矿井制冷降温系统-课件PPT(精)
矿井分区集中制冷降温系统设计
矿井分区集中制冷降温系统设计摘要：在一期制冷系统的基础上，通过对新巨龙矿井下各处冷损的计算，进行了二期降温系统的设计研究，完成了设备选型及各降温设备的布置工作，并对回采工作面和掘进工作面在系统正常运行情况下的降温效果进行了分析比较，分析所采集的数据说明新巨龙矿井下分区集中制冷、地面排热降温系统取得了较好的降温效果。
关键字：矿井热害；降温系统设计；分区集中制冷；降温效果引言我国深井热环境问题已日趋严重，目前已有40多处矿区的安全高效生产受到井下高温热害的影响，资料显示，我国煤炭总储量中，有73.2%的煤炭埋深超过1000m，因此，加强对矿井降温的研究，是当前煤炭安全生产的重要课题。
本文以龙固矿热环境为研究背景，在其前期制冷系统的基础上，对二期制冷系统进行了设计研究。
矿井制冷降温措施主要有两种，一种是非机械制冷降温措施，一种是机械制冷降温措施。
前一种主要是开采技术措施，主要包括改革通风方式、采煤工艺、煤层注水等，主要是通风措施；后一种是在前者无法达到要求或不经济合理时采用的措施。
仅依靠通风措施解高温热害是远远不够的，这就需要采用机械制冷降温措施。
综合对比分析机械制冷各个方案的优缺点，决定采用井下分区集中制冷，地面排热的矿井制冷降温系统。
本文在井下集中制冷系统WAT一期降温工程的基础上，根据新巨龙矿井开拓布局及井下热害实际等因素，对一期降温工程布局进行优化调整，并展开井下集中式冷水降温系统二期降温工程的研究与设计，最终形成科学有效的井下分区集中制冷、地面排热的降温系统。
龙固矿设计生产能力为6.0Mt/a，核定能力为 7.8Mt/a。
矿井采用立井开拓方式，通风方式为混合抽出式，副井为主要进风井。
矿井第一开采水平已达-810m，煤系地层平均地温梯度为3.23℃/100m，主采3#煤层底板平均温度为41.4℃。
新巨龙矿属于地热异常型矿井，表土层较厚，地温梯度较高，且井田范围较大，通风路线较长，井下热害严重。
制冷系统基本工作原理PPT课件
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热工基础知识 - 基本物理定律
热力学第一定律
能量既不能创造，也不 能消亡，而只能从一个 物体转移到另一个物体， 或从一种形式转变成另 一种形式。
在任何发生能量转换的 热力过程中，转换前后 能量的总量维持恒定。
热能和机械能是可以相 互转换的。
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热工基础知识 - 基本物理定律
热力学第二定律
过热：在饱和压力的条件下，继续对饱和蒸汽加热， 使其温度高于饱和温度，这种状态称为过热，这种 蒸气称为过热蒸汽。升高后的温度称为过热温度， 过热温度与饱和温度之差称为过热度。
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热工基础知识 - 升高饱和点
压力锅防止蒸汽 逃逸。
液体表面压力升 高使液体的沸点 升高
水沸腾 1.208bar 105°C
热量-热能转移的度量
焦耳（J），千焦耳（kJ）
1kJ=0.239kcal
1kWh=3600kJ
质量比热
一kg物体温度升高1K所吸收的热量
水在常温时的Cp=4.1868kJ/kg.℃ 干空气的定压比热 Cp=1.005kJ/kg.℃ 热流，功率
kW （1P机就是2500W,2P机就是
5100W,5P机就是12500W）.
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热工基础知识 - 饱和、过冷和过热
212°F 100°C
大气压 容器内汽液共存 汽体 212°F 100°C
液体
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热工基础知识-过冷过热
饱和状态：当液体处在密闭容器内时，液体不断气 化，蒸气不断凝结，若在某一时刻，液体气化量等 于蒸气凝结量，即气液两相处于平衡共存的状态,这 一状态称为饱和状态。它是—个动态的平衡。此时， 若加入热量则达到一新的饱和状态达到平衡。过冷： 饱和液体在饱和压力不变的条件下，继续冷却到饱 和温度一下称为过冷，这种液体称为过热液体。下 降后的温度称为过冷温度，过冷温度与饱和温度之 差称为过冷度。
矿井制冷降温系统的研究与应用
矿井制冷降温系统的研究与应用摘要在地面建立制冷中心，制冷中心生产的5℃的冷水通过供冷水泵送至副井井筒中的通过改造后的备用排水管路，经过井底减压阀减压后，低温冷水进入到矿井防尘管网中，直接供至工作地点，通过安装的制冷装置，冷却工作地点进风流温度，达到降温目的。
关键词深井开采；高温热害；需冷量；水冷降温1 概述朝阳煤矿核定能力72万吨/年，从井巷设计、设备选型、系统装备等均按90万吨/年的能力施工。
2 矿井需冷量计算2.1 采掘面降温标准结合朝阳矿目前及下步深水平高温发展状况，按《煤矿安全规程》规定，生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃计算需冷量。
2.2 供冷范围按矿生产要求，降温工程共设计矿井一个综采工作面、四个掘进工作面。
2.3 矿井需冷量计算1）回采工作面需冷量的计算根据矿提供的工作面数值，计算回采工作面的需冷量为510kW。
2）掘进工作面需冷量计算风量260m3/min，按同样方法计算四个掘进工作面需冷量，四个掘进工作面总需冷量为610kW。
3）矿井总需冷量Q=510+610=1120kW目前矿井井下降温需冷量为：Qc=K*Q=1.2×1.25×1120=1680kW3 制冷降温方案确定制冷水降温主要由制冷水系统、输冷系统、井下输冷散冷系统四大部分组成。
4 水制冷降温系统4.1 主要制冷设备选型4.1.1 井下制冷综采工作面上隅角附近安装1台MK-300空冷器和1台MK-150空冷器，制冷量500kW，满足降温需求。
掘进工作面的需冷量为150kW，进风巷采用1台新雪公司生产的MK-200空冷器，作为热交换器，满足降温需求。
井下降温总循环冷水量103.2m3/h，考虑到井下防尘用水量及地面空调用水，选择冷水量为120m3/h，用于制冷器降温后的，剩余回水，经过回水管排到地面。
地面选用3台1032kW的水冷螺杆机组，冷冻水由20℃降为5℃，所需的水量为120m3/h，可满足矿井1个回采工作面、4个掘进工作面的降温需求及地面中央空调供冷。
矿井降温空调系统
矿井降温空调系统1．前言随着我国矿采资源的继续开发，矿井开采的深度不断增加，采矿机械化程度的不断提高，井下工作点的环境温度也越来越高，随之而来的矿井的热害问题变得越来越突出。
高温环境导致的工作效率低、工人健康受损、机电设备使用寿命降低、安全隐患问题突出。
我国是世界上高温热害矿井较多的国家之一，据不完全统计，我国已有130多对矿井的采掘工作面风流温度超过30℃，同时已探明的煤炭储量中，1000～2000m 深处的煤炭储量占总储量的53.2%。
为了维持井下适宜的工作温度，提高开采效率、降低开采成本、保证开采人员的身体安全和健康，深井矿采用空调系统降温正在被越来越多的高温矿实施采纳。
随着矿井开采深度的不断增加，高温热害影响越来越大。
在高温环境作业，人体大量出汗，大量氯化钠、水溶性维生素、矿物盐随之排出，正常的水盐代谢被破坏，从而可能出现热痉挛，引起中暑、昏倒、呕吐和湿疹等疾病，危害劳动者身体健康。
同时，高温还会影响劳动效率，有资料表明，工作区域内温度每超过标准1℃（标准为26℃），供热的生产效率会降低6~8%，当温度由27℃增加到30℃时，劳动效率显著下降。
因此，高温热害被认为除水、灰、瓦斯之外的第四大矿井灾害。
2．矿井降温的方法（1）通风降温。
在热害不太严重的情况下，用加强通风的办法就可以达到降温的目的。
但是要注意，增加通风量起初气流温度大幅下降，但当温度下降到一定程度时，随风量增加，温度下降逐渐变慢，同时通风量的增加意味着耗电量和运行费用的增加，因此要考虑一个最经济的风量，一般推荐通风量为巷道长度的0.56~0.84倍[3]。
此外，过大的风速不利于防尘，过大的吹风感也会引起矿工的不适。
（2）隔绝热源。
巷道岩壁散发大量的热量，如能采用隔热物质喷涂岩壁，则能大大减少巷道内的冷负荷。
但是巷道内的具体情况对隔热材料有很高的要求：既要有良好承压性能、不易碎裂同时又要经济可行，目前还没有找到一种能完全满足要求的隔热材料，因此这种方法在实践中很少被应用。
制冷系统基本原理与结构PPT课件
系统应具备安全保护措施，防 止事故发生。
制冷系统的优化方法
提高能效比
通过改进压缩机、冷凝器、蒸发器等关键部 件，提高能效比。
控制运行参数
根据实际需求调整制冷剂流量、蒸发温度等 参数，实现系统优化。
智能控制
采用先进的控制算法和传感器技术，实现系 统自动调节和优化。
定期维护
对系统进行定期检查和维护，确保各部件处 于良好状态。
02
膨胀阀的类型有热力膨胀阀、电子膨胀阀等，选择合适的膨胀
阀需要考虑制冷系统的流量需求和工况条件。
膨胀阀的性能参数包括流量调节范围、开启压力等，这些参数
03
对制冷系统的稳定性和能耗有重要影响。
蒸发器
蒸发器的作用是将低压低温的制冷剂 液体蒸发成气体，吸收热量，从而达 到制冷效果。
蒸发器的性能参数包括传热系数、流 动阻力等，这些参数对制冷系统的性 能和能耗有重要影响。
智能化控制
利用物联网和人工智能技术，实现制 冷系统的远程监控和智能调节。
模块化和集成化
将多个制冷单元集成在一个系统中， 实现模块化设计和安装，便于维护和 管理。
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制冷系统基本原理与结构 ppt课件
• 引言 • 制冷系统基本原理 • 制冷系统的部件与结构 • 制冷系统的设计与优化 • 制冷系统的维护与保养 • 制冷系统的应用与发展趋势
01
引言
目的和背景
01
介绍制冷系统的基本原理和结构 ，帮助学员了解制冷系统的基本 概念、组成和工作原理。
02
分析制冷系统在现代工业、商业 和家庭中的应用，强调制冷系统 的重要性。
制冷系统的重要性
制冷系统在现代工业、商业和家庭中 发挥着至关重要的作用，能够提供舒 适的生活和工作环境，保证产品质量 和食品安全。
概述矿井制冷降温技术发展
概述矿井制冷降温技术发展一、矿井制冷降温的起源为了保障煤矿生产的安全，改善井下工作人员的工作环境，有关矿井制冷降温的技术得以不断发展。
由最开始的改善通风及减少热源放热这些非人工制冷降温技术发展到后来的空调制冷降温技术，但是非人工制冷降温技术并不能从根本上解决热害问题，因此，针对目前我国矿井热害情况，矿井制冷空调技术成为矿井降温主要手段。
二、矿井制冷降温的种类目前矿井降温技术主要包括非人工制冷降温技术及空调制冷降温技术。
2.1 非人工制冷非人工制冷的降温方法包括：改善通风及减少各种热源放热。
2.2 矿井空调制冷根据载冷剂的不同将目前矿井空调制冷技术分为蒸汽压缩式、空气压缩式、人工制冷水以及人工制冰空调降温技术。
（1）蒸汽压缩制冷.利用低沸点的制冷剂在气化过程的吸热现象及液化过程的放热现象，借助压缩的抽吸增压、冷凝器的冷凝放热、节流阀的节流作用、蒸发器的吸热气化，且不停的循环上述过程，使被冷对象温度下降。
（2）空气压缩制冷.空气用作为制冷装置的工质时，其吸热及放热过程为定压过程。
外界消耗机械功驱动压气机工作，来自冷藏库内换热器的空气被吸入压气机进行绝热压缩。
从压气机出来的空气进入冷却器，在其中进行定压冷却，其温度降低到冷却介质的温度。
然后，空气进入膨胀机，在其中进行绝热膨胀而降压、降温。
温度低于冷藏库温度的空气被引入冷藏库内的换热器中，从其周围物体吸热，在定压下其温度升高到冷库温度，最后又被压气机吸出重复上述循环。
（3）人工制冷水.人工制冷水降温技术是矿井降温的主要手段，其主要包括以下几种形式：分布式、地面集中式、井下集中式、地面井下联合集中式。
实践表明，负荷不同时采用不同形式的人工制冷水降温技术，能提高制冷效率：负荷小的矿井宜采用分布式，负荷大的矿井则宜采用集中式。
而在采用集中式人工制冷水降温技术时，井下集中式的问题是冷凝水排放难，而地面集中式和地面井下联合集中式均须采用高低压转换设备，会遇到温度跃升的问题。
赵楼矿井制冷降温技术
赵楼煤矿附近的地下水硬度太大, 水中含有大 量的 C a+ 、M g+ 等金属离子, 当水温降低时, 这些金 属离子就会析出, 粘附于制冷设备的管道壁上, 形成 水垢, 导致传热效果降低。赵楼煤矿主井冻结施工 时用过这套降温设备, 并没有及时清洗。导致降温 方案实施时, 设备效率下降。冷水制取温度不达标。 3. 2 井下永久制冷降温
2008年 6月 25 日, 赵楼煤矿永久井下空调系 统正式开始运行, 各掘进迎头的温度有显著下降, 井 下主要工作地点的环境得到明显改善。工作环境改 善, 提高了出勤率和劳动生产率。并且避免了高温 热害对职工的侵害, 使之工作时头脑清醒, 减少了事 故率。详见表 2。
表 2 降温前后温度记录 ( 2008- 08)
文献标识码: B
文章编号: 1003- 496X( 2009) 10- 0034- 03
近 20年来, 我国煤矿开采深度平均增加了 200 m, 华东地区开采深度普遍进入 600 m 以下, 出现了 地温高、瓦斯涌出量大、巷道原岩应 力场复杂等问 题, 带来了井下采掘工作面热害严重、瓦斯治理难度 大、井巷支护极其困难等深部开采的关键技术问题。 其中, 高温热害治理是较为复杂的难题。矿井采掘 空间大、巷道面积大、热湿交换及大风量排瓦斯的需 要, 使机械制冷降温难度越来越大。需要强制冷、大 冷量、低能耗、环保洁净的制冷源及适合矿井特点的 制冷工艺方法、超远距离输送、低损耗及可控释放冷 量技术。针对产生的这一现象, 各个存在热害矿井 均根据自身特点, 采取了制冷降温措施。
制冷PPT演示
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132kW隔爆电机。
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矿用隔爆兼本质安全型智能电控装置及相应保护
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开关。
直接蒸发式蒸发器。
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八、 矿用制冷设备安标证
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➢ 健康人的体温变化很小，人体表面的组织温度 大约在36.9 ℃ 左右，人体组织深处的温度约为 37.2 ℃。
➢ 只有在人体新陈代谢的产热量和散热量相平衡 的情况下，人体才能维持正常的生理活动和恒 定的体温，不然人体的健康将受到危害。
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一、煤矿井下降温的必要性
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却器，支柱冷却器
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