井筒防冻设计计算
为防止冬季井筒结冰，保证生产和人员安全，根据《煤炭工业矿井设计规范》的要求，矿井工业场地各进风井均应设置井筒防冻装置，对入井空气进行加热。本矿主井为立井、副井为斜井，通风容易时期主井进风量为28 m3/s，副井进风量为8m3/s，通风困难时期主井进风量为6 m3/s，副井进风量为30m3/s。主、副立井采用有风机冷热风在井筒混合的井筒防冻方式，井筒防冻室外计算温度取历年极端最低温度平均值为-11.7℃，空气加热室出口温度65℃，混合至2℃由热风道送至井筒。热风计算温度为30℃，主立井和副立井加热热媒为工业场地锅炉房提供的0.3MPa（表压）的饱和蒸汽,饱和温度为133.6℃。
一、井口空气加热方式 冷、热风在井筒内混合。 二、空气加热量的计算 1、设计参数
（1）通风容易时期主井进风量为28 m3/s，副井进风量为8m3/s，通风困难时期主井进风量为6 m3/s，副井进风量为30m3/s。
（2）主井为立井、副井为斜井。
（3）井筒防冻室外计算温度取当地历年极端最低温度平均值为-11.7℃。 （4）主井空气加热室出口温度65℃，斜井空气加热室出口温度45℃。 （5）冷、热在井筒内混合，混合温度取2℃。
（6）热媒采用0.3MPa饱和蒸汽,饱和温度为133.6℃。 2、空气加热量的计算 Q=ａMｃｐ(ｔｈ-ｔ1)
式中: Q总—井口空气总加热量，KW；
M—井筒进风量，㎏/ｓ；
ａ—热量损失系数，井口房不封闭取1.1； ｔｈ—冷、热风混合温度取2℃；
ｔ1—室外冷风温度，℃，取当地历年极端最低温度平均值为-11.7℃；
ｃｐ—空气定压比热，ｃｐ=1.10ＫＪ／（㎏.K) 。
通风容易时期：Q总主=1.1×28×1.297×1.10×(2 - -11.7) =602KW
Q总副=1.1×8×1.297×1.10×(2 - -11.7) =172 KW
通风困难时期：Q总主=1.1×6×1.297×1.10×(2 - -11.7) =129 KW
Q总副=1.1×30×1.297×1.10×(2 - -11.7) =645 KW
3、通过空气加热量的计算
t?tM1?aMhl，Kg/s
th0?tl式中: M1—通过空气加热器的风量； M—井筒进风量，㎏/ｓ；
ａ—热量损失系数，井口房不封闭取1.1；
ｔｈ0—加热后加热器出口热风温度，℃，立井取65℃，斜井取45℃； ｔｈ—冷、热风混合温度取2℃；
ｔ1—室外冷风温度，℃，取当地历年极端最低温度平均值为-11.7℃。
2??11.7通风容易时期：M1主=1.1×28×1.297?=7.14㎏/ｓ
65??11.7M1副=1.1×8×1.297?通风困难时期：M1主=1.1×6×1.297?2??11.7=2.76㎏/ｓ
45??11.72??11.7=1.53㎏/ｓ
65??11.7M1副=1.1×30×1.297?4、空气加热器能够供给的热量
2??11.7=10.34㎏/ｓ
45??11.7? Q‘＝kS△tp， KW
式中 Q＇─空气加热器能够供给的热量，KW，Q'?M?Cp?(t1?th0)
? K ─空气加热器的传热系数，KW/（m2·K），空气加热器传热系数：K=P·（vρ）q式中：p，q--经验公式的系数和指数，一般井口房不密闭时(vρ)＇可选4～
0.498Kg/m2.s,井口房密闭时(vρ)＇可选2～4Kg/m2.s，K=14.6??6??35.13；
? S ─空气加热器的散热面积，m2；
△tp─热媒与空气间的平均温差，℃。 当热媒为蒸汽时：
△tp＝tv-(tl+th0)/2，℃ (8-1-5)
式中 tv─饱和蒸汽温度，℃；
tl、th0─空气加热器前、后的空气温度,℃；
Q'?180.04m3 通风容易时期：S主?k?tpQ'?46.56m3 S副?k?tpQ'?38.58m3 通风困难时期：S主?k?tpQ'?174.43m3 S副?k?tp三、加热方式和加热设备选型 1、加热方式
主井、副井冷、热风在井筒内混合，将被加热的空气通过专用通风机和热风道送入井口以下2米处，在井筒内进行热风和冷风的混合。通风机设在冷风侧，混合后空气温度为2℃。
2、耗热量
通风容易时期主井进风量为28 m3/s，副井进风量为8m3/s，通风困难时期主井进风量为6 m3/s，副井进风量为30m3/s。冷风温度即室外空气计算温度取历年的极端最低温度平均值为-11.7℃，主井空气加热室出口温度为65℃，副井空气加热室出口温度为45℃，冷、热风混合后温度为2℃。通风容易时期主井空气加热室加热空气量为7.14㎏/ｓ，主井井筒防冻耗热量为602KW。副井空气加热室加热空气量为2.76㎏/ｓ，副井井筒防冻耗热量为172KW。通风困难时期主井空气加热室加热空气量为1.53㎏/ｓ，主井井筒防冻耗热量为129KW。副井空气加热室加热空气量为10.34㎏/ｓ，副井井筒防冻耗热量为645KW。主、副井井筒
防冻总耗热量为774KW。
3、加热设备
通风容易时期：主井空气加热室加热热媒采用0.3MPa饱和蒸汽，饱和温度为133.6℃。选用的加热器的传热面积应比计算面积大10%-20%，选用SRZ-15×6D型散热器6片，每片散热面积为37.73 m2，总散热面积为226.38 m2。散热器按3排2列为一组。配备2台T35-11型№7.1轴流式通风机，每台风量为15769 m3/ｈ。共组成2个机组。
副井空气加热室加热热媒采用0.3MPa饱和蒸汽，饱和温度为133.6℃。选用的加热器的传热面积应比计算面积大10%-20%，选用SRZ-6×6D型散热器4片，每片散热面积为15.33 m2，总散热面积为61.32m2。散热器按2排2列为一组。配备2台T35-11型№4.0轴流式通风机，每台风量为4263m3/ｈ。共组成2个机组。
通风困难时期：主副井设备互换，空气加热室加热热媒均采用0.3MPa饱和蒸汽，饱和温度为133.6℃。
4、加热设备布置
空气加热采用轴流风机与空气加热器组合的布置方式，空气加热室与主、副井井口房联建，空气加热室采用两台机组的布置方式，轴流风机和加热器用铁皮风道连接。
热风道采用不燃材料，并在由空气加热室送出至井口的热风风道上设置2道防火门，以满足安全要求。
四、供热设备选型 1、供热设备
工业场地设置锅炉房，供给需要热源的建筑物。锅炉燃料采用本矿生产的原煤，采暖期总耗热量Q=786.89KW。
根据本矿煤质特点及矿井耗热量情况，该矿已购置DZL2-1.0-A II型锅炉两台，采暖期两台运行，非采暖期一台运行，锅炉给水需软化，软化处理采用自动软水器两台，流量为2t/h。由于锅炉出渣小，所以采用人工手推车出渣，上煤
用手推车推至炉前，由上煤机送煤至炉前煤斗。
除尘器由锅炉厂家配套提供。采用铁皮烟囱Φ400mm，高度25m。 矿方使用的各种压力设备必须制定各种完善的安全措施和制度。 2、供热管道
工业场供热管网分为两路，一路为采暖用热管道，主要供各类建筑物的采暖；另一路为供热管道，主要供井口防冻、澡堂、食堂等用气，凝结水管布置原则与蒸汽管相同。
供热管道采用无缝钢管，直埋敷设，在主要交叉口设置检查井。蒸汽管道保温材料采用复合硅酸镁—聚氨脂硬质泡沫塑料，保温层厚度为35mm。凝结水管道保温材料采用复合硅酸镁—聚氨脂硬质泡沫塑料，保温层厚度为35mm。