煤矿井筒冬季电热风供暖系统设计_空气能热泵供暖系统厂家电话
暖如家
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2024-08-11 01:59:05
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一、概述
1、在我国北方地区煤矿冬季生产过程中，井筒是煤矿矿井的咽喉，是地面和井下联系的重要通道，当冬季室外气温低于0℃时，井筒防冻问题解决不好，井筒淋水会在低温空气作用下，在井筒，提升容器、电缆、水管等处结冰，影响矿井运输提升环节的安全性，冷风对进出井筒职工工作条件及身体不利影响。
2、扎实推进环保工作响应国家号召还青山绿水，大力推广清洁能源供热方式，最大化减少大气污染物排放，在解决供热技术方面狠下功夫，积极研究解决方案。
二、煤矿井筒内供热负荷热量计算方式
1、矿井室外温度是计算空气加热耗热量的重要数据，选用历年来极寒低温天气温度作为参考，例如（t1为-12℃我矿）全国各地区温度不同按照当地历年冬季极寒选择。
2、矿井进风量（G为133.3m³/s—矿井筒每秒通风量，用小时表示479880m³/h）,主副两个井筒加热室不是一个的要分开计算。
3、矿井室外空气预热后，冷热空气混合后井筒内50米达到温度达到2℃—5℃（0℃以上不结冰），可情况实际情况选择取5℃以上，提高井筒内工作环境舒适度。(t2为5℃）
4、室外环境温度与空气密度有关联，计算时要考虑。(Pm为1.353kg/m³,根据环境温度确定)
-20℃空气密度：1.385kg/m³-16℃空气密度：1.374kg/m³-15℃空气密度：1.368kg/m³-12℃时空气密度：1.353kg/m³-10℃时空气密度：1.342kg/m³0℃空气密度：1.288kg/m³
5、已知空气升温1℃需热量:0.241Kcal/kg·℃（空气比热容C）
6、根据以上5点确定煤矿井筒空气加热每小时需要最大热量。
计算方式Q=G×pm×C×(t1-t2)计算出每小时最大负荷需要热量大卡，后期再根据选用的能源方式或设备的能效转换率选用合适的功率。
三、电磁加热空气加热方式选择重要性
1、用电磁加热热水到70℃—80℃，使用热水热媒最大的缺点就是采用热水加热空气传热系数比较低，造成出风温度下降出风温度低25℃—40℃，同样的出风温度要求增加其加热面积，拓宽加热室体积，高温水操作管理跟不上去，易造成冻井事故。安装和后期维护复杂，锅炉房到井筒空气加热室距离越远，热水管道长热量损失多，热量转换的形式越多热损越大。
2、用电磁加热蒸汽的方式通过二次换热方式，出风温度比热水的方式高，但骤冷骤热易使管头渗漏、蒸汽热媒量调节只能依靠启闭加热器片数来调节其供热量，最后蒸汽要用冷凝罐回收在输送到回锅炉房在利用，在冷凝的过程中大量的热量损失。
3、以上两种方式多系统控制，相互不能精准联动，达不到井筒内根据实际需求精准控温，能耗的浪费。
4、建议用电磁直接加热空气的方式，不需要水或蒸汽介质间来回换热，最大程度达到减少能耗浪费。
四、电磁热风加热原理
电磁加热器是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的装置。它由电磁控制器和加热圈两部分组成。电磁控制器将660V，50/60Hz的交流电经过整流、滤波、逆变成950/960kHz的高频高压电流，高速逆变通过线圈产生涡流的交变磁场，当磁场内的磁力线通过导磁性金属材料（加热筒或出风炮筒）时会在金属体内产生无数的小涡流，使金属材料本身自行快速发热通过介质风散热，同时配合高效能的隔热保温装置，最大程度减低热损耗，然后把鼓风机对接金属发热体吹风形成热风了，整个过程是“电→磁→热→风”的高效转化过程。这样就能达到大幅节能的效果。使用这种发热方式，其能量转换效率高达90~95%。加热原理图如下图所示。
五、电磁加热器线圈选型原则
对于整套电磁加热器来说，线圈的作用乃是最核心的功能——加热，这也是电磁加热这一产品应用被开发出来的意义所在。如果一台电磁加热产品因线圈绕不好而导致不能加热或者加热效果不好，那就相当于建了一栋房子却不能住，造了一辆汽车却不能开，做了一盘美食却不能吃，那就没有了任何意义。既然线圈那么重要，该怎么对线圈进行选型呢？应从三方面进行考虑——线材本身、线圈绕制、适用现场。
线材本身有很多种类，例如高频线、云母线、防水线、硅胶线、镀镍线、纯镍线、铜管、合金导线等，不同种类的线材适用场合不同。此外，挑选线圈时，还要考虑其线径，材质，耐温耐压性能等。这些也都是由其使用条件决定的。在实际选配过程中，首先要根据加热需求确定所需设备功率，然后就可以知道其输出电流值，进而确定线径、材质，然后视现场的温度情况，散热情况等考虑其耐温性能。如果挑选线圈时没有考虑到这些因素，就很容易出现设备故障，例如线圈被烧坏，加热效率低下，线圈不耐用等问题。
线圈绕制表面看来，线圈绕制这一工作似乎是最没技术含量的，不就是把线材绕一下组成个线圈嘛，这谁不会？但实际上并没有那么简单，线圈的绕制需要考虑到叠加、干扰、散热、距离、感量匹配等因素。不同功率的电磁加热器其所需要的线圈电感量是不一样的，只有实际电感量和理论值一直，才能保证电磁加热器的功率最大化。例如，一台60KW的电磁加热器，其理论电感量是413μH，线圈绕制时，只有实际感量为413μH左右，其功率才有可能完全达到额定值。如果实际感量是300μH、400μH，那其这台设备的实际使用功率可能就只有50KW，40KW，甚至无法正常工作或根本启动不了。
六、风机模块及加热器模块化组合，相互备用增加或减少用热功率，减少人员各项成本。
以前老旧的散热送风系统都是大功率的风机，用热量风机一个功率，用小功率多台风机根据用热需求启停能节省很大部分的电机运行费用。加热器选用电磁感应加热铁制容器，在用风机把铁制容器上的热量直接散发在空气里，以提高冷空气的温度，达到加热效果。
通过井筒内的温度感应探头反馈计算，控制需要启动的加热功率和加热数量及单个模块需要出风温度，混合后再井筒内实现需要达到的理想温度。使用一套计算系统完成，操作起来简单。智能化自动远程监控操作，减少操作维护人员及劳动强度，节约企业运营成本，提高生产效率。
七、电磁感应加热设计的做法是在主副井加热室加热通道里安装2460KW热风机组，温度在5~10℃之间，通过这种方法解决了矿井防寒与提升相矛盾问题。提高了矿井提煤速度，增加了原煤的产量。
八、我国产煤大省大多数在北方地区，煤矿冬季生产经营中经常遇到井筒取暖的难题，解决好这个问题对保障我国煤炭生产和促进经济平稳快速发展具有重要的意义。
（晋圣公司固隆煤业山西温永庆）
1、在我国北方地区煤矿冬季生产过程中，井筒是煤矿矿井的咽喉，是地面和井下联系的重要通道，当冬季室外气温低于0℃时，井筒防冻问题解决不好，井筒淋水会在低温空气作用下，在井筒，提升容器、电缆、水管等处结冰，影响矿井运输提升环节的安全性，冷风对进出井筒职工工作条件及身体不利影响。
2、扎实推进环保工作响应国家号召还青山绿水，大力推广清洁能源供热方式，最大化减少大气污染物排放，在解决供热技术方面狠下功夫，积极研究解决方案。
二、煤矿井筒内供热负荷热量计算方式
1、矿井室外温度是计算空气加热耗热量的重要数据，选用历年来极寒低温天气温度作为参考，例如（t1为-12℃我矿）全国各地区温度不同按照当地历年冬季极寒选择。
2、矿井进风量（G为133.3m³/s—矿井筒每秒通风量，用小时表示479880m³/h）,主副两个井筒加热室不是一个的要分开计算。
3、矿井室外空气预热后，冷热空气混合后井筒内50米达到温度达到2℃—5℃（0℃以上不结冰），可情况实际情况选择取5℃以上，提高井筒内工作环境舒适度。(t2为5℃）
4、室外环境温度与空气密度有关联，计算时要考虑。(Pm为1.353kg/m³,根据环境温度确定)
-20℃空气密度：1.385kg/m³-16℃空气密度：1.374kg/m³-15℃空气密度：1.368kg/m³-12℃时空气密度：1.353kg/m³-10℃时空气密度：1.342kg/m³0℃空气密度：1.288kg/m³
5、已知空气升温1℃需热量:0.241Kcal/kg·℃（空气比热容C）
6、根据以上5点确定煤矿井筒空气加热每小时需要最大热量。
计算方式Q=G×pm×C×(t1-t2)计算出每小时最大负荷需要热量大卡，后期再根据选用的能源方式或设备的能效转换率选用合适的功率。
三、电磁加热空气加热方式选择重要性
1、用电磁加热热水到70℃—80℃，使用热水热媒最大的缺点就是采用热水加热空气传热系数比较低，造成出风温度下降出风温度低25℃—40℃，同样的出风温度要求增加其加热面积，拓宽加热室体积，高温水操作管理跟不上去，易造成冻井事故。安装和后期维护复杂，锅炉房到井筒空气加热室距离越远，热水管道长热量损失多，热量转换的形式越多热损越大。
2、用电磁加热蒸汽的方式通过二次换热方式，出风温度比热水的方式高，但骤冷骤热易使管头渗漏、蒸汽热媒量调节只能依靠启闭加热器片数来调节其供热量，最后蒸汽要用冷凝罐回收在输送到回锅炉房在利用，在冷凝的过程中大量的热量损失。
3、以上两种方式多系统控制，相互不能精准联动，达不到井筒内根据实际需求精准控温，能耗的浪费。
4、建议用电磁直接加热空气的方式，不需要水或蒸汽介质间来回换热，最大程度达到减少能耗浪费。
四、电磁热风加热原理
电磁加热器是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的装置。它由电磁控制器和加热圈两部分组成。电磁控制器将660V，50/60Hz的交流电经过整流、滤波、逆变成950/960kHz的高频高压电流，高速逆变通过线圈产生涡流的交变磁场，当磁场内的磁力线通过导磁性金属材料（加热筒或出风炮筒）时会在金属体内产生无数的小涡流，使金属材料本身自行快速发热通过介质风散热，同时配合高效能的隔热保温装置，最大程度减低热损耗，然后把鼓风机对接金属发热体吹风形成热风了，整个过程是“电→磁→热→风”的高效转化过程。这样就能达到大幅节能的效果。使用这种发热方式，其能量转换效率高达90~95%。加热原理图如下图所示。
五、电磁加热器线圈选型原则
对于整套电磁加热器来说，线圈的作用乃是最核心的功能——加热，这也是电磁加热这一产品应用被开发出来的意义所在。如果一台电磁加热产品因线圈绕不好而导致不能加热或者加热效果不好，那就相当于建了一栋房子却不能住，造了一辆汽车却不能开，做了一盘美食却不能吃，那就没有了任何意义。既然线圈那么重要，该怎么对线圈进行选型呢？应从三方面进行考虑——线材本身、线圈绕制、适用现场。
线材本身有很多种类，例如高频线、云母线、防水线、硅胶线、镀镍线、纯镍线、铜管、合金导线等，不同种类的线材适用场合不同。此外，挑选线圈时，还要考虑其线径，材质，耐温耐压性能等。这些也都是由其使用条件决定的。在实际选配过程中，首先要根据加热需求确定所需设备功率，然后就可以知道其输出电流值，进而确定线径、材质，然后视现场的温度情况，散热情况等考虑其耐温性能。如果挑选线圈时没有考虑到这些因素，就很容易出现设备故障，例如线圈被烧坏，加热效率低下，线圈不耐用等问题。
线圈绕制表面看来，线圈绕制这一工作似乎是最没技术含量的，不就是把线材绕一下组成个线圈嘛，这谁不会？但实际上并没有那么简单，线圈的绕制需要考虑到叠加、干扰、散热、距离、感量匹配等因素。不同功率的电磁加热器其所需要的线圈电感量是不一样的，只有实际电感量和理论值一直，才能保证电磁加热器的功率最大化。例如，一台60KW的电磁加热器，其理论电感量是413μH，线圈绕制时，只有实际感量为413μH左右，其功率才有可能完全达到额定值。如果实际感量是300μH、400μH，那其这台设备的实际使用功率可能就只有50KW，40KW，甚至无法正常工作或根本启动不了。
六、风机模块及加热器模块化组合，相互备用增加或减少用热功率，减少人员各项成本。
以前老旧的散热送风系统都是大功率的风机，用热量风机一个功率，用小功率多台风机根据用热需求启停能节省很大部分的电机运行费用。加热器选用电磁感应加热铁制容器，在用风机把铁制容器上的热量直接散发在空气里，以提高冷空气的温度，达到加热效果。
通过井筒内的温度感应探头反馈计算，控制需要启动的加热功率和加热数量及单个模块需要出风温度，混合后再井筒内实现需要达到的理想温度。使用一套计算系统完成，操作起来简单。智能化自动远程监控操作，减少操作维护人员及劳动强度，节约企业运营成本，提高生产效率。
七、电磁感应加热设计的做法是在主副井加热室加热通道里安装2460KW热风机组，温度在5~10℃之间，通过这种方法解决了矿井防寒与提升相矛盾问题。提高了矿井提煤速度，增加了原煤的产量。
八、我国产煤大省大多数在北方地区，煤矿冬季生产经营中经常遇到井筒取暖的难题，解决好这个问题对保障我国煤炭生产和促进经济平稳快速发展具有重要的意义。
（晋圣公司固隆煤业山西温永庆）
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