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动态冰蓄冷矿井空调系统的应用及优化

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文档简介:

动态冰蓄冷矿井空调系统的应用及优化煤炭工程2012年第7期动态冰蓄冷矿井空调系统的应用及优化郑瑞芸,宋文吉,冯自平(1.中国科学院广州能源研究所,广东广州510640;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘要:在矿井空调中应用冰蓄冷技术,可以有效地转移电力高峰期用电负荷,从而大幅度减少制冷运行费用。文章给出冰蓄冷矿井空调的井上制冷系统型式,通过经济性分析,并编制计算软件,得到冰蓄冷条件下的最佳基载负荷比及相应的静态投资年限。结果表明,最佳基载负荷比仅与系统负荷有关。当峰谷平电价拉大时,冰蓄冷系统的回收期少于四年,经济上可行。关键词:动态冰蓄冷;矿井空调;基载负荷;静态投资年限中图分类号:TD727文献标识码:B文章编号:1671—0959(2012)07-0100-03中国是世界上高温热害矿井最多的国家。据不完全统计,我国已有130多对矿井的采掘工作面风流温度超过30%,同时已探明的煤炭储量中,1000—2000m深处的煤炭储量占总储量的53.2%。在高温矿井中,当采用一般的矿井降温措施无法使矿内气温达到安全规程规定的标准或经济性太差时,就必须采用矿井空调技术,来调节和改善井下工作地点的气候条件。当前,地面集中式空调系统已逐步取代传统的井下局部式和井下集中式空调,成为矿井空调的主流技术J。采用的一次侧载冷剂主要有冷冻水、乙二醇溶液J、片冰及正处于研发阶段的冰浆J,其中,冷冻水矿井空调系统技术最为成熟。由于深水平工作面气温基本上不受季节性气候的影响,使得矿井空调有别于地面舒适性空调,井下负荷四季大致保持恒定。在矿井空调中应用冰蓄冷技术,虽然机组的装机容量增加,但由于矿井空调井下热负荷很大,制冷耗电量非常可观,采用冰蓄冷技术可以有效地转移电力高峰期用电负荷,从整体上提高了电力系统的经济性及发电、输电设备的使用效率。对于实行“峰谷电价”的矿区,更是可以大幅度减少制冷运行费用。文章将主要研究地面集中式冷冻水矿井空调系统采用冰蓄冷技术时可采用的井上制冷系统型式,以及最佳经济条件下的运行模式。1动态冰蓄冷技术按照制冰原理的不同,冰蓄冷技术可分为静态和动态两大类。在静态冰蓄冷中,水在传热壁面上通过自然对流和固体导热的方式静态的被冻结成冰并附着在传热壁面上,随着蓄冷量的增加,冰层厚度逐渐加大。根据具体的制冰和融冰形式不同,静态冰蓄冷又分为冰球式和盘管式。而动态冰蓄冷具有与静态

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