格力“礦井空調”亮相,自主研發擊破三大質疑
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?本文來源: 《電器》雜志 作者: 于昊,由 電小二 整理編輯!轉載請注明來源!
近日,格力礦山專用制冷設備在第二十屆中國國際煤炭采礦技術交流及設備展覽會上驚艷亮相。
用格力電器董事長董明珠的話來說,格力自主研發的“礦井空調”將為成千上萬的煤礦工人帶來福音,她甚至在講述格力“礦井空調”的應用效果時形容到:“以后礦工可以穿西裝上班。”
據悉,截至目前已為平煤神馬集團等煤礦企業安裝近20臺機組,在與平煤神馬集團聯合研發并完成試點運行之后,格力“礦井空調”的應用正逐步擴大,此次階段性成果展示,擊破了業界此前關于“礦井空調”在應用前景、技術研發、運行成本上的三大質疑。
煤礦工人需不需要“礦井空調”?
中國煤礦事業的發展,從來都離不開煤礦工人以血汗為代價換來的艱辛付出。煤礦工人掘井采煤的艱苦條件世人皆知,但多少年來很少有人提及,將空調引入礦井作業面的可能性。但平煤神馬集團董事長李毛卻在2020年向董明珠提出了研發“礦井空調”的建議。
彼時李毛在給董明珠的信中提及,目前,全國煤礦總數5300 多處,從業人員近200萬人,對改善井下作業環境的需求和愿望十分強烈。隨著煤礦采深逐步增加,井下高溫問題越來越突出,現有局部制冷設施降溫效果較差,急需開發一種更加便捷精準的治理模式,更好地改善職工作業環境,提升勞動效率。井下降溫設備一旦取得突破并廣泛應用,在我國井工煤礦,特別是東北、華北、華東等地深井煤礦具有巨大市場,將產生良好的經濟效益和社會效益。
據悉,這是格力電器決定研發“礦井空調”的開端。
經過充分調研,研發人員認為,隨著礦井開采深度的增加以及機械化程度的不斷提高,中國高溫礦井數量迅速增加。進入夏季,井下工作溫度普遍達32℃~35℃,個別地點高達38℃~40℃,相對濕度接近100%,嚴重侵害礦工身體健康、影響礦井高效安全生產。據統計,在礦井高溫高濕環境下,事故率增加1.7~2.3倍,生產效率降低50%。
在深井中,傳統礦井制冷設備降溫除濕效果差、井下新風與水資源消耗量大、故障率高、可靠性差等問題變得尤為突出。重要的是,隨著淺層煤炭與礦產資源的逐步枯竭,深部煤炭資源的利用已成為必然趨勢。
因此,“礦井空調”的研發,作為對當前煤礦深井作業環境降溫方案的重要探索,是非常必要的。
空調技術能否應用于深礦之中?
據了解,“礦井空調”的技術開發與應用,是格力電器與平煤神馬集團的合作成果。從項目開始,格力僅研發費用投入已超過1億元。對合作雙方來說,這項技術的開發難度并不低,核心的難點在于如何讓空調能夠于深井的無風狀態下實現熱交換制冷,同時還要盡量減少新風消耗量和運行安裝成本。
此前在空調產業界的探討中,這一難題被認為是很難攻克的。
在深部礦井中,地面集中制冷下送模式無法滿足深部礦井差異化需求,易受礦壓影響,維護難度大,無法實現高溫深井工作面有效降溫;現有局部制冷設備在工作過程中則存在出風溫度高、對水及新風資源消耗過多、設備故障率高等問題。
綜合多重難點,此前業界對格力能否將空調制冷技術應用于乏風狀態的深井中,持有懷疑態度。
難關從來都是用來被突破的。在2023年2月4日下午由中國機械工業聯合會組織的科技成果鑒定會上,由珠海格力電器股份有限公司與中國平煤神馬控股集團聯合研發的“深部礦井熱害治理新型制冷成套設備關鍵技術及應用”項目,被鑒定為具有完全自主知識產權,總體技術達到國際領先水平,其中超高壓比I類防爆半封閉螺桿壓縮機技術領先于行業。
“礦井空調”研發成功了。
在鑒定會的技術資料中對“礦井空調”國際領先的核心技術是這樣描述的:以保障高溫深井掘進、采煤工作面降溫除濕效果為目標,格力“深部礦井熱害治理新型制冷成套設備關鍵技術及應用”項目從減小礦井局部降溫設備對新風及水等生產資源消耗為條件著手研究,提出一種基于乏風冷卻的新型降溫除濕技術方案:通過乏風冷卻散熱技術,耗新風量為零;通過采用閉式冷卻塔,使耗水量減少90%以上;創新高效梯度除濕供冷技術,大幅度改善掘進面工作面環境,礦井內熱舒適等級達到Ⅱ級水平;研制礦井專用Ⅰ類防爆半封閉螺桿壓縮機,冷凝溫度拓寬至80℃。
運行成本是否過高成為擺設?
“礦井空調”遭遇的第三大質疑是實際應用場景中運行成本過高、安裝難度過大的問題。
2021年8月,格力深部礦井制冷設備在平煤十礦完成安裝調試。設備運行后,礦井內工作面溫度低于28℃,相對濕度約60%,溫降高達10℃,相對濕度下降30%,不僅改善了深部礦井職工的作業環境,減輕工人勞動強度,還減少了礦井因夏季高溫高濕影響造成的工作面停工,為深部資源開采增加近3個月生產時間。
直至2023年11月的第二十屆中國國際煤炭采礦技術交流及設備展覽會上正式對外亮相,格力礦山專用制冷設備已成功應用近40套,服務于兩大煤礦集團。
事實上,對于特種空調運行的電能耗費問題,則早在研發之初即有理想規劃。以中國平煤神馬集團的實際情況為例,煤礦開采過程中用電成本占比較小且礦區電力資源本就極為豐富,自2019年以來,平煤神馬即實施金太陽工程,建設了自發自用分布式光伏電站和微電網項目,在用電方面具有獨特優勢。此外,通過長距離管道集中收集的熱氣、熱交換后產生的熱水,煤礦還開展余熱利用(如職工洗澡用熱水),推動實現煤礦井下降溫、空氣能供熱、光伏發電一體化鋪環發展。
因此,深井作業的空調制冷運行費用,完全可以得到合理的優化使用。
格力商用空調經理部部長曹勇表示:“格力礦山專用制冷設備的應用,標志著我國空調制冷技術在煤礦特殊環境的應用上取得重大突破,有力解決礦井高溫高濕、逢夏停工半生產的現實難題。”
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