隨著我國工業(yè)煤炭事業(yè)迅猛發(fā)展,很多礦井包含傳統(tǒng)設(shè)計又有新型的設(shè)計形式,是供熱設(shè)計走向多元化、多維化的一種體現(xiàn)。而目前煤炭礦井一般都在偏遠的山區(qū)內(nèi),距城區(qū)較遠,不具備與城市熱網(wǎng)熱源直接連接的條件,大多礦區(qū)均采用單獨的供熱熱源,所以電加熱系統(tǒng)目前在我國煤炭生產(chǎn)中占有十分重要的位置。
根據(jù)煤炭礦井供熱的特點。礦井一般可分工業(yè)生產(chǎn)用熱和生活用熱兩部分。工業(yè)生產(chǎn)用熱主要指礦井簡預(yù)熱和準備車間、皮帶走廊采暖,生活用熱主要是指生產(chǎn)輔助建筑、行政福利建筑生活用熱以及礦區(qū)生活熱水供應(yīng)。
很多人覺得所有的礦井都是冬暖夏涼的,其實也不準確,根據(jù)地質(zhì)的不同而所產(chǎn)生不同的溫度、時高時低,并且也會因為通風(fēng)而導(dǎo)致井下氣溫低,一般感覺到恒溫最主要的就是因為加熱器的功勞。
但是礦井取暖也不是那么容易的,煤礦很危險,所以煤礦“禁止明火”、甚至摒棄可以產(chǎn)生電火花的設(shè)備,所以煤礦下不允許使用白熾燈泡、電爐這些。并且對于但北方地區(qū),天氣寒冷,而煤礦的進風(fēng)井口以下的空氣溫度(干球溫度)必須在2以上,這樣才能能保證生產(chǎn),溫度要求極高,需要做到恒溫。
一般井口防凍耗熱量計算方法如下(進風(fēng)溫度2℃,環(huán)境溫度-15℃):
Q=qvc(T2-T1)*K=10440×60×1.2×0.24×[2-(-15)]×1.05=3.22×10Kcal/h,式中:
q一井口進風(fēng)量:10440m3/min
V一空氣容(重),取1.2kg/m3
C一空氣比熱,取0.24Kcal/kg℃
K一富裕系數(shù),取1.05
T2一冷風(fēng)加熱后溫度,取2℃
T1一冬季最低大氣溫度,取-15℃
可以看出,風(fēng)道加熱器可以很好地解決這方面的問題,礦井布置風(fēng)道加熱器可以使得礦井有新風(fēng),保證井下有足夠清潔的空氣(含氧量>20%),稀釋和排出井下產(chǎn)生的爆炸性氣體和有害氣體(沼氣、煤氣、一氧化碳等),調(diào)節(jié)井下所有的風(fēng)量、溫度和濕度的作用。
并且風(fēng)道加熱器都是用的防爆材質(zhì),能夠保證設(shè)備在高負荷、長時間的工作情況下的安全性和穩(wěn)定性。并且效率高,可達0.9以上。升溫和降溫速率快,可達10℃/S,調(diào)理快而安穩(wěn)。不會出現(xiàn)所控空氣溫度超前和滯后現(xiàn)象而使溫度操控漂移不定,很合適自動操控。
其實在這之前,有很多人突發(fā)奇想,是不是可以用余熱回收或者地下熱源取暖或者取熱水?但是很快就被駁回了,原因如下:
1、成本太高,礦區(qū)到處是煤,沒必要往井下鋪設(shè)管路取熱水。
2、而且井下地溫并不是太高(太高的話礦井開不成了),一般40攝氏度就已經(jīng)很熱了,這樣取熱水沒有效率。
3、而且井下的地溫是巖石或者煤,不是以熱水形式儲存?;?guī)r中是含水,但是為了采煤,是主動地堵水或者當水壓大時放水。然后通過泵抽到地面,水溫也就30多°了不起了。
說完井口取暖,還有一個環(huán)節(jié)電加熱也很重要,就是風(fēng)道加熱器還可以做烘干,例如洗衣房烘干室烘干,因為工人操作以后會需要洗衣服或者衣服太濕要烘干,就需要烘干機來烘干,烘干的耗熱量計算如下:
例如烘干室面積為:96m2,高度3m,則總?cè)莘e為:V=96×3=288m3,設(shè)在20h內(nèi)室內(nèi)溫度從T1=15℃升高到T2=60℃,需要消耗熱量為:
Q=V·C·(T2-T1)/t=288×1.2×0.24×(60-15)/0.3=12441.6Kcal/h