周军棚
淮南矿业集团 安徽淮南 236221
摘要：WK144和ACM—400型空冷器是矿井降温系统的末端冷交换设备，在其内部通过水和空气的冷交换，从而实现对空气的降温。空气降温后，空气中的部分水蒸气将凝结析出，使空气中的湿度减小。为了让凝结水顺利的流出，就必须要在空冷器的底部设置集水槽和排水孔。排水孔虽然能够将凝结水顺利排出，但是存却在一个不可忽视的问题，该问题就是漏风。因此，我们要在实践中不懈的探究，设计制作出一个既可以顺利将凝结水排出，有不会漏风的装置。实践证明，气水分离器就可以满足需求，不仅能够保证采掘工作面的供风量，还能够达到对工作面降温的目的，同时还能够有效地除湿，促使矿井降温系统能够顺利运行，有助于提高煤矿的经济效益。
关键词：空冷器；气水分离器；凝结水；漏风
1、概述
我矿二水平降温系统的制冷方式为地面集中制冷，地面制冷车间内装有集中制冷机组。冷冻水通过制冷机组后温度将由18℃降温至2.3℃，2.3℃的水被打至井下降温硐室，与降温硐室内的高低压水-水换热器进行冷交换，通过冷交换后二次侧的冷冻水温度由21℃降至6℃，6℃的冷冻水被打至采掘工作面的空冷器中，在空冷器中6℃的冷冻水可将30℃的热空气降至21℃，从而实现对采掘工作面迎头的降温；在对空气降温的同时，空气中的部分水蒸气将凝结析出，通过空冷器的集水槽和排水孔流出，从而实现对迎头的除湿。
空冷器的外形见下图：
上述空冷器虽然能够很好的实现降温除湿的目的，但是设计方面还是存在不少问题，如，排水孔将凝结水排出的同时也将局扇过来的风部分漏掉。经过测量2寸排水孔的漏风量为20m?/min，约占局扇总风量的3%，可见迎头的风量减小了很多，同时还浪费了不少能量。
2、存在的问题及解决要求
1）我们在空冷器的排水孔上安装了胶皮管，胶皮管可将空冷器中的凝结水引至水沟，但局扇吹过来的风经过空冷器后，部分通过排水孔而流失。因此需要增加气水分离器，来分离出凝结水和气体。
2）加工出来的气水分离器必须能顺利将凝结水排出，这样才能保证空冷器的除湿效果，同时还不能漏风。
3）加工空冷器的材料必须有一定的强度，且要容易加工，更重要的是要控制成本，降低空冷器的加工费用，还要能够满足矿井下的工作环境。
3、设计思路与改造方案
为了满足煤矿矿井的需求，必须要保证气水分离器将凝结水排出的同时还不会漏气，且还要具有一定的强度。笔者根据自己多年的实践经验，同时还结合气水分离器的相关研究，计划用两寸的钢管制作成为“U”形管，根据空冷器的内外压差在“U”管上开孔，使凝结水能顺利排出，同时还能够防止气体留出。
思路如下图所示：
1）为了要保证气水分离器将凝结水排出且不排出气体，就必须要清楚的知道空冷器内、外的气压差。笔者通过实践和研究发现，获取准确空冷器内、外气压差的方法有两种，分别是：一是，运用相应工具测量空冷器的风量和横截面面积，然后通过横截面面积和风量计算空冷器的内部压力，实践证明，该种方法的误差较大，但是操作较为容易；二是，在空冷器上开个孔，然后运用压力表进行测量，这种方法测量的数据较为准确，但是却破坏了空冷器的完好性，无疑增加了成本。通过上述两种方法可以看出，无论哪种方法都存在缺陷，那么有没有一种方法得到的空冷器的压力不仅准确，还不会破坏空冷器的完好性呢？经过集思广益我们获得了一个好方法，将空冷器出口的胶皮管（透明）弯起来做“U”形管用，通过调整出水侧的高度使水能顺利流出而又没有空气漏出来。经过测试得出，“U”形管出口距离底部的落差为198mm。如下图所示：
2）采用2寸钢管做“U”形管时发现，需要两个成品弯头，且占用空间较大。这样需要的费用非常高，且体积也较为庞大，需要我们进一步改善“U”型管，才能够更好的运用于煤矿生产，不断地提高煤矿的经济效益。笔者结合实践，对“U”型管进行了相应的变通。具体方法如下图所示：
确定方案后，我们采用1寸的钢管接空冷器的排水孔，然后将另外一端插在2.5寸的管子内，距离底部的距离为30mm，底部设有排污口，容易对气水分离器进行清理。在2.5寸的管路上开孔，该孔距离1寸管路底部的距离不能低于198mm，于是我们设计为200mm。
4、现场使用情况
将气水分离器安装到空冷器之后，排水孔就不会在出现漏气的情况，同时还能够将空气中的凝结水顺利的排出，彻底将传统的空冷器存在的问题解决了，提高了煤矿矿井的工作环境，更有助于提高煤矿的经济效益和社会效益。
5、结语
笔者很据自己的研究和简介，详细的描述了空冷器气水分离器的设计，特别详细阐述了设计思路的一再改进，使最终设计出来的气水分离器，结构简单且体积小，同时还能够满足煤矿生产的需求。将气水分离器添加到空冷器中，不仅能够保证局扇的供风量，还能够实现解决能源的目的，从而降低煤矿的成本，提高煤矿的经济效益。
参考文献：
[1]张天野，黄加亮，李品芳.气水分离器的流场计算[J].大连海事大学学报.2002（03）
论文作者:周军棚
论文发表刊物:《基层建设》2015年23期供稿
论文发表时间:2016/4/6
标签：凝结水论文; 水分论文; 煤矿论文; 风量论文; 顺利论文; 矿井论文; 工作面论文; 《基层建设》2015年23期供稿论文;