煤矿井筒防冻设计计算.doc

.井筒防冻设计计算为防止冬季井筒结冰，保证生产和人员安全，根据煤炭工业矿井设计规范的要求，矿井工业场地各进风井均应设置井筒防冻装置，对入井空气进行加热。本矿主井为立井、副井为斜井，通风容易时期主井进风量为28 m3/s，副井进风量为8m3/s，通风困难时期主井进风量为6 m3/s，副井进风量为30m3/s。主、副立井采用有风机冷热风在井筒混合的井筒防冻方式，井筒防冻室外计算温度取历年极端最低温度平均值为-11.7，空气加热室出口温度65，混合至2由热风道送至井筒。热风计算温度为30，主立井和副立井加热热媒为工业场地锅炉房提供的0.3MPa（表压）的饱和蒸汽,饱和温度为133.6。一、井口空气加热方式冷、热风在井筒内混合。二、空气加热量的计算1、设计参数（1）通风容易时期主井进风量为28 m3/s，副井进风量为8m3/s，通风困难时期主井进风量为6 m3/s，副井进风量为30m3/s。（2）主井为立井、副井为斜井。（3）井筒防冻室外计算温度取当地历年极端最低温度平均值为-11.7。（4）主井空气加热室出口温度65，斜井空气加热室出口温度45。（5）冷、热在井筒内混合，混合温度取2。（6）热媒采用0.3MPa饱和蒸汽,饱和温度为133.6。2、空气加热量的计算Q=M(-1)式中: Q总井口空气总加热量，KW；M井筒进风量，/；热量损失系数，井口房不封闭取1.1；冷、热风混合温度取2；1室外冷风温度，取当地历年极端最低温度平均值为-11.7；空气定压比热，=1.10（.K) 。通风容易时期：Q总主=1.1281.2971.10(2 - -11.7) =602KWQ总副=1.181.2971.10(2 - -11.7) =172 KW通风困难时期：Q总主=1.161.2971.10(2 - -11.7) =129 KWQ总副=1.1301.2971.10(2 - -11.7) =645 KW3、通过空气加热量的计算，Kg/s式中: M1通过空气加热器的风量；M井筒进风量，/；热量损失系数，井口房不封闭取1.1；0加热后加热器出口热风温度，立井取65，斜井取45；冷、热风混合温度取2；1室外冷风温度，取当地历年极端最低温度平均值为-11.7。通风容易时期：M1主=1.1281.297=7.14/M1副=1.181.297=2.76/通风困难时期：M1主=1.161.297=1.53/M1副=1.1301.297=10.34/4、空气加热器能够供给的热量 QkStp， KW 式中 Q空气加热器能够供给的热量，KW， K 空气加热器的传热系数，KW/（m2K），空气加热器传热系数：K=P（v）q式中：p，q-经验公式的系数和指数，一般井口房不密闭时(v)可选48Kg/m2.s,井口房密闭时(v)可选24Kg/m2.s，K=； S 空气加热器的散热面积，m2； tp热媒与空气间的平均温差，。当热媒为蒸汽时： tptv-(tl+th0)/2， (8-1-5)式中 tv饱和蒸汽温度，；tl、th0空气加热器前、后的空气温度,；通风容易时期：180.04 46.56通风困难时期：38.58 174.43三、加热方式和加热设备选型1、加热方式主井、副井冷、热风在井筒内混合，将被加热的空气通过专用通风机和热风道送入井口以下2米处，在井筒内进行热风和冷风的混合。通风机设在冷风侧，混合后空气温度为2。2、耗热量通风容易时期主井进风量为28 m3/s，副井进风量为8m3/s，通风困难时期主井进风量为6 m3/s，副井进风量为30m3/s。冷风温度即室外空气计算温度取历年的极端最低温度平均值为-11.7，主井空气加热室出口温度为65，副井空气加热室出口温度为45，冷、热风混合后温度为2。通风容易时期主井空气加热室加热空气量为7.14/，主井井筒防冻耗热量为602KW。副井空气加热室加热空气量为2.76/，副井井筒防冻耗热量为172KW。通风困难时期主井空气加热室加热空气量为1.53/，主井井筒防冻耗热量为129KW。副井空气加热室加热空气量为10.34/，副井井筒防冻耗热量为645KW。主、副井井筒防冻总耗热量为774KW。3、加热设备通风容易时期：主井空气加热室加热热媒采用0.3MPa饱和蒸汽，饱和温度为133.6。选用的加热器的传热面积应比计算面积大10%-20%，选用SRZ-156D型散热器6片，每片散热面积为37.73 m2，总散热面积为226.38 m2。散热器按3排2列为一组。配备2台T35-11型7.1轴流式通风机，每台风量为15769 m3/。共组成2个机组。副井空气加热室加热热媒采用0.3MPa饱和蒸汽，饱和温度为133.6。选用的加热器的传热面积应比计算面积大10%-20%，选用SRZ-66D型散热器4片，每片散热面积为15.33 m2，总散热面积为61.32m2。散热器按2排2列为一组。配备2台T35-11型4.0轴流式通风机，每台风量为4263m3/。共组成2个机组。通风困难时期：主副井设备互换，空气加热室加热热媒均采用0.3MPa饱和蒸汽，饱和温度为133.6。4、加热设备布置空气加热采用轴流风机与空气加热器组合的布置方式，空气加热室与主、副井井口房联建，空气加热室采用两台机组的布置方式，轴流风机和加热器用铁皮风道连接。热风道采用不燃材料，并在由空气加热室送出至井口的热风风道上设置2道防火门，以满足安全要求。四、供热设备选型1、供热设备工业场地设置锅炉房，供给需要热源的建筑物。锅炉燃料采用本矿生产的原煤，采暖期总耗热量Q=786.89KW。根据本矿煤质特点及矿井耗热量情况，该矿已购置DZL2-1.0-A II型锅炉两台，采暖期两台运行，非采暖期一台运行，锅炉给水需软化，软化处理采用自动软水器两台，流量为2t/h。由于锅炉出渣小，所以采用人工手推车出渣，上煤用手推车推至炉前，由上煤机送煤至炉前煤斗。 除尘器由锅炉厂家配套提供。采用铁皮烟囱400mm，高度25m。矿方使用的各种压力设备必须制定各种完善的安全措施和制度。2、供热管道工业场供热管网分为两路，一路为采暖用热管道，主要供各类建筑物的采暖；另一路为供热管道，主要供井口防冻、澡堂、食堂等用气，