[实用新型]一种在矿井中使用的高低压水能交换系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿井热交换系统，特别涉及一种采用高压冷水将低压的热水推送至地面的矿井热交换系统。 

背景技术

随着矿井开采深度加大，导致矿井地面集中制冷机组的冷水输送到井下时，水的静压就已经远远超过了末端空冷器的承压范围，这种高低压交换装置可以使高压冷水压力降低到能够满足空冷器使用要求，并且能量损失极小。这种装置利用U型管原理，进水管道、回水管道构成一个U型管，实现高压冷水将低压的热水推送地面上，从而实现能量交换，就不需要用泵直接将热水输送到地面，降低运行费用。但是冷热水循环的过程中由于水质中含有一些杂质，使得水质达不到要求，从而恶化了各种阀门的工作环境，缩短了阀门的使用寿命；使得管道系统发生一定程度的漏水或者循环水的损失现象，如果回水管道中的压力在冷热水循环的过程中会发生变化，无法确保整个系统中输入的冷水和输出的热水流量的相等，这样无法保证系统的连续稳定的运行。 

因此需要一种能够提高回水质量、延长阀门的使用寿命、同时要保证系统连续稳定运行的大落差的矿井水压力交换装置。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供能够提高回水质量、延长阀门的使用寿命、同时要保证系统连续稳定运行的大落差的矿井水压力交换装置。 

本实用新型是通过以下技术方案来实现的： 

本实用新型提供的一种在矿井中使用的高低压水能交换系统，包括三腔室压力交换装置，所述三腔室压力交换装置包括地面制冷站、冷冻水循环泵、高压循环管道、至少一个水能转换管、低压循环管道、回水泵和空冷器，所述地面制冷站、冷冻水循环泵、高压循环管道、水能转换管形成高压液体回路，所述高压循环管道通过冷冻水循环泵将冷水从地面制冷站输送到水能转换管，所述水能转换管、低压循环管道、回水泵和空冷器形成低压液体回路，还包括控制系统和设置于冷水进入空冷器之前的用于根据空冷器进、出水的温差来自动调节流经空冷器的冷水流量的末端流量调节管道，所述末端流量调节管道包括温度传感器、进水流量传感器、进水电动调节阀，所述温度传感器包括进水温度传感器、出水温度传感器，所述进水流量传感器和进水温度传感器分别设置于低压循环管道的冷水侧，所述出水温度传感器设置于低压循环管道的热水侧，所述控制系统包括PLC控制器、集中控制中心和液压控制站，所述PLC控制器输入端接收温度传感器、流量传感器采集的信号，所述PLC控制器的输出端与设置于低压循环管道冷水侧的进水电动调节阀连接。

进一步，还包括卸压补水系统，所述卸压补水系统包括蓄水池、补水泵、卸压补水电动闸阀、卸压补水减压阀、安全阀门、卸压补水流量传感器，所述卸压补水减压阀通过卸压补水电动闸阀来控制注入蓄水池的水量，所述补水泵用于将蓄水池中的液体补入低压循环管道中，所述安全阀门设置于回水泵的出水端和蓄水池之间，所述卸压补水流量传感器设置于补水泵出水端和低压循环管道之间； 

进一步，还包括水处理系统，所述水处理系统包括粗过滤器和精过滤器，所述粗过滤器设置于低压循环管道出水端用于过滤从低压循环管道进入水能转换管中液体，所述精过滤器设置于粗过滤器的出水端与回水泵之间；

进一步，所述粗过滤器为Y型过滤器，所述精过滤器为全自动自清洗过滤器；

进一步，所述控制系统还包括高压管道流量传感器、低压管道流量传感器、腔体压力传感器、液压控制阀门，所述高压管道流量传感器设置于高压循环管道的冷水侧用于采集高压循环管道中液体的流量信号，所述低压管道流量传感器设置于低压循环管道的热水侧用于采集低压循环管道中液体的流量信号，所述腔体压力传感器设置于水能转换管的三通接头处用于采集水能转换管内的压力信号，所述流量信号和压力信号分别输入到PLC控制器的输入端，所述PLC控制器的输出端与液压控制阀门连接并控制液压控制阀门的开关动作；

进一步，还包括电动旁通阀，所述电动旁通阀设置于高压循环管道的冷水侧和热水侧之间；

进一步，还包括手动旁通阀，所述手动旁通阀设置于低压循环管道的冷水侧和热水侧之间；

进一步，还包括至少一个止回阀，所述止回阀设置于每个水能转换管的热水侧；

进一步，所述补水泵为变频补水泵；

进一步，所述卸压补水系统还包括用于维持热水侧回水压力值的安全阀，所述设置于冷冻水循环泵和蓄水池之间；

进一步，所述的控制系统还包括工业控制计算机，所述工业控制计算机与PLC控制器之间采用总线连接方式实现通讯，所述液压站的电磁阀通过PLC控制器来控制液压阀门的开启和关闭。