在礦井作業(yè)中，冬季的防凍與采暖工作至關重要。低溫環(huán)境不僅會對設備運行產(chǎn)生不利影響，還可能危及工作人員的身體健康和生命安全。礦用防爆熱風機組作為一種專門為礦井環(huán)境設計的高效加熱設備，正逐漸成為解決礦井防凍與采暖問題的首選方案。
礦用防爆熱風機組利用流體熱力學原理，通過電加熱元件將電能轉(zhuǎn)化為熱能，并均勻地帶走加熱過程中產(chǎn)生的巨大熱量，使被加熱介質(zhì)（通常為空氣）的溫度達到用戶的工藝要求。其主要結(jié)構包括加熱機組本體、加熱體、配電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測傳感器系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及送風管道等。
加熱機組本體采用高強度、高耐溫的工業(yè)阻燃材料制成，具備出色的防爆性能，能夠有效防止因設備內(nèi)部火花或高溫引發(fā)的爆炸事故。加熱體通常采用特制的合金材料，在高壓空氣流的沖擊下仍能保持良好的機械性能和強度，確保長時間連續(xù)穩(wěn)定地對空氣進行加溫。
配電系統(tǒng)為整個機組提供穩(wěn)定可靠的電力供應，同時配備了完善的電器保護措施，確保電氣元件和線路在高溫、高濕等惡劣環(huán)境下正常工作，避免因電氣故障引發(fā)火災或爆炸。
控制系統(tǒng)是熱風機組的核心部分，它采用手動與自動一體調(diào)節(jié)方式，通過檢測環(huán)境溫度實時反饋信息，并隨時調(diào)節(jié)供熱量，實現(xiàn)溫度的精準自動控制。例如，當檢測到礦井井筒溫度接近或低于設定值（一般為≥2℃）時，控制系統(tǒng)會自動加大加熱功率，提高熱風輸出量；當溫度達到設定值后，則會適當降低加熱功率，保持溫度穩(wěn)定。
檢測傳感器系統(tǒng)包含溫度傳感器、CO 傳感器、瓦斯傳感器等多種傳感器，用于實時監(jiān)測機組運行狀態(tài)以及周圍環(huán)境參數(shù)。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，如溫度過高、CO 或瓦斯?jié)舛瘸瑯说?，傳感器會立即將信號傳輸給控制系統(tǒng)，觸發(fā)報警系統(tǒng)并采取相應的安全措施，如自動切斷加熱電源、啟動通風設備等，確保設備和人員安全。
遠程監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)則為用戶提供了便捷的操作和管理手段。用戶可以通過手機 APP 或中控系統(tǒng)，隨時隨地查閱熱風機組的運行數(shù)據(jù)，如溫度、功率、風量等，并對設備進行遠程控制，實現(xiàn)無人值守運行?？梢暬囊曨l監(jiān)控系統(tǒng)還能讓用戶實時了解設備的工作狀態(tài)和周圍環(huán)境情況，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題。
- 節(jié)能高效：礦用防爆熱風機組直接對空氣進行加熱，熱交換環(huán)節(jié)少，加熱效率高達 95% 以上。系統(tǒng)中的調(diào)功器設備能夠根據(jù)外界溫度的變化及時調(diào)整加熱功率，實現(xiàn)精準節(jié)能控制。同時，井口的混合風裝置可將冷熱風的混合效率提高 20% 左右，在相同加熱功率的前提下，有效縮短加熱時間，降低能源消耗。
- 環(huán)保清潔：該機組采用清潔能源（電能）作為熱源，在運行過程中無污染、無排放，不會產(chǎn)生廢氣、廢渣等污染物，符合國家環(huán)保政策要求。與傳統(tǒng)的燃煤、燃油、燃氣鍋爐相比，極大地減少了對環(huán)境的污染，有助于改善礦井周邊的空氣質(zhì)量。
- 安全可靠：從硬件到軟件，礦用防爆熱風機組配備了全方位的安全保護措施。硬件方面，采用防爆材料制作外殼，設置多重安全聯(lián)鎖裝置，如風機與加熱組聯(lián)鎖保護、爐體超溫保護與加熱組聯(lián)鎖保護、自動切除故障加熱組回路保護等，確保設備在運行過程中不會因意外情況引發(fā)安全事故。軟件方面，完善的報警系統(tǒng)和先進的控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測設備運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并處理故障隱患。此外，通過溫度、CO、瓦斯傳感器等檢測裝置，可對周圍環(huán)境進行實時監(jiān)測，一旦出現(xiàn)異常情況，立即啟動相應的安全措施，保障人員和設備的安全。
- 便捷易用：設備的安裝、運輸十分便捷，無需建造專門的加熱機房，可根據(jù)礦井實際需求靈活布置。操作使用也非常簡單，人性化的人機界面設計，讓工作人員能夠輕松上手。通過可視化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和手機 APP，用戶可以隨時隨地掌握設備運行情況，進行遠程操作和管理，極大地提高了工作效率。
- 免維護成本低：在正常使用情況下，礦用防爆熱風機組 3 年內(nèi)免維護，大大降低了設備的維護成本和停機時間。同時，由于其采用先進的設計和優(yōu)質(zhì)的材料制造，設備的使用壽命長，可靠性高，從長期來看，具有顯著的經(jīng)濟效益。
- 高防護性能：熱風機組具備良好的防雨、防雪、防塵性能，能夠適應各種惡劣的戶外環(huán)境，確保在礦井井口等復雜場所穩(wěn)定運行。其高防護等級設計有效避免了因外界環(huán)境因素對設備造成的損壞，提高了設備的運行穩(wěn)定性和可靠性。
以黑龍江七臺河某煤礦為例，該煤礦在冬季面臨著嚴峻的井筒防凍問題。為了解決這一難題，該煤礦引入了 2 臺 1100kW 的防爆電熱風機組作為增補熱源。經(jīng)過一年的實際運行，虹業(yè)防爆熱風機組系統(tǒng)展現(xiàn)出了卓越的性能。
運行成效和質(zhì)態(tài)良好，成功將井口通風溫度穩(wěn)定控制在 2℃以上，有效解決了井口結(jié)冰問題，保障了礦井的安全生產(chǎn)。運行成本較低，相比傳統(tǒng)的采暖設備，節(jié)省了大量的能源費用和維護成本。同時，由于設備免維護，減少了人力投入和停機時間，進一步提高了生產(chǎn)效率。從長期來看，該熱風機組系統(tǒng)不僅帶來了顯著的經(jīng)濟效益，還在環(huán)境保護方面發(fā)揮了積極作用，具有良好的環(huán)境和社會效益。
- 精準節(jié)能控制軟件：采用先進的精準節(jié)能控制軟件，以混合風溫度設定值（2℃）為控制目標，通過實時監(jiān)測和分析環(huán)境溫度、設備運行參數(shù)等信息，自動調(diào)整加熱功率，實現(xiàn)對加熱過程的精確控制。這種智能化的節(jié)能控制方式能夠根據(jù)實際需求動態(tài)調(diào)節(jié)能源消耗，在滿足礦井防凍與采暖需求的同時，最大限度地降低能源浪費，提高能源利用效率。
- CFD 流量模擬技術：利用 CFD（計算流體動力學）流量模擬技術，對礦井、主風道、輔助風道等內(nèi)部流動特性進行數(shù)值模擬分析。通過建立詳細的數(shù)學模型，模擬不同工況下熱風在礦井內(nèi)部的流動路徑和分布情況，獲取熱風爐內(nèi)部溫度場和管道流場分布規(guī)律?；谀M結(jié)果，優(yōu)化并聯(lián)機組耦合送風方案設計，確保防爆熱風機組能夠在現(xiàn)場正常且高效地運行，使熱風能夠均勻、有效地輸送到礦井各個需要加熱的區(qū)域，提高加熱效果的均勻性和穩(wěn)定性。
- 安全聯(lián)鎖保護技術：熱風機組配備了功能齊全的安全保護聯(lián)鎖裝置，通過硬件和軟件相結(jié)合的方式，實現(xiàn)了對設備運行過程的全方位安全監(jiān)控。風機與加熱組之間的聯(lián)鎖保護確保在風機未啟動或出現(xiàn)故障時，加熱組無法工作，避免因無風狀態(tài)下加熱導致設備過熱損壞；爐體超溫保護與加熱組聯(lián)鎖保護則在爐體溫度超過設定安全閾值時，立即切斷加熱電源，防止爐體因過熱引發(fā)安全事故；自動切除故障加熱組回路保護功能能夠在某個加熱組出現(xiàn)故障時，自動將其從系統(tǒng)中切除，不影響其他加熱組的正常運行，同時發(fā)出報警信號，提示工作人員及時進行維修，保障整個機組的穩(wěn)定運行和安全生產(chǎn)。
礦用防爆熱風機組憑借其獨特的工作原理、卓越的性能優(yōu)勢、成功的應用案例以及不斷創(chuàng)新的應用技術，為礦井防凍與采暖提供了高效、安全、環(huán)保的解決方案。在當前注重安全生產(chǎn)和節(jié)能環(huán)保的大背景下，礦用防爆熱風機組將在礦井領域發(fā)揮越來越重要的作用，助力礦井行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
