RU152978U1

RU152978U1 - DEVICE FOR HEATING MINE VENTILATION AIR

Info

Publication number: RU152978U1
Application number: RU2014154589/03U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Вершинин; Татьяна Николаевна Брюшнина; Константин Сергеевич Вершинин; Татьяна Сергеевна Вершинина; Геннадий Альханович Исаев
Original assignee: Сергей Николаевич Вершинин
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2015-06-27

Abstract

1. Устройство для подогрева шахтного вентиляционного воздуха, включающее камеру сгорания топлива, теплообменник с регулятором температуры газов, систему газоходов и воздуховодов для подачи вентиляционного воздуха в шахту и для транспортировки горячих дымовых газов, вентиляторы, отличающееся тем, что содержит элемент для забора использованных дымовых газов из дымовой трубы, врезанный в дымовую трубу и соединенный с вентилятором и регулятором подачи объема дымовых газов автоматического действия, регулятор температуры газов соединяет теплообменник и камеру сгорания и снабжен прибором для автоматического замера температуры, а выходной воздуховод содержит регулятор подачи нагретого воздуха.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулятор подачи нагретого воздуха может быть выполнен в виде вентиля.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулятор подачи нагретого воздуха может быть выполнен в виде шибера.4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулятор подачи нагретого воздуха может быть выполнен в виде задвижки.5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что элемент для забора использованных дымовых газов из дымовой трубы выполнен в виде патрубка.1. A device for heating mine ventilation air, including a fuel combustion chamber, a heat exchanger with a gas temperature controller, a duct system and ducts for supplying ventilation air to the mine and for transporting hot flue gases, fans, characterized in that it contains an element for collecting used flue gases from a chimney, embedded in a chimney and connected to a fan and a regulator for supplying a volume of flue gases of automatic action, a gas temperature regulator connects the heat exchanger and the combustion chamber and is equipped with a device for automatic measurement of temperature, and the outlet duct contains a regulator for the supply of heated air. 2. The device according to claim 1, characterized in that the regulator of the heated air supply can be made in the form of a valve. The device according to claim 1, characterized in that the heated air supply regulator can be made in the form of a gate. The device according to claim 1, characterized in that the regulator of the heated air supply can be made in the form of a valve. The device according to claim 1, characterized in that the element for collecting used flue gases from the chimney is made in the form of a pipe.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области теплоэнергетики, и наиболее эффективно может быть использовано в различных отраслях промышленности, имеющих потребность в подогреве воздуха, например, в шахтах для подогрева шахтного вентиляционного воздуха.The proposed technical solution relates to the field of power engineering, and can be most effectively used in various industries having a need for air heating, for example, in mines for heating mine ventilation air.

Известна установка для подогрева воздуха, подаваемого в шахту (Патент РФ )4 2189533, МКИ Е24Е 15/00, Е24Н 3/02, Е2IЕ 1/00, авторы Кривошапко Л.В, Тыдыков Н.И.). Установка для подогрева воздуха, подаваемого в шахту, содержит камеру сгорания топлива, воздухоподогреватель, вентилятор, дымосос и трубопроводы. Установка снабжена воздухоразделительным устройством горячего воздуха и камерой смешения горячего и холодного воздуха, размещенного в воздухоподающем стволе перед шахтным вентилятором, а дымосос размещен на выходе дымовых газов. Установка отличается особенностью конструкции воздухораспределительного устройства.A known installation for heating the air supplied to the mine (RF Patent) 4 2189533, MKI E24E 15/00, E24H 3/02, E2IE 1/00, authors Krivoshapko L.V., Tydykov N.I.). Installation for heating the air supplied to the mine contains a combustion chamber of fuel, an air heater, a fan, a smoke exhauster and pipelines. The installation is equipped with an air separation device for hot air and a chamber for mixing hot and cold air placed in the air supply shaft in front of the shaft fan, and the smoke exhauster is located at the outlet of the flue gases. The installation is distinguished by the design feature of the air distribution device.

Недостатки такой установки состоят в низкой эффективности её, так как регулирование температуры горячих дымовых газов, выходящих из камеры сгорания, не производится. Поддув холодного атмосферного воздуха способствует попаданию в устройство кислорода, что способствует возгоранию уносимых с горячими газами частиц топлива за счет их окисления. Присадка воздуха может привести к возгоранию компонентов дымовых газов в случае их неполного окисления в камере сгорания топлива.The disadvantages of such an installation are its low efficiency, since the temperature of the hot flue gases leaving the combustion chamber is not controlled. The blowing of cold atmospheric air contributes to the ingress of oxygen into the device, which contributes to the combustion of fuel particles carried away with hot gases due to their oxidation. Air admixture can lead to ignition of flue gas components in case of incomplete oxidation in the fuel combustion chamber.

данное техническое решение являются наиболее близкими по технической сущности заявленному в качестве полезной модели техническому решению, поэтому она принята авторами за прототип.This technical solution is the closest in technical essence to the technical solution declared as a utility model, therefore it is accepted by the authors as a prototype.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение безопасности процесса подогрева шахтного вентиляционного воздуха, предотвращение окисления металлических частей оборудования (трубопроводов, деталей теплообменника, вентиляторов, клапанов и пр.), их коррозии и износа за счет пониженного содержания кислорода, повышение экономичности процессов нагрева шахтного вентиляционного воздуха за счет использования отработанных дымовых газов.The technical result of the proposed technical solution is to increase the safety of the heating process of mine ventilation air, prevent oxidation of metal parts of the equipment (pipelines, parts of the heat exchanger, fans, valves, etc.), their corrosion and wear due to the reduced oxygen content, increase the efficiency of heating of mine ventilation air through the use of exhaust flue gases.

Предлагается два варианта полезной модели «Устройство для подогрева шахтного вентиляционного воздуха».Two versions of the utility model “Device for heating mine ventilation air” are proposed.

Предлагаемая полезная модель «Устройство для подогрева шахтного вентиляционного воздуха» включает камеру сгорания топлива, теплообменник с регулятором температуры газов, систему воздуховодов и газоходов для подачи воздуха в шахту и для транспортировки горячих дымовых газов, вентиляторы. Отличием является то, что устройство содержит элемент для забора использованных дымовых газов из дымовой трубы, врезанный в дымовую трубу под углом к потоку движения дымовых газов и соединенный с вентилятором и регулятором подачи объема дымовых газов автоматического действия, регулятор температуры газов соединяет теплообменник и камеру сгорания и снабжен прибором для автоматического замера температуры, а выходной воздуховод содержит регулятор подачи нагретого воздуха в шахту. The proposed utility model “Device for heating mine ventilation air” includes a fuel combustion chamber, a heat exchanger with a gas temperature regulator, a duct and gas duct system for supplying air to the mine and for transporting hot flue gases, fans. The difference is that the device contains an element for sampling the used flue gases from the chimney, cut into the chimney at an angle to the flue gas flow and connected to a fan and an automatic flue gas volume regulator, a gas temperature regulator connects the heat exchanger and the combustion chamber and equipped with a device for automatic measurement of temperature, and the outlet duct contains a regulator for the supply of heated air to the mine.

Отличием является и то, что регулятор подачи нагретого воздуха в шахту может быть выполнен в виде вентиля или шибера. другими отличиями является то, что регулятор подачи нагретого воздуха может быть выполнен в виде задвижки и что элемент для забора использованных дымовых газов из дымовой трубы выполнен в виде патрубка.The difference is that the controller for supplying heated air to the mine can be made in the form of a valve or gate. other differences are that the heated air supply regulator can be made in the form of a valve and that the element for collecting used flue gases from the chimney is made in the form of a pipe.

Сущность предлагаемой полезной модели показана на фиг. 1, где представлена общая схема устройства для подогрева шахтного вентиляционного воздуха.The essence of the proposed utility model is shown in FIG. 1, which shows a general diagram of a device for heating mine ventilation air.

Устройство для подогрева шахтного вентиляционного воздуха по первому варианту состоит из камеры сгорания топлива 1 и расположенным в ней газоходом 2, теплообменника 3, дымовой трубы 4 для выброса дымовых газов в атмосферу. В камеру сгорания топлива 1 подается топливо и сжигается, за счет чего образуются горячие дымовые газы. Горячие дымовые газы из камеры сгорания топлива 1 по газопроводу 5 подаются в теплообменник, где отдают свое тепло вентиляционному воздуху, нагревая его. В формуле полезной модели указано, что регулятор температуры газов соединяет теплообменник З и камеру сгорания 1. Указанный регулятор температуры газов включает в себя газоход 2, газопровод 5 и газоход 14, т.е. систему газоходов выполняющих функцию смешивания горячих и холодных дымовых газов. Затем по газопроводу б дымовые газы поступают во всасывающий канал 7 вентилятора 8 и выводятся в дымовую трубу 4. При помощи нагнетающего вентилятора 9 закачивается холодный воздух из окружающей среды в систему каналов теплообменника 3, где происходит его подогрев и затем по воздуховоду для подачи вентиляционного воздуха в шахту 10 нагретый воздух подается в шахту в основную вентиляционную струю воздуха, с которой смешивается любым известным способом. Воздуховод 10 снабжен регулятором подачи нагретого воздуха 11. Авторами предполагается, что регулятор подачи нагретого воздуха 11 может быть выполнен в виде вентиля или в виде задвижки или шибера. Возможны и другие варианты исполнения регулятора подачи нагретого воздуха (например, автоматизированные), позволяющие открывать и закрывать поток нагретого воздуха. В теплое время года, когда отсутствует необходимость в подогреве воздуха, при помощи регулятора подачи нагретого воздуха 11 предполагается полное перекрытие подачи горячего воздуха. Предлагаемое устройство позволяет использовать в системе отработанные дымовые газы для регулирования внутреннего температурного режима для этого предлагаемое устройство содержит элемент для забора использованных дымовых газов из дымовой трубы 12, врезанный в дымовую трубу под углом к потоку движения дымовых газов. Использованные дымовые газы при помощи вентилятора 13 всасываются и по газоходу 14 подаются в газопровод 5, где смешиваются с горячими дымовыми газами, поступающими из камеры сгорания топлива 1. Таким образом, осуществляется присадка отработанных дымовых газов, имеющих более низкую температуру к горячим дымовым газам, поступающим из камеры сгорания топлива 1. Таким образом, выравнивается и устанавливается оптимальная температура внутри подогревающих каналов теплообменника 3. Газоход 14 снабжен регулятором подачи объема дымовых газов 15 автоматического действия.The device for heating mine ventilation air according to the first embodiment consists of a fuel combustion chamber 1 and a gas duct 2 located therein, a heat exchanger 3, a chimney 4 for emitting flue gases into the atmosphere. Fuel is supplied to the combustion chamber 1 and burned, whereby hot flue gases are generated. Hot flue gases from the fuel combustion chamber 1 are fed through a gas pipeline 5 to a heat exchanger, where they give their heat to ventilation air, heating it. The utility model formula indicates that a gas temperature controller connects heat exchanger 3 and combustion chamber 1. Said gas temperature controller includes a gas duct 2, a gas pipeline 5 and a gas duct 14, i.e. a gas duct system that performs the function of mixing hot and cold flue gases. Then, through the gas pipeline b, the flue gases enter the suction channel 7 of the fan 8 and are led out to the chimney 4. Using the blower fan 9, cold air is pumped from the environment into the channel system of the heat exchanger 3, where it is heated and then through the air duct to supply ventilation air to mine 10 heated air is fed into the mine into the main ventilation stream of air, which is mixed with any known method. The duct 10 is equipped with a controller for supplying heated air 11. The authors assume that the controller for supplying heated air 11 can be made in the form of a valve or in the form of a valve or gate. There are other possible versions of the controller for supplying heated air (for example, automated), allowing you to open and close the flow of heated air. In the warm season, when there is no need for heating the air, using the heated air regulator 11 it is assumed that the hot air supply is completely shut off. The proposed device allows the use of exhaust flue gases in the system to regulate the internal temperature, for this the proposed device contains an element for collecting used flue gases from the chimney 12, cut into the chimney at an angle to the flow of flue gases. The used flue gases are sucked in by the fan 13 and fed into the gas pipe 5 through the gas duct 14, where they are mixed with hot flue gases coming from the fuel combustion chamber 1. Thus, the exhaust flue gases having a lower temperature are added to the hot flue gases entering from the fuel combustion chamber 1. Thus, the optimum temperature inside the heating channels of the heat exchanger is equalized and set. The gas duct 14 is equipped with a flue gas volume regulator 15 cally action.

Для регулирования температуры газов, поступающих в теплообменник З в газоходе 5 установлен прибор для автоматического замера температуры 16. для регулировки температуры дымовых газов можно применять серийные терморегуляторы, например, приборы серии Термодат (приборостроительное предприятие «Системы контроля» г.Пермь). Диапазон измерения температуры этих приборов от минус 200°С до плюс 2500°С. Он определяется применяемым датчиком. Регулятор подачи объема дымовых газов 15 в автоматическом исполнении, при этом предполагается подача сигнала 17 от прибора автоматического замера температуры 16 на регулятор подачи объема дымовых газов 15 о закрытии и открытии (показано на фиг.1).To regulate the temperature of the gases entering the heat exchanger W in the flue 5, a device for automatic measurement of temperature 16. is installed. To regulate the temperature of the flue gases, serial thermostats can be used, for example, devices of the Thermodat series (instrument-making enterprise “Control Systems”, Perm). The temperature measurement range of these devices is from minus 200 ° C to plus 2500 ° C. It is determined by the sensor used. The controller for supplying the volume of flue gases 15 in automatic execution, while it is assumed that the signal 17 from the device for automatic measurement of temperature 16 is supplied to the controller for supplying the volume of flue gases 15 about closing and opening (shown in FIG. 1).

Предлагаемая полезная модель позволяет вторично использовать отработанные дымовые газы для присадки их к горячим дымовым газам, поступающим из камеры сгорания топлива в теплообменник, что позволяет регулировать температуру горячих дымовых газов без значительных потерь тепла. Температура дымовых газов, выходящих непосредственно из топки имеет очень высокую температуру. Газы с такой высокой температурой оказывают значительное корродирующее действие на трубы теплообменника. Таким образом, выравнивается и устанавливается оптимальная температура, необходимая для использования в теплообменнике. Исключается излишнее охлаждение газов, экономится теплоэнергия. При этом повышается экономичность процесса нагрева шахтного вентиляционного воздуха. Признак находится в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом.The proposed utility model makes it possible to reuse exhaust flue gases to add them to the hot flue gases coming from the fuel combustion chamber to the heat exchanger, which makes it possible to control the temperature of hot flue gases without significant heat loss. The temperature of the flue gases exiting directly from the furnace has a very high temperature. Gases with such a high temperature have a significant corrosive effect on the tubes of the heat exchanger. In this way, the optimum temperature required for use in the heat exchanger is leveled and set. Excessive cooling of gases is eliminated, heat energy is saved. This increases the efficiency of the process of heating mine ventilation air. The sign is in a causal relationship with the claimed technical result.

Кроме того, используемые для присадки отработанные дымовые газы инертны и имеют такой же состав, что и дымовые газы, выходящие из камеры сгорания. При разбавлении дымовых газов, выходящих непосредственно из топки охлажденными дымовыми газами, выходящими после теплообменника, не наблюдается увеличение концентрации кислорода в смеси. дымовые газы не участвуют в процессах окисления. Следовательно, снижается значительно снижается вероятность возгорания и воспламенения подогретой газовой смеси, (возгорания и воспламенения недогоревших частиц топлива, часто присутствующих в дымовых газах) повышается безопасность процесса подогрева, чему способствует значительное снижение содержания кислорода, а возможно и полное его отсутствие. Снижение содержания кислорода также способствует замедлению реакций окисления и коррозии отдельных частей устройства, нет дополнительной химической коррозии. Продлевается срок службы, снижаются эксплуатационные затраты, увеличивается срок работы установки и межремонтный период.In addition, the flue gases used for the additive are inert and have the same composition as the flue gases leaving the combustion chamber. When diluting flue gases exiting directly from the furnace with cooled flue gases leaving the heat exchanger, there is no increase in oxygen concentration in the mixture. flue gases do not participate in oxidation processes. Consequently, the probability of ignition and ignition of a heated gas mixture is significantly reduced, (ignition and ignition of unburned fuel particles often present in flue gases), the safety of the heating process is enhanced, which contributes to a significant reduction in oxygen content, and possibly its complete absence. The decrease in oxygen content also helps to slow down the oxidation and corrosion reactions of individual parts of the device, there is no additional chemical corrosion. The service life is extended, operating costs are reduced, the installation life and the overhaul period are increased.

Признаки находится в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом.Signs is in a causal relationship with the claimed technical result.

Предлагаемая полезная модель может быть изготовлена в условиях промышленного производства. Устройство несложно в обслуживании и эксплуатации.The proposed utility model can be manufactured in an industrial setting. The device is easy to maintain and operate.

Claims

1. A device for heating mine ventilation air, including a fuel combustion chamber, a heat exchanger with a gas temperature controller, a duct system and ducts for supplying ventilation air to the mine and for transporting hot flue gases, fans, characterized in that it contains an element for collecting used flue gases from a chimney, embedded in a chimney and connected to a fan and a regulator for supplying a volume of flue gases of automatic action, a gas temperature regulator connects heat exchanger and combustion chamber and is equipped with a device for automatic measurement of temperature, and the outlet duct contains a regulator for the supply of heated air.

2. The device according to claim 1, characterized in that the regulator of the heated air supply can be made in the form of a valve.

3. The device according to p. 1, characterized in that the regulator of the heated air supply can be made in the form of a gate.

4. The device according to claim 1, characterized in that the heated air supply regulator can be made in the form of a valve.

5. The device according to p. 1, characterized in that the element for collecting used flue gases from the chimney is made in the form of a pipe.