使用储存容量时，只能够在下次进行补充了。井底热水池或清水池的容积必须等于或大于循环水池，这是必要的，因为一旦水泵损坏，水不至于泛滥成灾。当空调用水和冷却的眼务用水共用一个储水池时，不需增加冷冻水储存量。因为空调用水是连续闭式循环的，不增加储存量，除非系统发生故障。井底和制冷站旁的热求储水池也有大容量的设计，以适应泵组的要求。这一设计提供了最大需求控制，即只在高峰期间开泵。6.6井筒降温装备6.6.1减压系统6.6.1.1减压阀在完整的冷却服务用水和空调系统中，些阀门功能相同，且具有下述优点:(1))降低开掘成本。(2)较少的维护工作量。(3))水池内无淤泥形成。{4〕冷量分布的灵活性好。(匀没有水池滥水现象。典型减压阀工作原理如图6一8所示。6.6.1.2减压阀运行描述，就需采用减压阀。这1在水化学中，这些碱度间的关系是非常重要的，囚为最突出的水间题是水垢和腐蚀间题，和cac仇的溶解或者沉淀的趋向引起的各种水的不确定性紧密相连。7..2‘硫酸盐在很多的矿并水环路中水的硫酸盐含量是很高的，当运转中有浓缩机制时casfl4可以造成结垢。因此，水中的硫酸麦趾含盆是很重要的，它可以由重量分析确定或者通过用氯化钡滴定形成不能溶解的硫酸盐后，用浊度计测定。7.2.，其他水质要素除了上述的主要因索，在一些清况中，氯化物和硅含量也是重要的。它们通常是以百万分率含量进行表示分析。例如，含氯量在某些不锈钢设备中是很重要的，在这样的情况下，高氯化量水平可以使不锈钢产生一定等级的应力腐蚀裂纹。冷却水中的高浓度无水硅酸可能会形成硅酸镁水垢，而且除在锅炉中会形成水垢外，在高温的状态下，无水硅酸挥发成蒸汽，然后在蒸汽冷却的时候可能会沉淀在汽轮机的叶片上。7.3水系统控制为了达到和维持有效控制任何一种水系统的目的，适当地选择控制参数是很有必要的，并且这些控制范围必须适合于每个系统。经过基于对水系统的分200矢7.1水垢定义水垢是水中的溶度刚好超过了水的可溶性而产生的猫附在围绕物表面的锁质沉淀。必须强调的是，由于无猫附性，沉淀可能以淤泥的形式发生，这种理式必须和水垢区别开来。尽管水系统中常产生钙、镁、铁、锰、锌的硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐才垢，但碳酸钙是产生最普遍的水垢。这些水垢对传热率起副作用，并且可以阻碍液体流动，在某种程度上也阶低了流量。通常，水垢伴随夹带着固体悬浮物，因而也加速了沉淀的形成。产生水垢的必然因素是水中化合物的过度饱和而结晶，并且有足够的猫阴时间以发生积垢。，.7.1.1彩响水垢的因素除以上因素外，以下各因素也对水垢有重大影响。(1}系统PH,随着PH值的增大，产生的最晋A的水垢，例如碳酸钙、磷酸钙、磷酸锌、氢氧化锌、氢氧化铁、硅酸镁水垢的可能性也增大。(2)温度。一碳酸钙、磷酸钙的溶度与沮度成反比，导致在最高温度区会发生积垢，而这个最高温度区是传热面作用效率的临界值。(3)流速。油流降低了产生水垢的趋势，面层流则增大了产生水垢的趋势，因此在水循环中避免易于产生水垢的低流速是很重要的。(4)碳酸钙。现在已经有两个指标用来预侧碳酸钙沉淀的可能性。①兰格饱和指数。这个指数是在严格基于碳酸钙的溶解量基础上提出的，并未考虑其他影响水垢的因素。兰格饱和指数规定，当饱和碳酸钙的PH值低于水系统的PH值关/停信息，如水泵的运转状况或烟感器报警，通常采用带颜色的灯显示在显示屏上。类似信息既可以用显示器显示，也可通过图表记录仪记录。指示器可以是一个有圆点的刻度盘或者是现代高清晰的数字显示。但模拟面板有一个严重缺陷，那就是采矿工作地点总是延伸，模仿面板通常很难随其改变，因而不久使会过时。现代系统倾向于采用彩色电视屏幕上的图表来显示。这些都容易改变并能够提供更多的相关资料。记录器也是普遍采用的显示方式。在火灾探测器监测系统上使用记录器就是一个很好的例子，离开采煤工作面的空气中二氧化碳浓度能够被记录下来，爆破造成二氧化碳的增加可以在图表上清晰显示出来。一且在采煤工作面发生火灾，规则图形的改变是很容易辨认的。如果有很多信息需要监侧，那么建议只显示重要的信息，其余信息只需定期打印，形成书面报告即可。8.3监测技术在矿井的一些具体应用近年来，监侧监控技术已经有效的应用于煤矿安全监测监控中。按现代标准，优先采用相对简单的系统。&3.1火灾探测网络煤矿火灾是一个严重的问题，任何管理者都青睐于火灾早期预警系统。矿井中的火灾通常出现在采空区，原因很复杂，较难察觉火灾隐患。然而一旦发生燃烧，产生的烟气和一氧化碳、二氧化碳将会顺风流动，因而可以在其初始阶段探测出来。一个典型的火灾探测系统由40个烟感器和侮个井筒配备的5个CO:探头组成。火灾探测网络的结构如图8一5所示。它包括探头、发射器、传输线、监测设备的操作和维护是相关职能部门的重要职责。然而，把监测系统提供的信息传送到其他部门也是非常重要的一环。信息不能为兴趣而传递，而应作为一个有用的目的而传递。接受信息的人员应了解和评价数据，并能认识数据变化的意义，掌握变化结果并能采取措施。8.5.2维护如前所述，监测系统类似于测量探头，而探头需要维护。现代电子电路基本不需要特别维护。因此，所有用于井下的电子设备质量要求优良，并充分密封。有间题的设备应该被可互换的备用设备取代并且拿到地面维修。电路的校正不能在地下进行。探头需要定期维护，维护频率取决于探头类型及环境。一般来说，探头至本文由机械格栅独家撰写，转载请注明出处！