初探DV400型礦井移動(dòng)制冷系統(tǒng)

【摘 要】文章介紹了DV400型移動(dòng)制冷系統(tǒng)的應(yīng)用背景，總體構(gòu)成及系統(tǒng)工作原理、系統(tǒng)的功能特點(diǎn)。結(jié)合實(shí)際論述了該機(jī)器在深井高熱高濕環(huán)境下的應(yīng)用情況。

【關(guān)鍵詞】深井地?zé)?；局部降溫；快速除?/p>

一、引言

國(guó)投新集能源股份有限公司目前投產(chǎn)的礦區(qū)整體區(qū)域位于安徽省北部，兩淮地區(qū)。礦井皆屬于雙突礦井。全年5—11月測(cè)量煤巖巷局部最高溫度為40.3℃，平均38.9℃。為解決礦井地?zé)嵛：?，特別是在煤巖巷掘進(jìn)和開(kāi)采等惡劣環(huán)境條件下改善職工的工作環(huán)境，提高工作效率，保障工人勞動(dòng)安全，公司引進(jìn)并大規(guī)模在井下投入了WAT公司的DV400型移動(dòng)制冷系統(tǒng)。[1]

二、系統(tǒng)介紹及構(gòu)成

DV400型制冷設(shè)備為德國(guó)WAT公司設(shè)計(jì)制造的用于礦山開(kāi)采和隧道掘進(jìn)過(guò)程的局部移動(dòng)式制冷設(shè)備。DV400型制冷設(shè)備用于冷卻空氣，其使用的專用冷媒型號(hào)為R407C，R407C制冷劑為不助燃、無(wú)毒、無(wú)害的物質(zhì)。機(jī)器的模塊化構(gòu)造方式和結(jié)構(gòu)保證了其部件的持續(xù)性和可更換性，同時(shí)也具備了安裝拆除較為方便的特性。DV400型制冷設(shè)備主要由主機(jī)、蒸發(fā)器、RK450回冷器構(gòu)成。主機(jī)由帶地槽的四角護(hù)圈、5H126型壓縮機(jī)、電機(jī)、冷凝器、制冷劑過(guò)濾器-干燥器和觀察孔等部件構(gòu)成。蒸發(fā)器由螺旋型銅管組成的熱交換元件構(gòu)成。主機(jī)和蒸發(fā)器是互相連接的兩個(gè)部分，其中蒸發(fā)器和RK450回冷器各配備一臺(tái)風(fēng)機(jī)。結(jié)合國(guó)內(nèi)目前使用情況，蒸發(fā)器、主機(jī)及其配套部件一般安裝于接近工作面的機(jī)巷，而RK450回冷器及配套部件一般安裝于風(fēng)巷。[2]機(jī)巷風(fēng)巷兩側(cè)的設(shè)備通過(guò)2趟循環(huán)水管路進(jìn)行連接。

三、系統(tǒng)工作原理

整套設(shè)備的工作原理為：經(jīng)膨脹閥調(diào)節(jié)后的5bar低壓液態(tài)冷媒通過(guò)細(xì)波紋管路進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行汽化。汽化過(guò)程為吸熱過(guò)程，可以快速帶走局部大量的熱能，此時(shí)高溫風(fēng)流經(jīng)風(fēng)機(jī)進(jìn)入蒸發(fā)器，最終在蒸發(fā)器出口側(cè)即實(shí)現(xiàn)了制冷降溫的效果。完全汽化的5bar低壓汽態(tài)冷媒通過(guò)粗波紋管路回到主機(jī)壓縮機(jī)，再次被壓縮為15bar的高壓氣體，進(jìn)入冷凝器進(jìn)行液化。液化的過(guò)程為放熱過(guò)程，所釋放出來(lái)的熱能被循環(huán)水管路中的水流帶回風(fēng)巷，經(jīng)RK450回冷器冷卻。15bar的高壓液態(tài)冷媒則經(jīng)膨脹閥再次調(diào)節(jié)為5bar的低壓液態(tài)冷媒進(jìn)入蒸發(fā)器。[3]實(shí)際上整套設(shè)備的工作核心即是通過(guò)冷媒的汽化和液化兩個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)熱能的傳遞和轉(zhuǎn)移。通過(guò)循環(huán)水流將工作面的熱能持續(xù)轉(zhuǎn)移到風(fēng)巷RK450回冷器側(cè)，最終經(jīng)由風(fēng)巷的回風(fēng)風(fēng)流及噴淋泵的噴淋完成散熱。

四、礦井應(yīng)用情況

1、新集一礦安裝DV400制冷機(jī)一臺(tái)，位于南東翼150603工作面，主機(jī)和回冷器分別位于工作面風(fēng)機(jī)巷。因?yàn)榈貏?shì)原因，機(jī)巷位置高于回風(fēng)巷，所以在循環(huán)水管路上加設(shè)了逆止閥。確保整個(gè)管道的水不會(huì)因重力返回到回冷器側(cè)。因150603為典型的刀把型工作面，采煤速度快，并且機(jī)巷寬度有限，采用了主機(jī)上移動(dòng)列車，臨時(shí)固定的移動(dòng)式安裝。冷媒連接管路吊掛，縮短了安裝總長(zhǎng)。因?yàn)椴捎昧耸謩?dòng)模式操作，主機(jī)和回冷器側(cè)均安設(shè)了專門的值守人員，進(jìn)行協(xié)調(diào)操作。

2、新集二礦安裝DV400制冷機(jī)兩臺(tái)，位于東1108工作面，兩臺(tái)主機(jī)延伸擺放，第一臺(tái)位于機(jī)巷口，第二臺(tái)向前延伸300米，兩臺(tái)機(jī)器高低落差約50米，兩臺(tái)主機(jī)共用一套循環(huán)水管路，風(fēng)巷兩臺(tái)回冷器采用串行連接，共用一個(gè)補(bǔ)水系統(tǒng)。沿機(jī)巷巷道邦部刷闊了兩處平臺(tái)，兩臺(tái)設(shè)備也采用了落地安裝，冷媒管直連的方式。

3、劉莊煤礦西區(qū)安裝DV400制冷機(jī)一臺(tái)，主機(jī)位于13煤制冷硐室，回冷器位于13煤回風(fēng)上山，同屬13煤系統(tǒng)。制冷硐室空間充足，整個(gè)機(jī)組直接采用落地安裝，冷媒管道也采用直接連接。整套系統(tǒng)采用遠(yuǎn)控模式，主機(jī)控制電腦和回冷器側(cè)控制電腦用4芯屏蔽線連接，實(shí)現(xiàn)了在制冷硐室即可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全部操作。

五、結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際使用中，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)機(jī)30分鐘測(cè)試進(jìn)風(fēng)側(cè)和出風(fēng)側(cè)數(shù)據(jù)平均下降溫度大約為10度。相對(duì)濕度平均可降低25%—30%。通過(guò)DV400型移動(dòng)制冷系統(tǒng)的在國(guó)投新集下屬各礦的成功應(yīng)用，我們逐漸發(fā)現(xiàn)了這樣的一種模式能更好的解決煤礦深井地?zé)釒?lái)的各種需求，集中制冷結(jié)合移動(dòng)制冷模式。集中制冷存在著一次性投入大，井下管道鋪設(shè)對(duì)巷道硐室要求高，過(guò)長(zhǎng)管路的保溫?zé)釗p耗大等不足之處。而移動(dòng)式制冷系統(tǒng)整體設(shè)備安裝較為方便，拆除打運(yùn)靈活。適用于小范圍，區(qū)域性的局部降溫?？梢院芎玫膹浹a(bǔ)集中制冷不足之處帶來(lái)的弊端，使得深井制冷可以覆蓋面更為廣泛和深入。充分考慮和結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況組合式的采用集中式降溫和移動(dòng)式降溫相結(jié)合的方法來(lái)解決熱害問(wèn)題。兩種方式互相補(bǔ)充，各取所長(zhǎng)，可以更加高效便捷地改善深井高熱高濕的工作環(huán)境，充分的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，更好的保障井下工作人員的身心健康。

參考文獻(xiàn)

[1]李德忠等.兩淮礦區(qū)深井高溫?zé)岷Ψ乐渭夹g(shù)初探[J].中國(guó)煤炭，2008.04

[2]余恒昌.礦山地?zé)崤c熱害治理[M].北京煤炭工業(yè)出版社，1991

[3]彥啟森.制冷技術(shù)及其應(yīng)用[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006