一种井下移动式二氧化碳跨临界制冷除湿装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种井下移动式二氧化碳跨临界制冷除湿装置，属于矿井降温除湿技术领域，其包括：至少1台压缩机，压缩机具有进气口和高温高压气体出口；高温高压油气分离器，与压缩机的高温高压气体出口连通；气冷交换单元，与高温高压油气分离器的高温高压气体输出端连接；第一减压单元，与气冷交换单元降温后的气体输出端连通；空冷交换单元，与第一减压单元减压后的气体输出端连接；低温低压油气分离器，低温低压油气分离器的输入端与空冷交换单元热交换后的输出端连通，低温低压油气分离器的输出端与压缩机的进气口连通

【技术实现步骤摘要】
一种井下移动式二氧化碳跨临界制冷除湿装置


[0001]本专利技术属于矿井降温除湿
，具体涉及一种井下移动式二氧化碳跨临界制冷除湿装置
。

技术介绍

[0002]随着我国矿井开采深度的不断加深，矿井高温热害越来越严重
。
据不完全统计，我国矿山行业高温矿井及非高温矿井井下的高温头面高达
1200
处以上，热害问题十分突出
。
其中采掘工作面风流温度超过
30℃
，部分矿井甚至超过
40℃
以上；大大超过
《
煤矿安全规程
》
规定的“采掘工作面空气温度不得超过
26℃”标准
。
[0003]已探明的煤炭储量中，
1000m—2000m
深处的煤炭储量占总储量
53.2
％，目前我国煤矿开采深度以每年
8m—12m
速度增加，预计未来
20
年内很多煤矿将进入到
1000m—1500m
的开采深度
。
根据深部开采每延深
100
米，岩温约增加
3℃
的理论推算，未来矿山的极限开采深度，从某种意义上讲，将取决于矿井热害治理水平，矿井高温热害治理相关理论与技术已成为矿井深部开采的关键技术之一
。
[0004]从职业危害来讲，热害已严重影响了井下作业人员的身体健康，同煤尘危害一样，是我国煤矿生产中主要职业危害因素之一，开展热害防控工作，也是煤矿职业卫生工作的重要内容，对提高煤矿职业卫生水平意义重大！
[0005]现有矿井采掘工作面的降温技术主要方式是人工制冷降温技术
。
根据热力学特点可分为集中空调式降温技术
、
冰冷式降温技术
、
气冷式降温技术
、
热－电－冷联供制冷降温技术以及
HEMS
降温技术
。
但是从整体上看，人工制冷技术仍存在着制冷设备价格昂贵
、
长距离输送冷媒
(
水
)
损耗大
、
对管路保温要求高
、
功耗大
、
体积庞大
、
设备运行和维护成本高
、
运行效率低等问题
。
此外，我国矿井降温系统主要以集中式制冷为主，对非高温矿井的局部高温地点的适应性相对较差，满足不了矿井井下现场的实际需要，因此寻找一种新的高效降温技术非常关键
。
[0006]目前，井下移动式局部制冷技术多采用氟利昂介质，机组制冷效率一般在
3.0
以下，其制冷效率低
、
运行费用高是制约矿井热环境治理的主要因素，氟利昂的使用也不符合当前“双碳”目标
。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案为：
[0008]一种井下移动式二氧化碳跨临界制冷除湿装置，包括：
[0009]至少1台压缩机，所述压缩机为半封闭活塞式压缩机，所述压缩机的工作介质为二氧化碳；所述压缩机具有进气口
、
高温高压气体出口和润滑冷却油入口；
[0010]高温高压油气分离器，所述高温高压油气分离器与所述压缩机的高温高压气体出口连通，用于将所述压缩机生成的高温高压油气混合物进行气液分离；
[0011]气冷交换单元，所述气冷交换单元的输入端与所述高温高压油气分离器的高温高
压气体输出端连接，用于对所述高温高压油气分离器输出的高温高压气体进行降温；
[0012]第一减压单元，所述第一减压单元与所述气冷交换单元降温后的气体输出端连通，用于对所述气冷交换单元降温后的气体进行减压；
[0013]空冷交换单元，所述空冷交换单元位于井下，所述空冷交换单元与所述第一减压单元减压后的气体输出端连接，所述空冷交换单元用于与井下进行热交换以降低井下的温度和湿度，并输出低压低温油气混合物；
[0014]低温低压油气分离器，所述低温低压油气分离器的输入端与所述空冷交换单元热交换后的输出端连通，所述低温低压油气分离器的输出端与所述压缩机的进气口连通，所述低温低压油气分离器用于对所述空冷交换单元热交换后的输出低压低温油气混合物进行气液分离，分离后的二氧化碳气体输送至所述压缩机
。
[0015]进一步地，所述压缩机为2个，所述压缩机的参数为：
[0016]排气量为
45.34m3/h
；制冷量为
225kW
；功率为
55kW
；转速为
1450r/min
；最大工作压力为
15MPa
；静态压力为
10MPa
；电压等级为
380V、3
相
、50HZ
；最大工作电流为
148A
，堵转电流为
584A
；连续运行电流为
115A
；最高工作温度为
160℃
；环境温度为
‑
20℃
～
60℃。
[0017]进一步地，所述高温高压油气分离器为离心分离式；所述高温高压油气分离器具有高温高压气液分离入口
、
高温高压气体分离出口和高温高压液体分离出口，所述高温高压气液分离入口与所述高温高压气体出口连通，所述高温高压气体分离出口与所述气冷交换单元的输入端连通；所述高温高压液体分离出口通过第二减压单元与所述低温低压油气分离器的第一进油口连通
。
[0018]进一步地，所述低温低压油气分离器为离心分离式，所述低温低压油气分离器具有低温低压气液分离入口
、
低温低压气体分离出口和低温低压液体分离出口，所述低温低压气液分离入口与所述第一减压单元减压后的气体输出端连通；
[0019]所述低温低压气体分离出口与所述压缩机的进气口连通；所述低温低压液体分离出口通过第一连接管路与油泵的输入端连接，所述油泵的输出端通过第二连接管路与所述压缩机的润滑冷却油入口连通；所述第二连接管路上连通有连接支路，所述连接支路的另一端与所述低温低压油气分离器的第二进油口连通；所述连接支路上设置有手动阀
。
[0020]进一步地，所述气冷交换单元为气冷器，所述气冷器具有气体进口
、
气体出口以及冷水进口和热水出口；所述气冷器的总换热功率为
600kW
，最大工作压力为
10.5MPa
，最大工作压力为
16MPa
，试验压力为
20MPa
，工作温度
≤200℃。
[0021]进一步地，所述空冷交换单元为空冷器
。
[0022]进一步地，所述第一减压单元包括多组并联设置的第一减压盘管，所述第一减压盘管为耐高压绝热毛细管，其中，所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种井下移动式二氧化碳跨临界制冷除湿装置，其特征在于，包括：至少1台压缩机，所述压缩机为半封闭活塞式压缩机，所述压缩机的工作介质为二氧化碳；所述压缩机具有进气口
、
高温高压气体出口和润滑冷却油入口；高温高压油气分离器，所述高温高压油气分离器与所述压缩机的高温高压气体出口连通，用于将所述压缩机生成的高温高压油气混合物进行气液分离；气冷交换单元，所述气冷交换单元的输入端与所述高温高压油气分离器的高温高压气体输出端连接，用于对所述高温高压油气分离器输出的高温高压气体进行降温；第一减压单元，所述第一减压单元与所述气冷交换单元降温后的气体输出端连通，用于对所述气冷交换单元降温后的气体进行减压；空冷交换单元，所述空冷交换单元位于井下，所述空冷交换单元与所述第一减压单元减压后的气体输出端连接，所述空冷交换单元用于与井下进行热交换以降低井下的温度和湿度，并输出低压低温油气混合物；低温低压油气分离器，所述低温低压油气分离器的输入端与所述空冷交换单元热交换后的输出端连通，所述低温低压油气分离器的输出端与所述压缩机的进气口连通，所述低温低压油气分离器用于对所述空冷交换单元热交换后的输出低压低温油气混合物进行气液分离，分离后的二氧化碳气体输送至所述压缩机
。2.
根据权利要求1所述的井下移动式二氧化碳跨临界制冷除湿装置，其特征在于，所述压缩机为2个，所述压缩机的参数为：排气量为
45.34m3/h
；制冷量为
225kW
；功率为
55kW
；转速为
1450r/min
；最大工作压力为
15MPa
；静态压力为
10MPa
；电压等级为
380V、3
相
、50HZ
；最大工作电流为
148A
，堵转电流为
584A
；连续运行电流为
115A
；最高工作温度为
160℃
；环境温度为
‑
20℃
～
60℃。3.
根据权利要求1所述的井下移动式二氧化碳跨临界制冷除湿装置，其特征在于，所述高温高压油气分离器为离心分离式；所述高温高压油气分离器具有高温高压气液分离入口
、
高温高压气体分离出口和高温高压液体分离出口，所述高温高压气液分离入口与所述高温高压气体出口连通，所述高温高压气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄遵文，陈锡堂，田大兵，马力，金有志，程欣，连超，代伟伟，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：