熱管換熱器在礦井行業(yè)中余熱回收的節(jié)能應(yīng)用（二）

熱管在設(shè)計上比較靈活，可根據(jù)使用環(huán)境進(jìn)行管內(nèi)工作介質(zhì)、管殼材料進(jìn)行相應(yīng)的選擇，確保熱管的節(jié)能效率。在較寒冷的北方地區(qū)的礦井中，由于溫度低，因此工作介質(zhì)的熔點(diǎn)要低于熱管的工作溫度才可以；管殼材料的選擇上，要保證工作介質(zhì)與殼體材料二者的相容性，如果不相容，就會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，影響熱管的工作壽命。

礦井回風(fēng)低溫?zé)峁芑厥绽霉ぷ髟恚?/span>

如圖所示，礦井回風(fēng)經(jīng)過乏風(fēng)風(fēng)道進(jìn)入熱管換熱器的蒸發(fā)室，入井新風(fēng)經(jīng)過新風(fēng)風(fēng)道進(jìn)入熱管換熱器的冷凝室。熱管工質(zhì)吸收乏風(fēng)的余熱后迅速蒸發(fā)汽化上升至冷凝室；氣態(tài)工質(zhì)在冷凝室向入井新風(fēng)放出熱量后迅速冷凝成液態(tài)回流至蒸發(fā)室。通過熱管工質(zhì)的氣化吸熱過程回收乏風(fēng)的低溫?zé)崮?，通過熱管工質(zhì)冷凝放熱的過程和間壁放熱的方式交換給入井新風(fēng)，保證加熱后入井新風(fēng)溫度大于5℃，滿足井口防凍的要求。

礦井中回收的余熱資源，除了可以滿足冬季井筒防凍需求外，還可用于辦公區(qū)、生活區(qū)的建筑冬季采暖、洗浴熱水使用等，即利用回收礦井回風(fēng)的熱能為水源熱泵機(jī)組的熱源進(jìn)行采暖和供熱。回收礦井回風(fēng)中的低溫冷熱能中含有的低位熱源， 能夠有效減少燃煤消耗，為企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

由于礦井作業(yè)的特殊性，當(dāng)增加換熱器后會遇到反風(fēng)、風(fēng)阻、灰塵等問題，但根據(jù)熱管換熱器的靈活性，都會有相關(guān)的措施加以解決。

1、反風(fēng)問題：

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，煤礦必須安裝反風(fēng)設(shè)施，并能在10min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向，當(dāng)風(fēng)流方向改變后，主要通風(fēng)機(jī)的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量的40%。同時，考慮到換熱器只在冬季，因此，在換熱器放熱側(cè)或其他位置設(shè)置自動旁通風(fēng)門，在反風(fēng)時自動旁通風(fēng)門在1min內(nèi)自動打開，讓風(fēng)流從自動旁通風(fēng)門內(nèi)通行，有效降低風(fēng)阻。在春夏秋三季時，自動旁通風(fēng)門一直保持打開，讓風(fēng)流從自動旁通風(fēng)門內(nèi)通行，切出換熱器，降低主扇的運(yùn)行電耗。

2、風(fēng)阻問題：

當(dāng)增加換熱器后，風(fēng)阻會增加。在乏井口設(shè)置取熱裝置，回風(fēng)流過換熱器后，會增加一定量的風(fēng)阻，即使在沒有結(jié)霜結(jié)冰的工況下，也會由于礦并排風(fēng)中煤塵較大，特別是油性與粘性灰塵，運(yùn)行一段時間后，換熱器翅片管表面粘灰嚴(yán)重，使風(fēng)阻增加，風(fēng)阻過大將影響煤礦的通風(fēng)量和通風(fēng)機(jī)的能耗，必須采取有效措施控制風(fēng)阻在合理的范圍內(nèi)。

我們從設(shè)計和運(yùn)行兩個方面采取相應(yīng)的措施來解決此問題：

（1）控制換熱器的迎面風(fēng)速，加大換熱器片距，將全熱換熱器的初始阻力控制在500Pa以內(nèi)；

（2）如果原主扇的風(fēng)壓已達(dá)到上限，無法提供150~500Pa的壓頭，則可以增設(shè)加壓風(fēng)機(jī)抽吸乏風(fēng)。

3、灰塵問題：

在礦區(qū)，礦井排風(fēng)含有大量灰塵煤渣，容易堵塞熱管熱回收器，可根據(jù)實際情況添加自清洗設(shè)備或定期人工清洗，以保證設(shè)備正常運(yùn)行。

以上就是熱管換熱器在鋼鐵及礦井中的節(jié)能應(yīng)用，熱管換熱器之所以能得到廣泛的應(yīng)用，主要是因為其具備以下優(yōu)勢：

（1）具有出色的等溫性，熱管在1℃的溫差下也可以傳遞熱量；

（2）低溫?zé)峁艿墓ぷ鳒囟仍?40℃，熱管啟動溫度低，傳熱效率高；

（3）熱管換熱器本身工作不需要運(yùn)動部件，不需要其他能源；

（4）熱管換熱器不易堵塞，設(shè)備阻力??；

（5）熱管換熱器每支熱管作為一個單獨(dú)的換熱元件，單支故障對整體設(shè)備換熱效率影響小，使用壽命長，故障率低。

地興利用盤管換熱器對礦井排風(fēng)余熱進(jìn)行利用，該技術(shù)與其他換熱工藝相比有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）熱管換熱器在極小的溫差就可以傳熱，管外高頻焊接螺旋翅片，換熱效率高，與傳統(tǒng)換熱器相比，體積小換熱效率高。

（2） 熱回收系統(tǒng)采用熱媒工質(zhì)循環(huán)熱回收，系統(tǒng)熱量損失小，運(yùn)行平穩(wěn)，易于維護(hù)。

（3）符合國家“節(jié)能減排．保護(hù)環(huán)境”的產(chǎn)業(yè)政策。由于是利用熱回收做新風(fēng)預(yù)熱，省去了燃煤鍋爐，減少了能源消耗和污染物的排放，符合國家產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。