煤矿综采工作面设备冷却水循环系统研究
2022-12-03
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同 煤 科 技 TONG MEI KEJI 第4期(总第138期) 2013年12月 煤矿综采工作面设备冷却水循环系统研究 刘大同 摘 要介绍了煤矿综采工作面运行设备冷却水冷却装置及循环系统的开发和应用研究,及适用于综采工 作面符合井下防爆要求的热交换器和除垢器的研制。该装置及循环系统的使用,可减少水资源的消耗;减少煤 泥泛滥事故,减少井下煤炭输送、选煤中的能源消耗。 关键词综采设备;设备水冷却;冷却装置;冷却水循环系统;热交换器 中图分类号TD421.8 0引言 文献标识码A 文章编号1000—4866(2013)04—0022—03 下去,冷却水会达到高温平衡状态,此状态下的冷却 循环系统已经失去冷却功能,所以至今没有井下综采 在四十几年中,我国煤矿综合机械化(简称综 采)开采装备由无到强,综采装备的装机功率不断增 工作面冷却水循环利用技术与设备。本文介绍一种煤 矿综采工作面运行设备冷却水冷却装置及循环系统, 阐述基本原理和组成,以及实用效果,以飨读者。 大。与其伴生的问题是,综采设备全部采用了水冷却 方式。因此,随着综采装备生产能力不断增大,冷却 用水量也不断增加,其用水总量惊人,而且冷却水不 能复用,直接排放到工作面中。由此还引发出开采出 2热交换器及冷却水循环系统 来的煤炭含水量多,对运输、筛选等后续工序极其不 利。出现过煤泥涌突和冷冻堵塞事故,恶化了现场工 将综采工作面冷却系统设置成闭式循环系统,关 键技术是研制实用型、适用于综采工作面、并符合井 下防爆要求的热交换器;解决循环系统热结垢问题。 2.1热交换器及循环系统的组成 井下有两种换热流体,一是井下工作面进风巷风 作环境。大同煤矿集团公司塔山矿8106综合机械化 放顶煤工作面设备的总装机功率达到了8 033 kW, 顺槽以里工作面设备冷却的功率为6 505 kW,其冷 却水额定用水量达到了2 850 L/min,用水量65万t/ a,可供17万人1年生活用水,对于缺水地区来说 无疑是巨大的负担。为此,提出研究采用一种煤矿综 采工作面运行设备冷却水冷却装置及循环系统。 流,另一种是综采工作面机电设备冷却水。根据换热 流体类型、特点分析,选择冷却器换热形式。直接接 触式换热器换热效率虽高,但是循环水容易受到污 染,造成腐蚀或结垢严重的现象;间接接触式换热器 的换热效率相对较低,但是循环水不会受到矿井风流 1国内外现状 煤尘的影响,可以保证水质不被污染,对于保证综采 工作面设备冷却水水质稳定是必须的,因此冷却器的 目前国内外综采工作面设备的冷却全部采用经济 有效的水冷却方式,供水系统是开放式,冷却后的冷 却水全部排放到原煤中去,由此带来了一系列前文所 述的负面问题。为什么不采用闭式供水系统循环利用 冷却水呢?这里有个技术问题阻碍了闭式系统的采 用。冷却水冷却设备后其水温升高,即第一个循环升 温后的冷却水进人第二个循环再次被升温,如此往复 形式选择间接接触式换热器。在间接接触式换热器类 型中,比较适合于“气一液”热交换的主要为翅片管 式换热器。翅片管换热器是在管的表面加装翅片制 成,当两种流体的对流传热系数相差较大时,在传热 系数较小的一侧加翅片可以强化传热。由此原理研制 冷却器如下所述。 冷却箱体I,在其内腔固定设置有风机Ⅱ、减速 同 煤 科 技 ・28・ T0NG MEl KEJI 2013年第4期 剂的方法,其主要过程为:破碎一十筛分_+磨细一碱 溶一酸浸 聚合。此工艺既回收利用了煤矸石中的矿 物资源,也不产生二次环境污染,降低了产品成本, 实现了综合利用。 机絮凝剂,用于矿井水净化和选煤厂煤泥水处理。由 于大同矿区各矿井水净化厂和选煤厂每年都需要从市 场上购买大量的无机和有机高分子絮凝剂对水质进行 净化处理,因此充分利用高岭岩中的有效成分制备复 合型无机絮凝剂,可加大高岭岩附加利用值,避免资 4结语 源浪费,减轻环境污染,降低生产成本,变废为宝, 具有显著的经济和社会综合效益。 从煤矸石中提取高岭土、劣质原料制备无机高分 子复合絮凝剂的工艺,是煤矸石资源化、高附加值、 低污染综合利用的有效途径。高品位高岭岩可以直接 作为煅烧原料,通过高新技术加工高岭土,获得高等 级产品。不便销售的中低品位高岭岩可制备复合型无 收稿日期:2013—09—05 作者简介 陶逊,高级工程师,现在大同煤矿集团公司技术中心从事煤炭 加工与非煤产业技术开发工作。 Quality Analysis and Utilization of Carboniferous Coal——series Kaolinite Rock Resource in Datong Coal Mine Tao Xun Abstract:Combining with the characteristics of associated resource of Datong Coal Mine Group,analyzing secondary resources of associated kaolinite rock,the paper gives the ways that carrying out the comprehensive utilization of gangue in refined kaolinite rock and polymer,etc.,making full use of coal resource is ensure,the pollution of ecological environment is reduced,enterprise economic benefit and competition ability is improved Key words:gangue;coal-series kaolinite rock;comprehensive utilization of coal——series kaolinite rock (上接第24页) 却水冷却装置及循环系统,可以解决两个长期困扰煤 矿综采设备冷却水循环利用的重大难题,一是减少水 资源的消耗,特别是对煤炭资源丰富、但是水资源严 重匮乏的西北地区意义重大;二是减少煤泥泛滥事 .. 故,减少井下煤炭输送、选煤中的能源消耗;其经济 效益和社会效益巨大。 作者简介 刘大同,男,1958年出生,1986年山西矿业学院(煤矿机械化 专业)毕业'教授级高级工程师,现在大同煤矿集团有限责任公司技 术中心工作,从事煤矿机电装备的研发和应用 年。35 收稿日期:2o13—09—1o Study on Circ ̄ation System of Equipment Cooling Water on Coal Mine Fully Mechanized Working Face Liu Datong Abstract:The paper introduces development and application research cooling device and circulation system of equipment cooling water on fully mechanized working face of coal mine,describes development of heat exchanger and cleaner that conformming to mine explosion-proof requirements on fully mechanized working face.The use of the device and the circulation system can reduce the consumption of water resources,slime lfood accident and energy consumption of underground coal transportation and coal preparation. Key words"fully mechanized mining equipment;equipment water cooling;cooling device;cooling water circulation system;heat exchanger