一种自动可调均匀配风的矿井排风换热装置的制作方法

1.本发明涉及换热器技术领域，具体为一种自动可调均匀配风的矿井排风换热装置。


背景技术：

2.随着社会经济的快速发展，国内煤炭的开采主要分布在我国西北的严寒地区，煤矿进风井作为安全生产的重要设施，为保证冬季进风井井壁不结冰危害进风井内设备与人员的安全，国家标准规定矿井冬季进风温度不低于2℃，而寒冷地区及严寒地区冬季空气温度长期在0℃以下，进风井的入风必须进行加热，同时传统燃煤锅炉无法满足节能减排的要求，西北部的煤炭赋存条件使得进风井往往仅作通风用，而进风井较近范围内有矿井排风井，因此矿井排风直接加热新风的风风换热技术广泛应用于西部煤矿的进风井井口防冻。
3.但是，现有的换热器内风流分布不均导致换热效率较低、极端天气易结冰，以及矿井排风中粉尘在换热器壁面集聚结垢；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种自动可调均匀配风的矿井排风换热装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种自动可调均匀配风的矿井排风换热装置，以解决上述背景技术中提出的现有的换热器内风流分布不均导致换热效率较低、极端天气易结霜结冰，以及矿井排风中粉尘在换热器壁面集聚结垢等问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动可调均匀配风的矿井排风换热装置，包括井口房、风管与矿井排风换热装置，所述井口房的外部设置有井口房新风静压箱，所述井口房新风静压箱贴合的井口房部分墙体中镶嵌设置有井口房新风百叶送风口，所述井口房新风百叶送风口的下方设置有井口空气加热器，所述井口房新风静压箱的另一侧设置有新风送风管，所述新风送风管上设有新风送风管风压与风量变送器，所述新风送风管的另一端设有新风出风渐缩装置，所述新风出风渐缩装置另一端设置新风换热送风静压箱，所述新风换热送风静压箱内设有新风送风温湿度变送器，所述新风换热送风静压箱与大流道风风换热器新风出风端相连，所述大流道风风换热器另一端接有新风换热进风静压箱，所述新风换热进风静压箱中间设置有极端低温天气新风电加热器，所述大流道风风换热器设置有一层换热管外壁温度传感器和二层换热管外壁温度传感器，所述大流道风
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风换热器中间位置设置检修通道，所述一层的大流道风风换热器与新风换热进风静压箱的连接端设置有换热器新风进口电动调节风阀，所述二层的大流道风风换热器与新风换热进风静压箱的连接端设置有换热器新风进口电动调节风阀，所述新风换热进风静压箱外侧设有两个新风进风渐扩装置，所述新风进风渐扩装置通过新风风机出口段风管分别与两台新风风机相连。
6.所述矿井排风换热装置内部的一端设置有矿井排风风机出风联结箱，所述矿井排风风机出风联结箱的进风端设置有两个非供暖季矿井排风切换装置与一用一备的并联矿
井排风主扇相连，所述矿井排风风机出风联结箱出风端与矿井排风进风静压箱相连，所述矿井排风进风静压箱内设有矿井排风进风静压箱调压板，所述矿井排风进风静压箱调压板的一侧设置有两组分两层设置的大流道风风换热器，所述大流道风风换热器上部为矿井排风均匀进风配风箱，所述大流道风风换热器下部为矿井排风回风箱，所述矿井排风均匀进风配风箱的顶面为可调调节板，所述可调调节板的一侧设有可自动调节的伸缩杆，所述可调调节板与矿井排风均匀进风配风箱两端的卷筒主动轴和卷筒从动轴相连，所述可自动调节的伸缩杆一端设有液压控制装置和防爆型油压泵，另所述矿井排风均匀进风配风箱的底部设置有有换热管内高压冲洗除污分配管，所述换热管内高压冲洗除污分配管的端部设有高压冲洗喷头，所述换热管内高压冲洗除污分配管下部设有冲洗清污高压软管导轨，所述冲洗清污高压软管导轨设在大流道风风换热器的上方矿井排风均匀进风配风箱内侧帮，所述二层的大流道风风换热器下部矿井排风回风箱的下方设置有换热器凝结水排水地漏，所述换热器凝结水排水地漏下端设有换热器凝结水排水立管，所述换热器凝结水排水立管底端接入矿井排风凝结水管，所述矿井排风凝结水管埋在冻土层之下接入矿井排风凝结水集水坑，所述矿井排风凝结水集水坑的底部设置有伴热型凝结水排水管，所述矿井排风凝结水集水坑侧上方的矿井排风回风箱设有换热器矿井排风出口，所述换热器矿井排风出口与换热器矿井排风出风静压箱相连，所述换热器矿井排风静压箱的底部内侧面设置矿井排风余热回收表冷器，所述矿井排风余热回收表冷器设置有乙二醇溶液循环管路，所述乙二醇溶液循环管路的另一侧设置有水源热泵，所述水源热泵的另一端设置有热泵循环热水管路，所述热泵循环热水管路中分别设置有冲洗清污用保温热水箱与井口空气加热器；所述冲洗清污用保温热水箱的内部设置有高压水泵，所述高压水泵的端部连接有高压冲洗主干管，所述高压冲洗主干管的流出端分别设置切换阀门，所述切换阀门的另一端设有高压冲洗干管，所述高压冲洗干管和切换阀门的另一端均连接换热管内高压冲洗除污分配管，所述高压冲洗除污分配管的一侧换热管内设置高压冲洗喷头。
7.优选的：所述冲洗水补水管的一端插接在底面之下，所述冲洗水补水管的底端连接有清水泵，所述清水泵的外侧设置有矿井排风凝结水净化装置，所述矿井排风凝结水净化装置的一端外表面设置有矿井排风凝结水伴热排水管，所述矿井排风凝结水伴热排水管的上端连接在矿井排风凝结水集水坑底面。
8.优选的：所述新风送风管的内部设置有新风进风温湿度变送器，所述新风送风管的端口处设置有新风送风管风压与风量变送器，所述矿井排风进风静压箱的内部设置有换热器矿井排风进口温湿度变送器，所述换热器矿井排风出风静压箱的换热器矿井排风出口温湿度变送器，所述换热器矿井排风进口温湿度变送器和换热器矿井排风出口温湿度变送器设置在静压箱中间部位，所述新风进风渐扩减压装置后端的新风管直管段设置有新风进风管风压与风量变送器，所述新风进风渐扩装置的后端口设置有新风送风温湿度变送器，所述新风进风渐扩装置的出口端的新风换热进风静压箱内设有极端天气新风电加热器。
9.优选的：所述水源热泵连接高压水泵和热泵循环热水管路，所述热泵循环热水管路另一端的冲洗清污用保温热水箱内设置热泵循环热水加热器，所述热泵循环热水加热器内部设置有辅助电热板，所述水源热泵在换热器矿井排风出风静压箱内设置有矿井余热回收表冷器。
10.优选的：所述两个新风进风渐扩装置的出口端设置于新风换热进风静压箱的中间
位置，所述矿井排风进风静压箱设置有矿井排风进风静压箱调压板，所述矿井排风换热均匀配风箱内设置由可自动调节的伸缩杆连接的可调调节板。
11.优选的：所述非供暖季矿井排风切换装置和新风送风管的端部均是与装置壳体外壁均完全贴合，所述非供暖季矿井排风切换装置与新风送风管均是与装置壳体通过焊接固定。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过在外界温度较低或极端天气下，装置中的新风风机、大流道风风换热器、矿井排风风机出风联结箱、矿井排风进风静压箱、矿井排风进风静压箱调压板、新风进风渐扩装置、换热管内高压冲洗除污分配管、二层换热器新风进口电动调节风阀、一层换热器新风进口电动调节风阀、井口房新风静压箱、新风送风管、井口空气加热器、非供暖季矿井排风切换装置、极端低温天气新风电加热器、矿井排风余热回收表冷器、水源热泵、乙二醇溶液循环管路、二层换热器矿井排风出口、一层换热器矿井排风出口、热泵循环热水管路、高压水泵、可以对矿井排风装置内大流道风风换热器内外的排风风量与新风风量进行均匀分配，可以保证热换器内部的风流分布均匀；快速实现对进入井口房进风井的新风温度加热与调控达到不低于2℃，并保证极端天气情况下大流道风风换热器的内外流道不结冰且进风立井入风温度不低于2℃。
13.2、本发明通过在装置运行时通过清水泵、新风送风管风压与风量变送器、矿井排风凝结水伴热排水管、冲洗水补水管、冲洗清污高压软管自动导轨、切换阀门、液压控制装置、凝结水排水管、防爆型油压泵可以实现对装置内部管道的清洁，有效的避免矿井、矿洞周围的粉尘在换热器壁内外面和装置内部集聚结垢。
附图说明
14.图1为本发明整体的结构示意图；图2为本发明a—a方向的剖视图；图3为本发明b—b方向的剖视图；图4为本发明高压水泵的结构示意图；图5为本发明矿井排风凝结水净化装置的结构示意图；图6 为本发明控制平台的示意图。
15.图中：1、大流道风
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风换热器；2、矿井排风风机出风联结箱；3、矿井排风进风静压箱；4、风风换热器矿井排风进口；5、可调调节板；6、可自动调节的伸缩杆；7、矿井排风进风静压箱调压板；8、新风进风渐扩装置；9、新风换热配风静压箱；10、新风换热回风静压箱；11、卷筒主动轴；12、新风风机；13、卷筒从动轴；14、换热器矿井排风进口压力变送器；15、换热器矿井排风出口压力变送器；16、二层换热器新风进口电动调节风阀；17、一层换热器新风进口电动调节风阀；18、矿井排风换热均匀配风箱；19、矿井排风换热回风箱；20、新风送风管风压与风量变送器；21、新风送风温湿度变送器；22、新风进风管风压与风量变送器；23、新风进风温湿度变送器；24、井口房新风静压箱；25、井口房新风百叶送风口；26、新风送风管；27、井口空气加热器；28、非供暖季矿井排风切换装置；29、极端低温天气新风电加热器；30、矿井排风余热回收表冷器；31、水源热泵；32、乙二醇溶液循环管路；33、换热器矿井排风出口；34、换热器矿井排风静压箱；35、热泵热水循环管路；36、矿井排风凝结水集水坑；
37、凝结水排水管；38、液压控制装置；39、防爆型油压泵；40、高压冲洗干管；41、冲洗清污用保温热水箱；42、热泵循环热水加热器；43、高压水泵；44、切换阀门；45、冲洗清污高压软管自动导轨；46、二层换热管外壁温度传感器；47、一层换热管外壁温度传感器；48、冲洗水补水管；49、矿井排风凝结水伴热排水管；50、矿井排风凝结水净化装置；51、清水泵；52、矿井排风换热装置； 53、换热器矿井排风进口温湿度变送器；54、换热器矿井排风出口温湿度变送器；55、高压冲洗主干管；56、换热管内高压冲洗除污分配管；57、高压冲洗喷头；58，换热器凝结水排水地漏；59，换热器凝结水排水立管；60、新风出风渐缩装置；61、新风风机出口段风管；62，检修通道；63，矿井排风总排出口；64、凝结水排水池；65、清水池；66、控制平台。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
17.请参阅图1至图6，本发明提供的一种实施例：一种自动可调均匀配风的矿井排风换热装置是新风
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矿井排风的交叉流式换热器，装置的围护结构及各类管道全部保温，矿井排风换热装置（52）的新风侧：变频控制的两台新风风机12通过新风风机出口段风管61接入新风进风渐扩装置8，新风风机出口段风管61直管段部分设有新风进风管风压与风量变送器22和新风进风温湿度变送器23，两个新风进风渐扩装置8并联设置在新风换热配风静压箱9的中间位置，新风换热配风静压箱9内设置有极端低温天气新风电加热器29，极端低温天气新风电加热器29后部为分成两层的大流道风
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风换热器1，一层与二层的大流道风
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风换热器1的换热管外壁装有二层换热管外壁温度传感器47与一层换热管外壁温度传感器46，一层与二层的大流道风
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风换热器1的入口端分别设有二层换热器新风进口电动调节风阀17和一层换热器新风进口电动调节风阀16，二层换热器新风进口电动调节风阀17和一层换热器新风进口电动调节风阀16之后为大流道风
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风换热器1，大流道风
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风换热器1中间位置设有检修通道62，大流道风
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风换热器1出口端设由新风换热回风静压箱10，新风换热回风静压箱10另一侧接新风出风渐缩装置60，新风出风渐缩装置60连接新风送风管26，新风送风管26直管段设有新风送风管风压与风量变送器20，新风送风管26前端设有新风送风温湿度变送器21，新风送风管26的末端接入井口房新风静压箱24，井口房新风静压箱24另一侧嵌入井口房外墙的内侧设有井口房新风百叶送风口25，井口房新风百叶送风口25的对面外墙内侧设有井口空气加热器27，井口空气加热器27通过热泵热水循环管路35与水源热泵31相连，水源热泵31经由乙二醇溶液循环管路32与矿井排风余热回收表冷器30相连构成闭合回路，矿井排风余热回收表冷器30设置在换热器矿井排风静压箱34的外侧壁内；矿井排风换热装置52的矿井排风由与矿井排风换热装置52的出口相连的非供暖季矿井排风切换装置28进入，非供暖季矿井排风切换装置28后端设有矿井排风风机出风联结箱2，矿井排风风机出风联结箱2出风端与矿井排风进风静压箱3相连，矿井排风进风静压箱3内设有矿井排风进风静压箱调压板7，矿井排风进风静压箱调压板7的对侧设置有分两层设置的大流道风风换热器1，大流道风风换热器1顶部为矿井排风均匀进风配风箱53，大流道风风换热器1下部为矿井排风回风箱，矿井排风均匀进风配风箱53顶面为可调调节板5，可调调节板5的背侧设有可自动调节的伸缩杆6，可调调节板5与矿井排风均匀进风配风箱53两端的卷筒主动轴11和卷筒从动轴13相连，并可自动调节的伸缩杆6一端设有液压控
制装置38和防爆型油压泵39，另矿井排风均匀进风配风箱18的底部设置有换热管内高压冲洗除污分配管56，换热管内高压冲洗除污分配管56的端部设有高压冲洗喷头57，换热管内高压冲洗除污分配管56下部设有冲洗清污高压软管导轨45，冲洗清污高压软管导轨45设在大流道风风换热器1的上方矿井排风均匀进风配风箱18内侧帮，二层的矿井排风均匀进风配风箱18下部为大流道风风换热器1，二层的大流道风风换热器1出口设有二层的矿井排风换热回风箱19，二层的矿井排风换热回风箱19出口端设有换热器矿井排风出口33，换热器矿井排风出口33直接与换热器矿井排风静压箱34连接，换热器矿井排风静压箱34上顶端为开口的矿井排风总排出口63，二层的矿井排风换热回风箱19下部为一层的矿井排风均匀进风配风箱18，一层的矿井排风均匀进风配风箱18内的设置与二层相同，一层的大流道风风换热器1底部设有矿井排风换热回风箱19，一层的矿井排风换热回风箱19底部地坪下设有矿井排风凝结水集水坑36，矿井排风凝结水集水坑36靠近矿井排风换热装置52外侧围护结构设置；进一步，每层的矿井排风回风箱19的下方底板的最低处设置有换热器凝结水排水地漏58，所述换热器凝结水排水地漏58下端设有换热器凝结水排水立管59，换热器凝结水排水立管59底端经由凝结水排水管37接至矿井排风凝结水集水坑36，矿井排风凝结水集水坑36的最底部设置有矿井排风凝结水伴热排水管49，矿井排风凝结水伴热排水管49埋在冻土层以下接至矿井排风凝结水净化装置50，矿井排风凝结水净化装置50设置在凝结排水池64内，矿井排风凝结水净化装置50接向清水池65，清水池65内的清水泵51出口接入冲洗水补水管48，可以实现对装置内部的凝结水进行净化，实现水资源的循环利用，节能环保。
18.进一步，冲洗水补水管48穿过冻土层接至冲洗清污用保温热水箱41内，冲洗清污用保温热水箱41的内部设置有高压水泵43与热泵循环热水加热器42，热泵循环热水加热器42通过热泵循环热水管路35的主干路连接水源热泵31，另热泵循环热水管路35的一支分路连接井口空气加热器27，水源热泵31的另一端接乙二醇溶液循环管路32，乙二醇溶液循环管路32的一端矿井排风余热回收表冷器30，矿井排风余热回收表冷器30置在换热器矿井排风静压箱34中下部的外侧壁内，乙二醇溶液用于此可以在极端低温天气防冻，并且井口空气加热器27设有电加热板，尽最大可能的利用矿井排风的余热加热清污热水并向井口空气加热器提供热量，提高矿井排风的热利用效率；进一步，高压水泵43的端部连接有高压冲洗主干管55，高压冲洗主干管55的流出端分别设置切换阀门44，切换阀门44的另一端设有高压冲洗干管40，高压冲洗干管40和切换阀门44的另一端均连接换热管内高压冲洗除污分配管56，高压冲洗除污分配管56的一侧换热管内设置高压冲洗喷头57，高压冲洗除污分配管56设在冲洗清污高压软管导轨45上可根据冲洗清污的要求设置控制移动速度，可以实现对装置内部管道的清洁，有效的避免矿井、矿洞周围的粉尘在换热器壁面和装置内部或管道内上集聚结垢。
19.进一步，新风送风管26的内部设置有新风进风温湿度变送器21，新风送风管26的端口处设置有新风送风管风压与风量变送器20，矿井排风进风静压箱3的下方设置有换热器换热器矿井排风进口温湿度变送器53和换热器矿井排风出口温湿度变送器54，换热器矿井排风进口温湿度变送器（53）和换热器矿井排风出口温湿度变送器54设置在在静压箱中间部位用吊杆固定在内壁，新风进风渐扩装置8后端的新风管直管段设置有新风进风管风压与风量变送器（22），所述新风进风渐扩装置（8）的后端口处齿设置有新风送风温湿度变
送器（23），所述新风进风渐扩装置（8）的出口端的新风换热进风静压箱（9）内设有极端天气新风电加热器（29）内壁上设置有新风进风管风压与风量变送器22，新风进风渐扩减压装置8的端口齿设置有新风送风温湿度变送器23，可以精确监控装置内部新风与排风换热前后的风压与温湿度，在风压和温度达到极限值时可以第一时间做出调控反应，大流道换热内外壁结霜或者结冰、粉尘滞留结垢，提高装置运行的可靠性；进一步，两个新风进风渐扩装置8的出口端设置于新风换热进风静压箱9的中间位置实现大流道换热器1新风进风的均匀分配，一层与二层的大流道风
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风换热器1的入口端分别设有二层换热器新风进口电动调节风阀17和一层换热器新风进口电动调节风阀16，且新风风机12变频调控风机风量，可实现气象温度较高时但低于2℃时适当地调低新风量至减少至1台风机运行，同时每一层的新风进口电动调节风阀可局部调整每层大流道换热器的新风进风量，实现两层大流道换热器运行期间的轮值检修与换热管结霜时的融霜。
20.进一步，矿井排风进风静压箱3设置有矿井排风进风静压箱调压板7控制进风静压箱内的静压不变维持每层大流道换热器的矿井排风量均衡，矿井排风换热均匀配风箱18内设置由可自动调节的伸缩杆6连接的可调调节板5，确保矿井排风换热均匀配风箱18内静压不变且矿井不同通风期内可调，维持大流道换热器的每排换热管内的风量均衡，且保持不同通风期内风阻较小。
21.进一步，非供暖季矿井排风切换装置28和新风送风管26的端部与装置壳体外壁均完全贴合，非供暖季矿井排风切换装置28与新风送风管26与装置壳体通过焊接固定，焊接保证新风送风管26和非供暖季矿井排风切换装置28的连接稳定，且保证连接处的密封，避免内部湿气流向倒流至停止运行的矿井排风主扇内结冰危害。
22.使用时，在外界温度较低或极端低温天气下，通过装置中的新风风机12变频调控减小风量、二层换热器新风进口电动调节风阀16和一层换热器新风进口电动调节风阀17轮流减小每层大流道风风换热器1新风量进入融霜机制，同时井口房内的空气加热器27、极端低温天气新风电加热器29、水源热泵31、乙二醇溶液循环管路32、热泵循环热水管路35、换热器矿井排风进口温湿度变送器53、换热器矿井排风出口温湿度变送器54、新风送风管风压与风量变送器20、新风送风温湿度变送器21、新风进风管风压与风量变送器22、新风进风温湿度变送器23、换热器矿井排风进口压力变送器14、换热器矿井排风出口压力变送器15、换热管外壁装有二层换热管外壁温度传感器47与一层换热管外壁温度传感器46联合控制平台66，可以根据实测的矿井排风前后风压限值及温湿度参数、换热前后新风温度变化、换热管外壁温度参数，对极端低温电加热器29的加热功率和每层大流道换热器的进风量进行调控，使得换热管内壁温度升高以保证极端天气情况下内部不结冰，同时调整水源热泵31的运行工况提高井口房内的空气加热器27的加热效率。