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北方矿井取暖加热器是如何成为标配的?
北方矿井取暖加热器是如何成为标配的?

随着我国工业煤炭事业迅猛发展,很多矿井包含传统设计又有新型的设计形式,是供热设计走向多元化、多维化的一种体现。而目前煤炭矿井一般都在偏远的山区内,距城区较远,不具备与城市热网热源直接连接的条件,大多矿区均采用单独的供热热源,所以电加热系统目前在我国煤炭生产中占有十分重要的位置。

根据煤炭矿井供热的特点。矿井一般可分工业生产用热和生活用热两部分。工业生产用热主要指矿井简预热和准备车间、皮带走廊采暖,生活用热主要是指生产辅助建筑、行政福利建筑生活用热以及矿区生活热水供应。

很多人觉得所有的矿井都是冬暖夏凉的,其实也不准确,根据地质的不同而所产生不同的温度、时高时低,并且也会因为通风而导致井下气温低,一般感觉到恒温最主要的就是因为加热器的功劳。
但是矿井取暖也不是那么容易的,煤矿很危险,所以煤矿“禁止明火”、甚至摒弃可以产生电火花的设备,所以煤矿下不允许使用白炽灯泡、电炉这些。并且对于但北方地区,天气寒冷,而煤矿的进风井口以下的空气温度(干球温度)必须在2以上,这样才能能保证生产,温度要求极高,需要做到恒温。

一般井口防冻耗热量计算方法如下(进风温度2℃,环境温度-15℃):
Q=qvc(T2-T1)*K=10440×60×1.2×0.24×[2-(-15)]×1.05=3.22×10Kcal/h,式中:
q一井口进风量:10440m3/min
V一空气容(重),取1.2kg/m3
C一空气比热,取0.24Kcal/kg℃
K一富裕系数,取1.05
T2一冷风加热后温度,取2℃
T1一冬季最低大气温度,取-15℃
可以看出,风道加热器可以很好地解决这方面的问题,矿井布置风道加热器可以使得矿井有新风,保证井下有足够清洁的空气(含氧量>20%),稀释和排出井下产生的爆炸性气体和有害气体(沼气、煤气、一氧化碳等),调节井下所有的风量、温度和湿度的作用。

并且风道加热器都是用的防爆材质,能够保证设备在高负荷、长时间的工作情况下的安全性和稳定性。并且效率高,可达0.9以上。升温和降温速率快,可达10℃/S,调理快而安稳。不会出现所控空气温度超前和滞后现象而使温度操控漂移不定,很合适自动操控。
其实在这之前,有很多人突发奇想,是不是可以用余热回收或者地下热源取暖或者取热水?但是很快就被驳回了,原因如下:
1、成本太高,矿区到处是煤,没必要往井下铺设管路取热水。
2、而且井下地温并不是太高(太高的话矿井开不成了),一般40摄氏度就已经很热了,这样取热水没有效率。
3、而且井下的地温是岩石或者煤,不是以热水形式储存。灰岩中是含水,但是为了采煤,是主动地堵水或者当水压大时放水。然后通过泵抽到地面,水温也就30多°了不起了。

说完井口取暖,还有一个环节电加热也很重要,就是风道加热器还可以做烘干,例如洗衣房烘干室烘干,因为工人操作以后会需要洗衣服或者衣服太湿要烘干,就需要烘干机来烘干,烘干的耗热量计算如下:
例如烘干室面积为:96m2,高度3m,则总容积为:V=96×3=288m3,设在20h内室内温度从T1=15℃升高到T2=60℃,需要消耗热量为:
Q=V·C·(T2-T1)/t=288×1.2×0.24×(60-15)/0.3=12441.6Kcal/h

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