矿井回风热管余热回收利用研究

为满足寒冷地区矿井进风空气加热的要求,介绍了一种用于矿井回风余热利用的热管系统。该系统吸收矿井回风中携带的低温热能,通过热管将热量传递至进风侧空气,提升进风温度。此外,系统为克服矿井进风、回风风道新增设备产生的风阻,在风道中增加了平衡风机,系统配套检测系统可根据风道风阻压力变化控制平衡风机运行台数。使用该系统取代现有燃煤热风炉在满足矿井进风温度要求的同时,不仅可以节约煤费、电费、人工费等运行成本,还可满足环保排放要求。最后提出了某矿井回风热管余热回收利用系统在运行过程中存在的问题并给出了解决措施,为矿井回风余热的利用奠定了基础。     

基于热管换热技术回收矿井回风低温余热的应用研究

基于低温热管换热技术设计研发了回收矿井回风余热资源的换热装置,应用在阳煤集团一矿吴家掌风井。针对项目概况、方案设计及运行效果进行详细论述,系统运行测试表明本装置设计合理,可满足矿井回风热能回收的要求。低温热管换热系统运行费仅21.8万元/a,比传统热风炉运行费用减少250余万元/a,煤耗为0,对环境零污染。     

热管换热器回收矿井回风余热的可行性分析

针对东北和西北高原地区冬季煤矿回风存在能源浪费问题,提出了利用热管技术在煤矿建立回风余热回收系统。并以东北地区矿井为例,对热管尺寸,翅片大小以及热管数目和排列方式的确定等因素展开分析,从技术和经济效益2方面,论证了在我国寒冷地区建立煤矿回风余热回收系统是可行的。     

热管式矿井通风热能自平衡系统设计与应用

为解决冬季煤矿进风口温度过低不能满足矿井通风安全的问题,利用热管的高效传热性能和等温特性,提出了采用低温相变热管技术通过矿井回风加热矿井进风的系统设计。根据热平衡理论对矿井回风中的有效利用热量进行理论分析,得出系统可处理的最低环境温度。结果表明:在矿井回风温度为15℃,相对湿度为90%的条件下,当环境温度高于-17.5℃就能将矿井进风加热至2℃以上。与矿井回风源热泵相比,其120天的运行费用可节约93万元,具有较好的经济效益。可为井筒防冻及矿井回风余热利用系统设计提供参考。     

基于不同换热器的矿井回风余热回收换热效果研究

换热器是矿井回风余热回收系统的核心装置,换热器的选择直接决定了矿井回风余热的利用效率。文章依托万福矿井回风余热回收系统换热器的选取工作,采用三维离散相气液两相流模型对喷淋式换热器内风流的传热特性和阻力特性进行模拟,并基于二维双精度标准k-ε湍流模型分析了热管式换热器内风流速度、压力及温度的变化特征,对比分析喷淋式和热管式回风换热器的换热效果、阻力大小。结果表明,喷淋式换热器对回风产生的阻力较小,而热管式换热器的换热效果更好。通过经济性分析可知应用热管式换热器的年均投入仅为喷淋式换热器的三分之二。     

热管换热器回收煤矿回风余热预热矿井进风研究

以矿井需风量8 000 m3/min为例,运用热管理论和传热理论建立矿井回风焓变放热方程和热平衡方程,并利用计算流体动力学分析软件Fluent对余热回收系统换热效果进行数值模拟。研究结果表明:当矿井进风量为8 000 m3/min,新鲜风流温度高于-29℃时,热管换热器可以利用回收的回风余热满足新鲜风流的预热要求;通过数值模拟分析可知,对于不同需风量的矿井,当新鲜风流的温度高于临界温度时,热管换热器回收的回风预热便可以独立完成对新鲜风流的预热。     

矿井回风资源利用方式探讨

矿井回风中含有大量的低浓度甲烷以及丰富而稳定的余热资源,若直接排入大气不仅造成能源的浪费,还增加了温室气体的排放量。分别从矿井回风瓦斯、矿井回风余热利用的角度出发,对矿井回风瓦斯的热氧化、催化氧化技术,以及回风余热利用的热管、热泵等技术进行了分析对比,探讨了不同技术手段的适用条件。     

大昼夜温差条件下井筒防冻及蓄能强化供热技术

针对一些煤矿中的倒锥形的矿井回风扩散塔,基于倒锥形扩散塔的矿井,进行回风热能利用方式及技术的研究,对矿井回风热能提取装置进行优化。采用理论分析,计算和工程实践相结合的方法,得出以下成果和创新:针对矿井倒锥形扩散塔形式,开发倒锥形扩散塔回风热能利用工艺,实现倒锥形扩散塔矿井回风热能的有效利用,拓展矿井回风热能利用范围;针对昼夜环境温差变化特点,研究适宜大昼夜温差条件的蓄能系统,实现白天余热储存,夜间强化供暖,满足夜间供热需求及井筒防冻。在某矿风井建立基于倒锥形扩散塔的矿井回风低温废热回收供井筒防冻示范工程,验证系统实施运行效果。     

分体式矿井排风余热回收井口防冻系统应用探究

矿井排风中蕴含丰富的低温热能，非极端天气条件下通常利用矿井排风中的低温余热就能够满足井口防冻的用热需求。为了利用矿井排风中的热量解决井口防冻用热问题，提出采用分体式余热回收利用系统。介绍了系统的形式，并以太原市西铭冀家沟煤矿具体的项目为例，进行了系统配置分析。该系统的初投资和运行费用较低，环境效益和经济效益良好，为解决矿井防冻问题提供了一种新方法。     

高寒地区超低温空气源热泵余热回收技术研究

本文以普朗铜矿为试验基地,首次实现高海拔地区的矿山采用超低温空气源热泵机组制热、供暖,实现矿山节能、环保供热.矿井回风中蕴含大量余热,以一个供暖周期为限,将回风中的余热量利用空气源热泵进行回收,与电加热方案相比,3600 m平硐与3700 m回风井采用余热回收系统之后,节电量约为1.48×106 kW·h,节约电费79...     

矿井回风余热回收用可变导热管的换热分析

针对目前矿井回风余热回收用重力热管的换热过程不可控问题,提出了可变导热管的设计应用方案。考虑热管内的不凝性气体,结合热管内部的相变传热过程,通过传热热阻分析,建立了单根可变导热管的一维换热分析模型,并进行了换热分析。结果表明:定贮气室温度的可变导热管换热效果主要由热源温度和管内的工作温度决定,可变导热管对矿井回风的调控温度区间随矿井回风和新风的温差增大而增加,调控阶段的管内工作温度基本不变。     

分离式热管换热技术在井口防冻系统中的应用研究

为解决目前分体式热管规模较小,输送距离短,在煤矿余热回收中应用受限的问题,以赵庄煤矿苏南风井井口供暖项目为工程案例,介绍了分离式热管换热技术在井口防冻系统中的应用。首先在通过对井口供暖热负荷和矿井回风余热的供热能力进行匹配分析的基础上,对分离式热管换热系统蒸发器和冷凝器的换热面积、上升和下降管路循环高差、蒸发器和冷凝器的风阻等进行了设计计算;然后基于供暖季运行的数据,分析了典型工况下两器在换热前后的温度变化情况。工程实践表明：分离式热管换热技术应用于煤矿井口供暖系统是可行的。     

煤矿低温水资源余热利用技术研究进展

矿井水余热、洗浴废水余热是煤矿企业可兹利用的余热资源。为合理利用低温水资源余热，最大化地发挥其绿色低碳优势，系统梳理矿井水余热、洗浴废水余热的不同利用技术应用现状，并对比分析各利用技术的优缺点。结果表明：矿井水余热可采用直接换热和热泵提热方式回收，采用直接换热技术回收的热能品味有限，一般仅能用于井筒防冻，后者采用热泵提高热能的品味，可满足井筒防冻、建筑采暖等热需求，但由于矿井水水质较差，换热器堵塞、结垢、腐蚀等问题仍有待解决；洗浴热水由于具有断续周期性，通常只能作为补充、辅助热源，其余热可采用污水源热泵或普通水源热泵回收，前者直接以洗浴废水为热源且易发生堵塞、结垢等问题，维护困难，后者采用中间介质置换洗浴废水余热，可保证热泵的稳定运行，但系统更为复杂且存在一定的热量损失。未来相关研究需侧重于水处理工艺、设备材质、储能等方面以克服矿井水及洗浴废水的水质差、不连续等问题，确保余热利用系统的稳定性和有效性。     

矿井余热综合利用技术研究与应用

为了合理利用矿井余热资源,确保实现“节能减排、绿色环保”,研究了矿井水余热资源、空压机余热资源,分别对系统的设计原则、项目内容、设备组成和系统特点等方面进行了研究,然后对矿井水余热系统运行费用、空压机余热回收系统运行费用和采用燃气锅炉运行费用进行了分析对比。研究得出,采用矿井余热综合利用方式最经济,相比燃气锅炉系统每年节约费用291.08万元,经济价值巨大。研究有效降低了煤矿生产成本,具有一定的推广应用价值。     

矿井降温除湿系统的热力学分析

针对目前普通矿井空调系统存在降温效率低、能耗高、湿度大且舒适性差的问题,分析高温矿井各种热湿负荷特性,提出基于热害矿井热源一体化循环利用的热管降温除湿空调系统。通过高效相变换热的分离式热管系统,以矿井余热为启动热源,热管蒸发段承担矿井湿负荷,降低蒸发器进风温度。实现矿井空气温湿度的独立控制和高效节能运行,并使矿井除湿量显著增加。     

矿井回风余热回收用热管换热器的优化设计

热管换热器因其优良的传热性能在余热回收中得到了广泛的应用。分析了重力热管的工作原理及特点,结合山西某煤矿实例,设计了回风余热回收用热管换热器,包括管壳设计、工质选择、热管长度以及排列方式等。同时,对设计的换热器进行热平衡、传热系数等计算,分析翅片管节距和翅片高度对热管换热器影响规律,以提高换热器传热效率。     

整体式热管换热技术在煤矿井口防冻系统中的应用

以阳煤二矿南风井井口防冻应用整体式热管换热技术为例,根据井口防冻热负荷和矿井回风余热的供热能力,对热管换热器基本参数和热管阻力进行了设计计算。经过统计一个采暖季的数据,分析了典型工况下矿井回风、新风在换热前后的温度变化情况。结果表明：应用热管换热技术可以满足井口防冻的热需求,当最低温度-15℃接近设计最低值时,进风温度2.2℃也能达到预期目标。     

基于Ansys对矿井余热回收装置的模拟研究

为充分利用矿井乏风余热,采用Ansys软件建立对流换热模型,对煤矿回风井余热回收装置的附加阻力、换热效率、内部流场的变化和影响因素进行了分析研究。结论表明：回风井口的风流速度越大,装置的换热效率越低。     

空压机余热利用技术在庞庞塔矿的应用

空压机是煤矿重要的动力源设备,对于保证矿井压风、防灭火等系统具有重要的作用。详细分析了空压机在煤矿的应用现状,指出空压机余热利用对于环保、节能和设备保护等方面的重要意义。以庞庞塔煤矿为研究对象,通过技术改造建立了该矿空压机余热回收利用系统,分析了余热回收利用系统的诸多优点。通过该空压机余热回收利用系统的实施,改善了空压机运行状态,同时利用回收的余热实现了矿井职工澡堂水加热和冬季采暖需求,对于矿井节能减排和提高矿井综合效益具有重要意义。     

东滩煤矿空压机节能改造浅析

在矿井空压机设备的基础上,研究开发热回收系统,回收压风机余热,降低机组运行温度,并将热能用于加热矿井洗浴用水,节省蒸汽,实现低碳经济;通过加装智能稳压控制器,实现压风系统排气压力的控制,降低矿井单位气量的电耗,降低设备的运行维护费用,增强系统的可靠性,实现了压风系统余热利用、安全、节能运行。