在礦井作業(yè)中，冬季的防凍與采暖工作至關(guān)重要。低溫環(huán)境不僅會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，還可能危及工作人員的身體健康和生命安全。礦用防爆熱風(fēng)機(jī)組作為一種專(zhuān)門(mén)為礦井環(huán)境設(shè)計(jì)的高效加熱設(shè)備，正逐漸成為解決礦井防凍與采暖問(wèn)題的首選方案。
礦用防爆熱風(fēng)機(jī)組利用流體熱力學(xué)原理，通過(guò)電加熱元件將電能轉(zhuǎn)化為熱能，并均勻地帶走加熱過(guò)程中產(chǎn)生的巨大熱量，使被加熱介質(zhì)（通常為空氣）的溫度達(dá)到用戶的工藝要求。其主要結(jié)構(gòu)包括加熱機(jī)組本體、加熱體、配電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測(cè)傳感器系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及送風(fēng)管道等。
加熱機(jī)組本體采用高強(qiáng)度、高耐溫的工業(yè)阻燃材料制成，具備出色的防爆性能，能夠有效防止因設(shè)備內(nèi)部火花或高溫引發(fā)的爆炸事故。加熱體通常采用特制的合金材料，在高壓空氣流的沖擊下仍能保持良好的機(jī)械性能和強(qiáng)度，確保長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定地對(duì)空氣進(jìn)行加溫。
配電系統(tǒng)為整個(gè)機(jī)組提供穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)，同時(shí)配備了完善的電器保護(hù)措施，確保電氣元件和線路在高溫、高濕等惡劣環(huán)境下正常工作，避免因電氣故障引發(fā)火災(zāi)或爆炸。
控制系統(tǒng)是熱風(fēng)機(jī)組的核心部分，它采用手動(dòng)與自動(dòng)一體調(diào)節(jié)方式，通過(guò)檢測(cè)環(huán)境溫度實(shí)時(shí)反饋信息，并隨時(shí)調(diào)節(jié)供熱量，實(shí)現(xiàn)溫度的精準(zhǔn)自動(dòng)控制。例如，當(dāng)檢測(cè)到礦井井筒溫度接近或低于設(shè)定值（一般為≥2℃）時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加大加熱功率，提高熱風(fēng)輸出量；當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值后，則會(huì)適當(dāng)降低加熱功率，保持溫度穩(wěn)定。
檢測(cè)傳感器系統(tǒng)包含溫度傳感器、CO 傳感器、瓦斯傳感器等多種傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)以及周?chē)h(huán)境參數(shù)。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，如溫度過(guò)高、CO 或瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)等，傳感器會(huì)立即將信號(hào)傳輸給控制系統(tǒng)，觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)并采取相應(yīng)的安全措施，如自動(dòng)切斷加熱電源、啟動(dòng)通風(fēng)設(shè)備等，確保設(shè)備和人員安全。
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)則為用戶提供了便捷的操作和管理手段。用戶可以通過(guò)手機(jī) APP 或中控系統(tǒng)，隨時(shí)隨地查閱熱風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如溫度、功率、風(fēng)量等，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守運(yùn)行。可視化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)還能讓用戶實(shí)時(shí)了解設(shè)備的工作狀態(tài)和周?chē)h(huán)境情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在問(wèn)題。
- 節(jié)能高效：礦用防爆熱風(fēng)機(jī)組直接對(duì)空氣進(jìn)行加熱，熱交換環(huán)節(jié)少，加熱效率高達(dá) 95% 以上。系統(tǒng)中的調(diào)功器設(shè)備能夠根據(jù)外界溫度的變化及時(shí)調(diào)整加熱功率，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)節(jié)能控制。同時(shí)，井口的混合風(fēng)裝置可將冷熱風(fēng)的混合效率提高 20% 左右，在相同加熱功率的前提下，有效縮短加熱時(shí)間，降低能源消耗。
- 環(huán)保清潔：該機(jī)組采用清潔能源（電能）作為熱源，在運(yùn)行過(guò)程中無(wú)污染、無(wú)排放，不會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢渣等污染物，符合國(guó)家環(huán)保政策要求。與傳統(tǒng)的燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t相比，極大地減少了對(duì)環(huán)境的污染，有助于改善礦井周邊的空氣質(zhì)量。
- 安全可靠：從硬件到軟件，礦用防爆熱風(fēng)機(jī)組配備了全方位的安全保護(hù)措施。硬件方面，采用防爆材料制作外殼，設(shè)置多重安全聯(lián)鎖裝置，如風(fēng)機(jī)與加熱組聯(lián)鎖保護(hù)、爐體超溫保護(hù)與加熱組聯(lián)鎖保護(hù)、自動(dòng)切除故障加熱組回路保護(hù)等，確保設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)因意外情況引發(fā)安全事故。軟件方面，完善的報(bào)警系統(tǒng)和先進(jìn)的控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理故障隱患。此外，通過(guò)溫度、CO、瓦斯傳感器等檢測(cè)裝置，可對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)異常情況，立即啟動(dòng)相應(yīng)的安全措施，保障人員和設(shè)備的安全。
- 便捷易用：設(shè)備的安裝、運(yùn)輸十分便捷，無(wú)需建造專(zhuān)門(mén)的加熱機(jī)房，可根據(jù)礦井實(shí)際需求靈活布置。操作使用也非常簡(jiǎn)單，人性化的人機(jī)界面設(shè)計(jì)，讓工作人員能夠輕松上手。通過(guò)可視化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和手機(jī) APP，用戶可以隨時(shí)隨地掌握設(shè)備運(yùn)行情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和管理，極大地提高了工作效率。
- 免維護(hù)成本低：在正常使用情況下，礦用防爆熱風(fēng)機(jī)組 3 年內(nèi)免維護(hù)，大大降低了設(shè)備的維護(hù)成本和停機(jī)時(shí)間。同時(shí)，由于其采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)和優(yōu)質(zhì)的材料制造，設(shè)備的使用壽命長(zhǎng)，可靠性高，從長(zhǎng)期來(lái)看，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
- 高防護(hù)性能：熱風(fēng)機(jī)組具備良好的防雨、防雪、防塵性能，能夠適應(yīng)各種惡劣的戶外環(huán)境，確保在礦井井口等復(fù)雜場(chǎng)所穩(wěn)定運(yùn)行。其高防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)有效避免了因外界環(huán)境因素對(duì)設(shè)備造成的損壞，提高了設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。
以黑龍江七臺(tái)河某煤礦為例，該煤礦在冬季面臨著嚴(yán)峻的井筒防凍問(wèn)題。為了解決這一難題，該煤礦引入了 2 臺(tái) 1100kW 的防爆電熱風(fēng)機(jī)組作為增補(bǔ)熱源。經(jīng)過(guò)一年的實(shí)際運(yùn)行，虹業(yè)防爆熱風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)展現(xiàn)出了卓越的性能。
運(yùn)行成效和質(zhì)態(tài)良好，成功將井口通風(fēng)溫度穩(wěn)定控制在 2℃以上，有效解決了井口結(jié)冰問(wèn)題，保障了礦井的安全生產(chǎn)。運(yùn)行成本較低，相比傳統(tǒng)的采暖設(shè)備，節(jié)省了大量的能源費(fèi)用和維護(hù)成本。同時(shí)，由于設(shè)備免維護(hù)，減少了人力投入和停機(jī)時(shí)間，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。從長(zhǎng)期來(lái)看，該熱風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)不僅帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，還在環(huán)境保護(hù)方面發(fā)揮了積極作用，具有良好的環(huán)境和社會(huì)效益。
- 精準(zhǔn)節(jié)能控制軟件：采用先進(jìn)的精準(zhǔn)節(jié)能控制軟件，以混合風(fēng)溫度設(shè)定值（2℃）為控制目標(biāo)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析環(huán)境溫度、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等信息，自動(dòng)調(diào)整加熱功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱過(guò)程的精確控制。這種智能化的節(jié)能控制方式能夠根據(jù)實(shí)際需求動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能源消耗，在滿足礦井防凍與采暖需求的同時(shí)，最大限度地降低能源浪費(fèi)，提高能源利用效率。
- CFD 流量模擬技術(shù)：利用 CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）流量模擬技術(shù)，對(duì)礦井、主風(fēng)道、輔助風(fēng)道等內(nèi)部流動(dòng)特性進(jìn)行數(shù)值模擬分析。通過(guò)建立詳細(xì)的數(shù)學(xué)模型，模擬不同工況下熱風(fēng)在礦井內(nèi)部的流動(dòng)路徑和分布情況，獲取熱風(fēng)爐內(nèi)部溫度場(chǎng)和管道流場(chǎng)分布規(guī)律。基于模擬結(jié)果，優(yōu)化并聯(lián)機(jī)組耦合送風(fēng)方案設(shè)計(jì)，確保防爆熱風(fēng)機(jī)組能夠在現(xiàn)場(chǎng)正常且高效地運(yùn)行，使熱風(fēng)能夠均勻、有效地輸送到礦井各個(gè)需要加熱的區(qū)域，提高加熱效果的均勻性和穩(wěn)定性。
- 安全聯(lián)鎖保護(hù)技術(shù)：熱風(fēng)機(jī)組配備了功能齊全的安全保護(hù)聯(lián)鎖裝置，通過(guò)硬件和軟件相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的全方位安全監(jiān)控。風(fēng)機(jī)與加熱組之間的聯(lián)鎖保護(hù)確保在風(fēng)機(jī)未啟動(dòng)或出現(xiàn)故障時(shí)，加熱組無(wú)法工作，避免因無(wú)風(fēng)狀態(tài)下加熱導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱損壞；爐體超溫保護(hù)與加熱組聯(lián)鎖保護(hù)則在爐體溫度超過(guò)設(shè)定安全閾值時(shí)，立即切斷加熱電源，防止?fàn)t體因過(guò)熱引發(fā)安全事故；自動(dòng)切除故障加熱組回路保護(hù)功能能夠在某個(gè)加熱組出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)將其從系統(tǒng)中切除，不影響其他加熱組的正常運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示工作人員及時(shí)進(jìn)行維修，保障整個(gè)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行和安全生產(chǎn)。
礦用防爆熱風(fēng)機(jī)組憑借其獨(dú)特的工作原理、卓越的性能優(yōu)勢(shì)、成功的應(yīng)用案例以及不斷創(chuàng)新的應(yīng)用技術(shù)，為礦井防凍與采暖提供了高效、安全、環(huán)保的解決方案。在當(dāng)前注重安全生產(chǎn)和節(jié)能環(huán)保的大背景下，礦用防爆熱風(fēng)機(jī)組將在礦井領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，助力礦井行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
