[发明专利]一种井筒保温系统及井筒保温控制方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿节能技术领域，具体涉及一种井筒保温系统及井筒保温控制方法。

背景技术

煤矿井筒保温，是矿井冬季安全生产必不可缺少的环节。

目前，井筒保温一般都采用燃煤锅炉提供热源。受国家环保政策影响，煤矿井筒保温配置的小型燃煤锅炉面临关停。因此，矿井水丰富的煤矿，矿井水余热资源成为井筒冬季保温优质热源。

但是，受热水-风换热器—翅片式换热器的结构限制，以及热泵、水泵系统停、断电影响，采用矿井水余热进行保温的井筒，经常因换热器热水侧减、断水，造成翅片管冻结、破裂，引发事故。

发明内容

为了弥补现有技术的缺陷，针对矿井水水质良好的煤矿，本发明提供了一种能够精确控制井筒送风温度，以及防止翅片式换热器冻结的井筒保温系统及井筒保温控制方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种井筒保温系统，包括矿井水储水箱、矿井水排水管道、矿井水汲水泵、井筒保温供水管道、风盘、井筒保温回水管道；井筒房内设置至少一个风盘，风盘用于对井筒送风进行加热，风盘水侧入口通过井筒保温供水管道与矿井水储水箱连接，井筒保温供水管道上设有矿井水汲水泵，风盘水侧出口通过井筒保温回水管道与矿井水排水管道连接。

作为本发明的进一步改进，所述风盘为六个。

所述井筒保温系统还包括矿井水池(最好是矿井水清水池)，矿井水池通过矿井水排水泵与矿井水储水箱连接。

矿井水池还依次通过矿井水排水泵、旁通阀与矿井水排水管道连接。

矿井水储水箱还直接与矿井水排水管道连接。

所述井筒保温系统还包括应急供水管道，应急供水管道一端连接矿井水储水箱，应急供水管道另一端通过井筒保温供水管道连接风盘，应急供水管道上设有逆止阀。

井筒保温回水管道通过应急排水管道连接排水地沟，应急排水管道上设有电动阀。

所述矿井水储水箱高于排水地沟。

井筒房外设有室外温度传感器。

井筒周围设置井筒温度传感器。

风盘水侧入口装有流量开关。

风盘风侧进口装有风阀。

所述井筒保温系统还包括用于监测电源情况的控制柜，以及供给应急保护动作电力的UPS电源。

所述风盘为柜式风盘（翅片式换热器）。

本发明还提供了一种井筒保温控制方法，包括井筒送风温度控制步骤、柜式风盘防冻控制步骤、停电情况下系统防冻保护控制步骤。

所述井筒送风温度控制步骤，检测室外温度传感器温度，当室外温度＜5℃时，关闭旁通阀，向矿井水储水箱供水；当室外温度＜3℃时，启动矿井水汲水泵；当室外温度＜2℃，打开柜式风盘入口风阀，加热实现井筒送风；当室外温度≥3℃时，关闭柜式风盘入口风阀；当室外温度≥5℃时，停止矿井水汲水泵。

检测井筒温度传感器温度信号，4个温度信号分别控制来风方向布置的柜式风盘：A传感器控制a、d两个柜式风盘，B传感器控制b柜式风盘，C传感器控制c、f两个柜式风盘，D传感器控制e柜式风盘。根据传感器温度信号大小，控制对应柜式风盘风机的运行频率：当温度传感器温度信号≥2℃时，降低频率，当温度传感器温度信号＜2℃时，增加频率。当室外温度＜2℃、井筒送风温度≥3℃、风机持续在最低频率运行超过10分钟，则关停风机，直至井筒送风温度＜2℃时再次启动。

柜式风盘防冻控制步骤，当柜式风盘内传热管水侧出现结冰时，触动流量开关动作。设定流量开关的动作范围为柜式风盘额定流量的50~70%：流量低于额定流量的50%时，流量开关闭合，柜式风盘风机停止运行，如果流量开关闭状态持续10分钟，则柜式风盘入口风阀关闭；流量开关闭合后，待实际流量升到额定流量的70%以上，流量开关打开，如果流量开关开状态持续90秒，启动柜式风盘风机。

停电情况下系统防冻保护控制步骤，如果室外温度＜0℃条件下出现系统停电，则：关闭柜式风盘入口风阀，关闭柜式风盘风机，打开电动阀，通过矿井水储水箱与排水地沟之间的高度差，实现井筒保温管路内矿井水的流动，防止管道、柜式风盘冻结。

本发明的有益效果是，利用水质较好的矿井水，实现矿井水余热直接用于井筒保温。该系统可根据安装在井筒井架上的温度传感器，控制柜式风盘，实现井筒送风温度的精确控制；该系统通过在柜式风盘上设置流量开关及风阀，实现柜式风盘防冻保护；该系统通过UPS电源应急供电，及应急供水管道、应急排水管道及其附带的逆止阀、电动阀动作，实现停电情况下井筒保温系统水流动，防止管路、设备冻结。

附图说明