[发明专利]一种矿井双热源综合热回收装置及装置结构优化方法

说明书

本发明公开了一种矿井双热源综合热回收装置及装置结构优化方法，装置包括进风单元、换热单元和出风单元；进风单元包括回风井筒，回风井筒的上端连接有蝶形挡风板，回风井筒的侧面连接有金属过滤网，金属过滤网的后端设置有风机，风机后端设置填料层，填料层后端设置有回风扩散筒；出风单元包括回风收缩筒和出风井筒；换热单元包括换热箱体，换热箱体内部区域前后分为第一矿井水换热腔体、回风换热腔体和第二矿井水换热腔体。本发明的装置结构简单，设计合理，实现方便且成本低，使用操作方便，使用寿命长，能够很好地用于矿井回风和矿井水的余热回收，使用效果好，便于推广使用。

技术领域

本发明属于矿井余热回收技术领域，具体涉及一种矿井双热源综合热回收装置及装置结构优化方法。

背景技术

我国煤炭资源丰富，在能源生产消费占据主导地位。随着煤炭开采越来越多，在矿井开发过程中伴随有巨大的余热资源，却并未得到有效利用。

矿井回风是一种优质的余热资源，具有恒温、风量大的特点，温度一般在14℃～30℃，回风量一般在50m3/s～500m3/s。矿井水每年全国外排30亿m3左右，为我国城市年用水量的40％，温度一般在18℃～20℃，可见矿井水中低温热能资源丰富，但全国矿井水利用率仅为26.2％。

目前，井下矿井回风余热回收主要为喷淋换热技术，该技术方案耗水量大，造成水资源浪费，同时由于回风中的颗粒物等的影响，喷淋时对管道造成腐蚀、回水池聚集污泥。矿井水余热利用主要是经过水处理技术加以利用，该技术方案繁琐复杂，需要不断引进新技术。针对目前井下现有的矿井回风和矿井水余热资源利用现状，现有技术中，还缺乏同时利用矿井回风和矿井水热能，实现三种介质高效换热的装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿井双热源综合热回收装置，其装置结构简单，设计新颖合理，实现方便且成本低，使用操作方便，使用寿命长，能够很好地用于矿井回风和矿井水的余热回收，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种矿井双热源综合热回收装置，包括进风单元、换热单元和出风单元；所述进风单元包括回风井筒，所述回风井筒的上端连接有用于降低风速和风力并起到抑尘作用的蝶形挡风板，所述回风井筒的侧面连接有用于拦截矿井回风中的颗粒物并避免风机叶片受损的金属过滤网，所述金属过滤网的后端设置有用于将回风井筒内的矿井回风吸入换热箱体的风机，所述风机后端设置有用于提高矿井回风湍流程度的填料层，所述填料层后端设置有喇叭形的回风扩散筒；所述出风单元包括喇叭形的回风收缩筒和与回风收缩筒的小端连接的出风井筒；所述换热单元包括设置在进风单元和出风单元之间的换热箱体，所述换热箱体内部区域前后分为三个腔体，前部为第一矿井水换热腔体，中部为回风换热腔体，后部为第二矿井水换热腔体，所述回风换热腔体的一端与回风扩散筒的大端连通，所述回风换热腔体的另一端与回风收缩筒的大端连通，所述第一矿井水换热腔体内设置有第一翅片扁管换热器和多个用于增大壳程的第一挡水板，所述第一翅片扁管换热器的一端连接有位于第一矿井水换热腔体上部的第一矿井水出口，所述第一矿井水出口的一侧设置有与第一矿井水换热腔体连通的第一自来水进水管，所述第一翅片扁管换热器的另一端连接有位于第一矿井水换热腔体下部的第一矿井水进口，所述第一矿井水进口的一侧设置有与第一矿井水换热腔体连通的第一自来水出水管，所述第二矿井水换热腔体内设置有第二翅片扁管换热器和多个用于增大壳程的第二挡水板，所述第二翅片扁管换热器的一端连接有位于第二矿井水换热腔体上部的第二矿井水出口，所述第二矿井水出口的一侧设置有与第二矿井水换热腔体连通的第二自来水进水管，所述第二翅片扁管换热器的另一端连接有位于第二矿井水换热腔体下部的第二矿井水进口，所述第二矿井水进口的一侧设置有与第二矿井水换热腔体连通的第二自来水出水管，所述回风换热腔体内设置有多个翅片管换热器，所述翅片管换热器的一端伸入第一矿井水换热腔体中，所述翅片管换热器的另一端伸入第二矿井水换热腔体中。