地面集中式降温系统简介.doc

地面集中式降温系统简介制冷站设在地面工业场地内，冷水机组安装在地面制取的冷水，通过保冷管道送至设置在井下开采水平的高低压换热器中，由高低压换热器将高压的一次冷水转换至二次低压冷水，再通过井下二次水循环泵送至各采煤工作面空冷器，通过空冷器冷向巷道进风，降低矿井环境温度。地面冷水机组的冷凝热由冷却塔排放。此方案的特点是冷冻水一次侧封闭循环，一次循环泵能耗低，系统冷量损失低，比较适合制冷规模较大的矿井。此方案由于一次侧冷冻水供水温度为2.5，采用预制保温管，一次侧回水管21，为降低冷损，采用现场保温；二次侧冷冻水供水温度为6，采用预制保温管，二次侧回水管24，为降低冷损，也采用预制保温。其系统示意图如下图所示。地面集中制冷降温系统地面集中式降温系统主要由地面制冷机组、冷却水系统、冷冻水系统、高低压换热器、定压补水装置、供配电系统、自动控制系统等组成。1、冷却水系统由冷却塔集水槽流出的低温冷却水经冷却水循环泵升压，通过输水管进入制冷机冷凝器进水口，高压冷却水吸收制冷剂的冷凝热后温度升高，然后通过管道输送到冷却塔布水器自上而下与从下而上的空气流进行热交换温度降低，降温后的冷却水下落到冷却水池最后自流返回到冷却水循环泵吸入口，形成冷却水系统。2、冷冻水系统由制冷机组蒸发器侧出来的低温冷水（一次侧载冷剂）用隔热管道经副井送至设在-850m水平的高低压换热器中，与低压热水（二次侧载冷剂）进行热交换后再返回至地面制冷机蒸发器中，形成一次侧闭路循环。在高低压换热器中，与一次侧高压低温冷水进行热交换后的二次侧低压冷水，由泵升压经隔热输冷管道送至采、掘工作面的空冷器中，与风流进行间接热交换后，返回至高低压换热器中，形成二次侧闭路循环，组成整个冷冻水系统。冷却水系统和冷冻水系统回路中所损失的水量，将由地面补水定压装置自动补充，水源来自水处理系统。为使制冷机的工作保持在一个较好的工况，所提供的水质必须是符合制冷机组自身的要求，因此必须对矿井水水质进行化验分析，在此基础上确定合理的水处理系统。井下二次冷冻水系统回路中所损失的水量，将由井下补水定压装置自动补充。地面集中式降温系统的供配电系统分为井上和井下两部分。为实现井上、下设备的闭锁关系、数据上传、监测和监控，该系统在井下降温硐室设控制分站，同时在地面制冷机房设集中监测监控系统。3、高低压换热器HD/ND井下高低压换热器为表面式换热器又称间壁式或管壳式换热器，由多组套管组成，套管包括外管和置于外管腔中的内管，其工作原理是热、冷两种流体同时被换热器铜管壁面隔开，热、冷流体分别在铜管壁面的两侧流动，两种流体不直接接触，热量由热流体通过壁面传给冷流体。HD/ND井下高低压换热器作为高低压转换装置，用于把地面输送来的高压冷媒做二次交换，以消除地位差而形成的高水压。因采用先进的生产工艺及优质的特制紫铜管，可承受12MPa以上压力，其主要优点在于：（1）该换热器由锰合金无缝管外壳和平滑铜质换热管组成，具有换热效率高、结构紧凑、体积小、运输移动方便、适应性强等特点。（2）外形尺寸小，在井下设备安装、维护过程中更加方便。（3）系统稳定、热转换效率高、可靠性强、使用寿命长、维护简单、体积小巧、井下移动灵活性强、维护运行成本低、造价相对经济等多种特点的优质产品。4、空气冷却器（空冷器）空冷器为井下集中式降温系统的末端设备。可分为掘进工作面空冷器和回采工作面空冷器两种，空冷器安装布置可以落地安装和悬挂吊装。空冷器是由钢板外壳和平滑铜管热交换元件组成，是通过空冷器铜管内冷却水冷却流过其表面的空气,进而实现降温和除湿的热交换器。本空冷器由于采用管式热交换，具有换热效率高、结构紧凑、体积小、运输移动方便、适应性强等优点。5、定压补水装置水源引自降温硐室的一次供冷回水管，经减压后接至二次供冷系统循环水泵吸入口，在二次循环侧设安全阀，避免二次侧压力过大。通过在二次冷水循环泵的吸入口设置压力传感器，根据系统最高点的变化，设定不同的定压点信号，通过压力信号来控制补水泵的启停进行补水。6、供配电系统6.1用电负荷及变压器选择根据工程用电设备符合和数量确定电器设备总容量，根据负荷计算，地面制冷机房两路高压电源引自地面中央变电所，泵房内设置变压器。井下降温变配电硐室两路电源引自井下中央变电所，降温变配电硐室设置防爆干式变压器。6.2供电电源制冷系统供电一般属二级电力负荷，地面两回路6kV电源采用YJV22-6KV 3x95电缆，两路均引自矿井中央变电所6kV侧不同母线段。井下降温硐室双回路电源采用MYJV22-6KV 3x95电缆，两路均引自井下中央变电所6kV侧不同母线段。井下降温硐室内设备采用660V供电。7、自动控制系统本着技术先进、设备可靠、经济实用的原则，结合自动控制工程目前成熟的技术和今后的发展方向，并融合相关工程的成功经验，本工程自动控制系统拟采用PLC与计算机控制