一、主要結(jié)構(gòu)組成及功能

1. 防爆燃燒系統(tǒng)

• 防爆燃燒器
  • 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：采用隔爆型結(jié)構(gòu)（防爆等級(jí) Ex d I Mb），適配井下瓦斯環(huán)境，避免電火花引發(fā)爆炸。
  • 燃料類型：支持天然氣、煤層氣（瓦斯）或柴油，配備防爆點(diǎn)火裝置，燃燒效率≥95%。
• 燃燒室
  • 材質(zhì)與結(jié)構(gòu)：內(nèi)壁使用耐火磚或耐高溫鑄鐵，外敷陶瓷纖維保溫層（導(dǎo)熱系數(shù)＜0.1W/(m?K)），減少熱量損失；容積根據(jù)熱負(fù)荷計(jì)算，典型尺寸為 φ1.2m×3m。

2. 高效換熱系統(tǒng)

• 翅片管式換熱器（主流配置）
  • 材質(zhì)：管外采用耐腐蝕不銹鋼（316L），管內(nèi)為耐高溫碳鋼（15CrMo），翅片間距 5-8mm，擴(kuò)大換熱面積。
  • 換熱邏輯：燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓?00-800℃）在管內(nèi)流動(dòng)，冷空氣由風(fēng)機(jī)送入管外翅片間，通過對(duì)流換熱生成熱風(fēng)（出口溫度 40-80℃）。
• 蓄熱式換熱器（高端型號(hào)）
  • 利用蓄熱陶瓷球儲(chǔ)存熱量，交替進(jìn)行煙氣加熱與空氣換熱，熱效率可達(dá) 85% 以上（普通型約 75%）。

3. 送風(fēng)與風(fēng)路系統(tǒng)

• 防爆風(fēng)機(jī)
  • 采用隔爆型軸流風(fēng)機(jī)（功率 15-55kW），風(fēng)量風(fēng)壓根據(jù)井口尺寸設(shè)計(jì)（如 6m 直徑井口風(fēng)速需≥2m/s），風(fēng)壓補(bǔ)償管道阻力（每 10m 損失約 50Pa）。
• 風(fēng)路管道
  • 材質(zhì)為鍍鋅鋼板（厚度≥3mm），外敷 50mm 巖棉保溫層，井口處安裝環(huán)形送風(fēng)管，均勻分布出風(fēng)口（直徑 50-80mm）。

4. 智能控制系統(tǒng)

• PLC 控制柜
  • 核心元件防爆（Ex ib I Mb），集成溫度閉環(huán)控制（Pt100 傳感器，控溫精度 ±3℃）和連鎖保護(hù)（超溫 90℃切斷燃料）。
• 遠(yuǎn)程監(jiān)控
  • 接入礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、風(fēng)量、燃?xì)鉂舛?，異常時(shí)遠(yuǎn)程報(bào)警。

5. 安全防爆組件

• 瓦斯檢測(cè)裝置
  • 催化燃燒式傳感器（檢測(cè)范圍 0-4% CH?），濃度＞0.5% 時(shí)停機(jī)并報(bào)警。
• 防爆泄壓裝置
  • 燃燒室與換熱器設(shè)防爆片（爆破壓力 0.1MPa），煙道安裝阻火器防止回火。

二、工作原理與熱力流程

1. 核心工作邏輯

• 燃燒階段：燃?xì)?/ 煤層氣在防爆燃燒器中與空氣混合燃燒，生成 600-800℃的高溫?zé)煔狻?/li>
• 換熱階段：高溫?zé)煔馔ㄟ^翅片管換熱器，將熱量傳遞給管外冷空氣（由防爆風(fēng)機(jī)送入），煙氣溫度降至 150-200℃排出，空氣被加熱至 40-80℃。
• 送風(fēng)階段：熱風(fēng)經(jīng)管道輸送至井口環(huán)形風(fēng)口，均勻覆蓋井口截面，防止結(jié)冰（風(fēng)速≥2m/s 時(shí)可有效驅(qū)散冷空氣）。

2. 熱力循環(huán)流程圖解

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• 熱負(fù)荷計(jì)算：
  井口需熱量公式：
  Q = K×A×(t?-t?)
  • K 為傳熱系數(shù)（取 10-15W/(㎡?℃)），A 為井口截面積（㎡），t?-t?為溫升（℃）。
    例：直徑 6m 井口（面積 28.3㎡）從 - 20℃加熱至 10℃，需熱量 Q=15×28.3×30≈12.7kW，實(shí)際配置熱功率≥15kW（考慮 15% 熱損失）。
• 換熱效率：
  煙氣與空氣溫差≥300℃時(shí)，換熱效率達(dá) 70%-75%，通過控制煙氣出口溫度（150-200℃）優(yōu)化熱損失。

三、結(jié)構(gòu)與原理的核心優(yōu)勢(shì)