冬季工况下:阀门12、21开启,11、22关闭;同时,42、51开启,41、52关闭。矿井回风顺着回风风道1引至第三主风道03,并以一定的风速横向掠过换热器的蒸发段。液池中的工作液体受热蒸发,蒸汽在压力差作用下向上流入热管较冷的冷凝段,放出汽化潜热;回风放出汽化潜热后温度降低,沿着第四主风道04进入排风风道4,最终排至大气或作为其它方式的热源继续使用;室外的冷空气顺着新风管道5到达第二主风道02,吸收汽化潜热,达到预热目的;加热后的空气温度升高到规定温度以上,沿着第一主风道01进入进风风道2,最终送入井筒内;冷凝后的工作液体在重力的作用下,回流到蒸发段的液池当中。
夏季工况下:阀门11、22开启, 12、21关闭;同时,41、52开启, 42、51关闭。新风温度较高,蕴含大量低温热能;相反,回风侧温度较低,可吸收新风的热量以达到冷却新风的目的。工作原理与冬季相似,在此不再赘述。
(2)烘干、采暖和洗浴用热源:
企业生产工艺中的烘干、采暖和洗浴常年需要热源。在发电机组烟道出口加装一台热管换热器(热管省煤器),通过热水循环泵几个低温水送到热管换热器,经过热交换的软化水为热源(90℃以上)供给企业生产使用,冷却后的软化水在返回热管换热器,如此往复循环。
(3)余热制冷:目前广泛采用溴化锂吸收式制冷。用热管蒸发器吸收低浓度瓦斯发电机组余热回收的热量。
(4)余热发电:通过多台瓦斯发电机组尾气的余热回收,安装热管蒸发器,产生的饱和蒸汽并往后拖动汽轮机组进行二次发电,发电后的冷凝水亦可制冷或者供暖,给企业带来可观的经济效益。
2、低浓度瓦斯发电机组余热回收的应用
2.1、生产车间利用发电机组余热烘干、采暖和洗浴
某发电公司30台500kw低浓度瓦斯发电机组,烟道出口各加装热管换热器及热管空预器,为企业的烘干室、办公楼和职工洗浴提供热源,为职工营造了舒适的工作和休息环境。同时,每年节约各种支出400多万元,节支降耗显著。
2.2、煤矿利用发电机组尾气余热向风井送热风暖井
(1)该公司在12台500KW瓦斯发电机组烟道出口各安装一套热管空预器,每台瓦斯发电机组的烟气流量为2130Nm3/h,可加热的冷空气流量为30000Nm3/h,空气流通阻力小于500Pa,采用两台大功率(45kw)风机,将空气集中加压送入热管换热器中,热交换后的空气通过保温管道和涵洞输送到煤矿进风井进入井下暖井。
(2)为了防止瓦斯发电机组尾气泄漏进入井下和井下有害气体反送,在热管空预器热风出口处设计了单向止逆电动风门,并安装了温度、流量、有害气体传感器等输送监控联动系统,发生瓦斯发电机组尾气泄漏和井下有害气体反送时,单向止逆电动风门将自动关闭,热风机断电跳闸关闭。