一种矿井回风余热回收方法、系统、存储设备及计算设备与流程

本发明涉及矿井回风余热回收，具体涉及一种矿井回风余热回收方法、系统、存储设备及计算设备。

背景技术：

1、矿井回风余热是指矿井在开采过程中，通过通风系统将井下受采掘作业影响而产生的热空气排出井口，从而在矿井上部的回风通道形成的高温热能。这种高温热能具有较大的能源利用价值，回收利用好这部分能源不仅可以减少环境污染，还可以为企业带来可观的经济效益，现在一般采用热回收系统进行余热的回收，通过在回风通道设置换热器，换热器包包括换热管道和安装在管道上的翅片，在回风通道处的空气流过换热器时进行热交换完成余热的回收，但是在煤矿开采过程中会产生煤灰，在与矿道内的空气混合后在通过换热器时，煤灰会逐渐附着到换热器上，使换热器处的风阻增大影响矿井内部的通风量，现在一般定时对换热器进行清洗，以避免换热器的风阻升高，但是空气混合的煤灰量不一致，导致定时清洗仍会出现换热器风阻过大的问题，且频繁清洗也会造成人力物力的浪费。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种矿井回风余热回收方法、系统、存储设备及计算设备，通过构建矿井通风系统的bim模型在回风通道处增加热回收系统后进行仿真，得到热回收系统换热器的管距、片距参数以及清洗状态，采用实时获取监测矿井通风系统中的空气流速、煤尘流量参数，根据清洗状态计算换热器的剩余清洗时间来对换热器进行清洗，清洗时间更加准确还能减少清洗频率，减少人力物力的浪费。

2、一种矿井回风余热回收方法，包括以下步骤：

3、构建矿井通风系统的bim模型；

4、监测矿井通风系统中回风通道处的空气流速、煤尘流量参数，进行存储形成历史空气流速和煤尘流量数据库；

5、在bim模型回风通道处增加热回收系统；

6、根据上述bim模型组建仿真环境，计算回风通道处历史空气流速和煤尘流量数据库单位时间的均值，并作为参数输入到仿真环境中；

7、进行仿真得到热回收系统换热器处通过的煤尘量和通过时间与附着换热器处的煤尘量和煤尘附着速度的关系，以及换热器处附着的煤尘量对换热器管距、片距变化导致的对风阻的影响，计算得到热回收系统换热器的管距、片距参数以及清洗状态；

8、根据计算得到的参数对热回收系统换热器管距、片距进行调整；

9、实时获取监测矿井通风系统中的空气流速、煤尘流量参数，根据清洗状态计算换热器的剩余清洗时间。

10、进一步的，换热器管距、片距需要根据对风阻的影响、余热回收的效率以及清洗间隔时间进行确定。

11、进一步的，清洗状态为换热器表面煤尘的附着程度，其评价维度包括通过换热器的煤尘量和通过换热器的时间。

12、进一步的，还包括实时获取矿井所需的通风量数值以及通风系统中的空气流速，在回风通道处的换热器不影响矿井通风量时，不打开旁通风门，在回风通道处的换热器影响矿井通风量时，打开旁通风门。

13、一种矿井回风余热回收系统，包括：

14、模型构建模块，用于构建出矿井通风系统的bim模型；

15、环境监测模块，用于监测矿井通风系统中回风通道处的空气流速、煤尘流量并进行存储；

16、仿真计算模块，用于组建仿真环境，对矿井通风系统的bim模型结合回风通道处增加热回收系统进行仿真，得到热回收系统换热器的管距、片距参数以及清洗状态；

17、清洗监测模块，用于实时获取监测矿井通风系统中回风通道处的空气流速、煤尘流量参数，根据清洗状态计算换热器的剩余清洗时间；

18、风阻监测调整模块，用于实时获取矿井所需的通风量数值以及通风系统中的空气流速，在换热器影响矿井回风通道处通风量时，打开旁通风门减少换热器对通风量的影响。

19、进一步的，环境监测模块包括风速监测单元和煤尘监测单元，风速监测单元用于采集通风系统中回风通道处设置的空气流速计的数据获取通风系统中的空气流速，煤尘监测单元用于采集通风系统中回风通道处设置的粉煤尘流量计的参数煤尘流量参数。

20、进一步的，仿真计算模块包括仿真环境组件单元、参数导入单元和仿真分析单元，仿真环境组件单元用于根据通风系统的bim模型和回风通道处增加的热回收系统构建仿真环境，参数导入单元用于导入回风通道处历史空气流速和煤尘流量数据库历史空气流速和煤尘流量数据库的均值，仿真分析单元用于在构建的仿真环境下根据通风系统的bim模型和回风通道处增加的热回收系统进行仿真，并对仿真过程进行分析。

21、进一步的，清洗监测模块包括实时数据获取单元、附着状态计算单元和对比单元，实时数据获取单元用于实时获取通风系统中回风通道处设置的粉煤尘流量计的参数，附着状态计算单元用于根据粉煤尘流量计的参数结合煤尘的通过时间，计算附着在换热器处的煤尘量，对比单元用于将当前计算得到的附着在换热器处的煤尘量与清洗状态换热器表面煤尘的附着程度相对比，在附着量一致或等同时，提示进行清洗。

22、一种存储设备，所述存储设备存储指令及数据用于实现上述的矿井回风余热回收方法。

23、一种矿井回风余热回收的计算设备，包括：处理器上述的存储设备；所述处理器加载并执行所述存储设备中的指令及数据用于实现上述的矿井回风余热回收方法。

24、本发明的有益效果是：本发明通过构建矿井通风系统的bim模型在回风通道处增加热回收系统后进行仿真，得到热回收系统换热器的管距、片距参数以及清洗状态，采用实时获取监测矿井通风系统中的空气流速、煤尘流量参数，根据清洗状态计算换热器的剩余清洗时间来对换热器进行清洗，清洗时间更加准确还能减少清洗频率，减少人力物力的浪费。

技术特征：

1.一种矿井回风余热回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的矿井回风余热回收方法，其特征在于，换热器管距、片距需要根据对风阻的影响、余热回收的效率以及清洗间隔时间进行确定。

3.根据权利要求1所述的矿井回风余热回收方法，其特征在于，清洗状态为换热器表面煤尘的附着程度，其评价维度包括通过换热器的煤尘量和通过换热器的时间。

4.根据权利要求1所述的矿井回风余热回收方法，其特征在于，还包括实时获取矿井所需的通风量数值以及通风系统中的空气流速，在回风通道处的换热器不影响矿井通风量时，不打开旁通风门，在回风通道处的换热器影响矿井通风量时，打开旁通风门。

5.一种矿井回风余热回收系统，应用如权利要求1～4任一项所述的矿井回风余热回收方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的矿井回风余热回收系统，其特征在于，环境监测模块包括风速监测单元和煤尘监测单元，风速监测单元用于采集通风系统中回风通道处设置的空气流速计的数据获取通风系统中的空气流速，煤尘监测单元用于采集通风系统中回风通道处设置的粉煤尘流量计的参数煤尘流量参数。

7.根据权利要求5所述的矿井回风余热回收系统，其特征在于，仿真计算模块包括仿真环境组件单元、参数导入单元和仿真分析单元，仿真环境组件单元用于根据通风系统的bim模型和回风通道处增加的热回收系统构建仿真环境，参数导入单元用于导入回风通道处历史空气流速和煤尘流量数据库历史空气流速和煤尘流量数据库的均值，仿真分析单元用于在构建的仿真环境下根据通风系统的bim模型和回风通道处增加的热回收系统进行仿真，并对仿真过程进行分析。

8.根据权利要求5所述的矿井回风余热回收系统，其特征在于，清洗监测模块包括实时数据获取单元、附着状态计算单元和对比单元，实时数据获取单元用于实时获取通风系统中回风通道处设置的粉煤尘流量计的参数，附着状态计算单元用于根据粉煤尘流量计的参数结合煤尘的通过时间，计算附着在换热器处的煤尘量，对比单元用于将当前计算得到的附着在换热器处的煤尘量与清洗状态换热器表面煤尘的附着程度相对比，在附着量一致或等同时，提示进行清洗。

9.一种存储设备，其特征在于：所述存储设备存储指令及数据用于实现权利要求1～4任一项所述的矿井回风余热回收方法。

10.一种矿井回风余热回收的计算设备，其特征在于：包括：处理器及权利要求9所述的存储设备；所述处理器加载并执行所述存储设备中的指令及数据用于实现权利要求1～4任一项所述的矿井回风余热回收方法。

技术总结
本发明公开了一种矿井回风余热回收方法、系统、存储设备及计算设备，涉及矿井回风余热回收技术领域，包括构建矿井通风系统的BIM模型、在BIM模型回风通道处增加热回收系统并组建仿真环境，将参数输入到仿真环境中进行仿真得到热回收系统换热器的管距、片距参数以及清洗状态、根据计算得到的参数对热回收系统换热器管距、片距进行调整、根据清洗状态计算换热器的剩余清洗时间等步骤，通过仿真得到热回收系统换热器的管距、片距参数以及清洗状态，采用实时获取监测矿井通风系统中的空气流速、煤尘流量参数，根据清洗状态计算换热器的剩余清洗时间来对换热器进行清洗，清洗时间更加准确还能减少清洗频率，减少人力物力的浪费。

技术研发人员：肖敏,聂晶,舒志通
受保护的技术使用者：武汉联合立本能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15