井下?lián)Q熱器

井下?lián)Q熱器系統(tǒng)如圖1所示。系統(tǒng)的地上部分與其它水源熱泵系統(tǒng)沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，均由熱泵機(jī)組和室內(nèi)末端組成。熱泵機(jī)組的冷凝器和蒸發(fā)器分別與用戶端散熱器和井下?lián)Q熱器相連。在供暖模式下，冷凝器向用戶端提供熱水，而 U型井下?lián)Q熱器中的水經(jīng)蒸發(fā)器冷卻后流回地?zé)峋?，再次從地下水中取熱?

井下?lián)Q熱器通過(guò)兩種途徑取熱：(1)與流過(guò)含水層的地下熱水進(jìn)行換熱；(2)與井壁圍巖進(jìn)行換熱。井壁以內(nèi)屬于純流體區(qū)域，熱交換主要以自然對(duì)流方式進(jìn)行，類似于管殼式換熱器。在地?zé)峋诿嫔喜粩嘤斜?U 型管冷卻的地下水流出井外，而外部含水層中的熱水通過(guò)壁面流入井內(nèi)，形成連續(xù)的質(zhì)交換，補(bǔ)充井內(nèi)散失掉的熱量，保持熱輸出的穩(wěn)定性。井壁以外的地?zé)崴畬訉儆诙嗫捉橘|(zhì)區(qū)域，熱交換同時(shí)以自然對(duì)流和導(dǎo)熱兩種方式進(jìn)行。

早期建成的井下?lián)Q熱器工程中，為了獲得好的換熱性能，井下?lián)Q熱器多采用鐵管。由于井口封閉不嚴(yán)密，鐵質(zhì)換熱管出現(xiàn)了腐蝕問(wèn)題，安裝套管后，鐵管與套管之間存在相對(duì)的陰－陽(yáng)電極關(guān)系，在受到附近建筑或城市供水管道的雜散電流的影響時(shí)，腐蝕加劇。后來(lái)工程中采用塑料管來(lái)替代鐵管，以避免由于更換管道造成的經(jīng)濟(jì)損失。較常用的有玻璃纖維增強(qiáng)型環(huán)氧樹(shù)脂管、聚丁烯管或隔氧交聯(lián)聚乙烯管，如圖2所示。

雖然非金屬管的導(dǎo)熱系數(shù)比金屬管要低得多，但總傳熱系數(shù)還取決于管道內(nèi)、外表面的對(duì)流換熱系數(shù)，由于非金屬管道表面光滑，不發(fā)生腐蝕和水垢粘結(jié)，總的傳熱效果仍比較理想。在我國(guó)河北省懷來(lái)縣建成的井下?lián)Q熱器供暖系統(tǒng)中，首次采用了銅質(zhì)換熱器。

1930年在美國(guó)俄勒岡州的 Klamath 郡，建成了第一個(gè)井下?lián)Q熱器(DHE)系統(tǒng)。至今，該地已有約 600 套井下?lián)Q熱器系統(tǒng)，內(nèi)華達(dá)州也有近 200 個(gè)井下?lián)Q熱器在運(yùn)行。在新西蘭、土爾其、匈牙利、冰島、俄羅斯等國(guó)，井下?lián)Q熱器系統(tǒng)也發(fā)展得很快。在新西蘭的 Rotorua 地?zé)崽镉屑s 140 個(gè)地?zé)衢_(kāi)采井眼，其中安裝井下?lián)Q熱器取熱的有42眼，深度為 80-100 m，不僅解決了當(dāng)?shù)卣髽且约熬用竦亩救∨?，也帶?dòng)了當(dāng)?shù)氐穆糜螛I(yè)發(fā)展。在Taupo

也有20多個(gè)井下?lián)Q熱器系統(tǒng)，其中3 個(gè)用于當(dāng)?shù)匾凰袑W(xué)的冬季采暖。日本和美國(guó)在上世紀(jì)90年代合作，開(kāi)展了利用深層井下?lián)Q熱器進(jìn)行發(fā)電的研究。在土爾其，地?zé)峋s有 400多眼，其中第一個(gè)用于地?zé)岵膳木聯(lián)Q熱器系統(tǒng)安裝于1987年，目前約有25000 戶家庭采用地?zé)峁┡?，預(yù)計(jì)到 2020 年這一數(shù)字將超過(guò)50萬(wàn)。

在我國(guó)，自上個(gè)世紀(jì)地下水地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用于國(guó)內(nèi)空調(diào)工程領(lǐng)域以來(lái)，目前已成為華北和中原地區(qū)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用的熱點(diǎn)。就全國(guó)范圍而言，在應(yīng)用地源或水源熱泵系統(tǒng)的建筑中，地下水地源熱泵約占全部的 45%，是比例最高的一種系統(tǒng)形式。

但是，通常所說(shuō)的地下水地源熱泵是指開(kāi)式(抽灌式)地下水熱泵系統(tǒng)。就目前國(guó)內(nèi)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，井下?lián)Q熱器系統(tǒng)仍是較新的一種淺層地?zé)崂梅绞剑两裎覈?guó)只有一個(gè)真正運(yùn)行的地?zé)峋聯(lián)Q熱器系統(tǒng)(2009 年將建成于河北懷來(lái)，當(dāng)年年底投入供暖運(yùn)行)。

開(kāi)式地下水熱泵系統(tǒng)無(wú)法回避的一個(gè)問(wèn)題是地下水的回灌，而能否做到有效回灌則取決于地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)。與廣泛采用的開(kāi)式地?zé)崴┡绞较啾龋聯(lián)Q熱器系統(tǒng)屬閉式地下水熱泵系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是不從井中抽取地下水，因而從根本上避免了由于地下水的過(guò)量開(kāi)采造成的水位下降、地面下沉、熱儲(chǔ)壽命縮短、棄水熱污染和化學(xué)污染等一系列問(wèn)題，比較適合于中小型住宅，也是解決一些北方農(nóng)村供暖問(wèn)題很有發(fā)展前景的方法。

具備溫度適宜的含水層結(jié)構(gòu)，是應(yīng)用地下水地源熱泵系統(tǒng)的必要條件。地?zé)峋纳疃扰c含水層的埋深有關(guān)，通常不超過(guò)150 m，井底水溫度可達(dá) 90℃以上。在松散地層裝設(shè)井下?lián)Q熱器時(shí)，地?zé)峋@成后需在井內(nèi)加裝護(hù)壁套管。在冷水層或疏松地層下方，套管外還裝有封隔器，通常在 6-15 m 深處。用封隔器將地表冷水及地表附近的溫度波動(dòng)層與地?zé)峋糸_(kāi)，并將套管外自封隔器至地表處的環(huán)帶用水泥填實(shí)。

一般情況下，U 型管內(nèi)的傳熱介質(zhì)是水。在地?zé)峋疅彷敵龉β瘦^高，且二次水溫度能夠達(dá)到當(dāng)?shù)毓┡铚囟鹊那闆r下，可以不采用熱泵系統(tǒng)。反之，如果井內(nèi)溫度較低，甚至是涼水井時(shí)，需要采用熱泵將供水溫度提升到所需水平。這種情況下，U 型管內(nèi)也可采用制冷劑作為循環(huán)取熱介質(zhì)。

井下工人滑囊炎

病因

煤礦井下工人滑囊炎是指煤礦井下工人在特殊的勞動(dòng)條件下，致使滑囊急性外傷或長(zhǎng)期摩擦、 受壓等機(jī)械因素所引起的無(wú)菌陛炎癥改變。主要是煤礦井下工人在勞動(dòng)時(shí)因跪、爬行、側(cè)臥、肩扛等所致滑囊的一種創(chuàng)傷性、無(wú)菌性炎癥病變。金屬和化工礦山開(kāi)采、隧道開(kāi)鑿等工人在勞動(dòng)也可發(fā)生。但煤礦井下工人勞動(dòng)條件和姿勢(shì)較為特殊，本病更為常見(jiàn)。在跪和爬行時(shí)，膝關(guān)節(jié)較易受累，髕前滑囊炎多見(jiàn)；在側(cè)臥和爬行時(shí)，膝、肘關(guān)節(jié)較易受累，膝外側(cè)滑囊炎和鷹嘴滑囊炎多見(jiàn)；在肩扛時(shí)，肩關(guān)節(jié)較易受累，肩峰下滑囊炎多見(jiàn)。

處理原則

1．治療原則

(1)急性滑囊炎：以休息為主。防止繼發(fā)感染。

(2)亞急性滑囊炎：穿刺抽液，囊內(nèi)注入腎上腺糖皮質(zhì)激素并加壓包扎。非手術(shù)治療無(wú)效時(shí)行滑囊切除術(shù)。

(3)慢性滑囊炎：以理療為主。皮膚胼胝樣變者不宜行滑囊切除術(shù)。

2．其他處理

急性、亞急性滑囊炎患者治愈后可恢復(fù)原工作，亞急性患者久治不愈或反復(fù)發(fā)作者以及慢性患者應(yīng)調(diào)離原工

作崗位。

防護(hù)措施

1．盡量避免在不良的作業(yè)體位下長(zhǎng)期工作，如跪、爬行、側(cè)臥、肩扛等活動(dòng)。

2．加強(qiáng)卜崗前、在崗期間、離崗時(shí)的職業(yè)性健康檢查。

井下工人鉤蟲(chóng)病

井下工人鉤蟲(chóng)病是十二指腸鉤蟲(chóng)或美洲鉤蟲(chóng)寄生于人體小腸所致的疾病。它是嚴(yán)重危害我國(guó)煤礦工人的寄生蟲(chóng)病之一。臨床以貧血、營(yíng)養(yǎng)不良、浮腫、腹痛及胃腸功能障礙為主要表現(xiàn)。高發(fā)區(qū)有“黃胖病”之稱。

鉤蟲(chóng)病是世界上分布廣泛的由鉤蟲(chóng)引起的腸道寄生蟲(chóng)病，在歐、美、亞洲均有流行。其中十二指腸鉤蟲(chóng)分布于溫帶地區(qū)，美洲鉤蟲(chóng)多于熱帶、亞熱帶地區(qū)。我國(guó)鉤蟲(chóng)病除黑龍江、青海外，均有報(bào)道。北方以十二指腸鉤蟲(chóng)為主，而南方以美洲鉤蟲(chóng)為主。據(jù)1988～1992年人體寄生蟲(chóng)分布調(diào)查結(jié)果顯示，全國(guó)約有1.94億人感染鉤蟲(chóng)，平均感染率為17.2%。1997～1999年對(duì)鉤蟲(chóng)病流行較嚴(yán)重的江蘇、安徽、湖北、云南及海南等省做抽樣調(diào)查，結(jié)果顯示除江蘇外其余省份感染率仍達(dá)20%～60%。

不同職業(yè)、性別、年齡的人群的鉤蟲(chóng)感染率有明顯差異。這主要取決于是否暴露于鉤蟲(chóng)幼蟲(chóng)污染的土壤及其暴露的頻率。一般說(shuō)來(lái)，農(nóng)民、礦工因?yàn)槌嗍止饽_接觸土壤，幼蟲(chóng)易鉆人皮膚而致??；鉤蟲(chóng)感染率與性別的關(guān)系取決于參加農(nóng)業(yè)勞動(dòng)的機(jī)會(huì)。鉤蟲(chóng)病以青壯年發(fā)病較多，兒童較少，偶有嬰兒發(fā)病。

井下工人矽肺

矽肺又稱硅肺，是塵肺中最為常見(jiàn)的一種類型，是由于長(zhǎng)期吸入大量游離二氧化硅粉塵所引起，以肺部廣泛的結(jié)節(jié)性纖維化為主的疾病。矽肺是塵肺中最常見(jiàn)、進(jìn)展最快、危害最嚴(yán)重的一種類型。我國(guó)每年有為2萬(wàn)例左右的塵肺新患者出現(xiàn)。因此，塵肺的防治是一項(xiàng)艱巨的工作。

病因

1.空氣中粉塵濃度

中游離SiO₂含量在環(huán)境粉塵中游離SiO₂含量越高，粉塵濃度越大，則造成的危害越大。粉塵濃度以mg/m³表示，當(dāng)粉塵中游離SiO₂含量較大，且濃度很高（數(shù)十甚至數(shù)數(shù)百mg/m³），長(zhǎng)期吸入后，肺組織中形成矽結(jié)節(jié)。

2.接觸時(shí)間

矽肺的發(fā)展是一個(gè)慢性過(guò)程，一般在持續(xù)吸入矽塵5～10年發(fā)病，有的長(zhǎng)達(dá)5～20年以上。但持續(xù)吸入高濃度、高游離二氧化硅含量的粉塵，經(jīng)1～2年即可發(fā)病，稱為“速發(fā)型矽肺”。

3.粉塵分散度

分散度是表示粉塵顆粒大小的一個(gè)量度，以粉塵中各種顆粒直徑大小的組成百分比來(lái)表示。小顆粒粉塵所占的比例愈大，則分散度愈大。分散度大小與塵粒在空氣中的浮動(dòng)和其在呼吸道中的阻留部位有密切關(guān)系。直徑大于10um粉塵粒子在空氣中很快沉降，即使吸入也被鼻腔鼻毛阻留，隨擤涕排出；10um以下的粉塵，絕大部分被上呼吸道所阻留；5um以下的粉塵，可進(jìn)入肺泡；0.5um以下的粉塵，因其重力小，不易沉降，隨呼氣排出，故阻留率下降；而<0.1um以下的粉塵因布朗氏運(yùn)動(dòng)，阻留率反而增高。

4.機(jī)體狀態(tài)

人體呼吸道有一系列的防御裝置，吸入的粉塵，首先通過(guò)鼻腔時(shí)，因鼻毛的濾塵作用和鼻中隔彎曲而阻留，一般為吸入粉塵量的30%～50%；進(jìn)入氣管、支氣管的粉塵，極大部分可由支氣管樹(shù)的分叉、黏膜上皮纖毛運(yùn)動(dòng)而阻留并隨痰排出；部分塵粒被巨噬細(xì)胞或肺泡間質(zhì)巨噬細(xì)胞吞噬成為塵細(xì)胞，塵細(xì)胞或未被吞噬的游離塵?？裳刂馨凸苓M(jìn)入肺門淋巴結(jié)。

凡有慢性呼吸道炎癥者，則呼吸道的清除功能較差，呼吸系統(tǒng)感染尤其是肺結(jié)核，能促使矽肺病程迅速進(jìn)展和加劇。此外，個(gè)體因素如年齡、健康素質(zhì)、個(gè)人衛(wèi)生習(xí)慣、營(yíng)養(yǎng)狀況等也是影響矽肺發(fā)病的重要條件。

治療

塵肺病人應(yīng)及時(shí)調(diào)離粉塵作業(yè)，并根據(jù)病情需要進(jìn)行綜合治療，積極預(yù)防和治療肺結(jié)核及其他并發(fā)癥，以期減輕癥狀、延緩病情進(jìn)展、提高病人壽命、提高病人生活質(zhì)量。

預(yù)防

患者都有密切的矽塵接觸史及詳細(xì)的職業(yè)史，引起矽肺的工種很多，長(zhǎng)期接觸各種金屬、煤粉、耐火材料、石粉、水泥、玻璃、陶瓷等工種的工人。

1.控制或減少矽肺發(fā)病，關(guān)鍵在于防塵。工礦企業(yè)應(yīng)抓改革生產(chǎn)工藝、濕式作業(yè)、密閉塵源、通風(fēng)除塵、設(shè)備維護(hù)檢修等綜合性防塵措施。

2.加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)，遵守防塵操作規(guī)程。對(duì)生產(chǎn)環(huán)境定期監(jiān)測(cè)空氣中粉塵濃度，并加強(qiáng)宣傳教育。做好就業(yè)前體格檢查，包括X線胸片。

3.凡有活動(dòng)性肺內(nèi)外結(jié)核，以及各種呼吸道疾病患者，都不宜參加矽塵工作。加強(qiáng)矽塵工人的定期體檢，包括X線胸片，檢查間隔時(shí)間根據(jù)接觸二氧化硅含量和空氣粉塵濃度而定。

4.加強(qiáng)工礦區(qū)結(jié)核病的防治工作。對(duì)結(jié)核菌素試驗(yàn)陰性者應(yīng)接種卡介苗；陽(yáng)性者預(yù)防性抗結(jié)核化療，以降低矽肺合并結(jié)核的發(fā)病。

5.對(duì)矽肺患者應(yīng)采取綜合性措施，包括脫離粉塵作業(yè)，另行安排適當(dāng)工作，加強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)和妥善的康復(fù)鍛煉，以增強(qiáng)體質(zhì)。預(yù)防呼吸道感染和合并癥狀的發(fā)生。2100433B

耐腐蝕換熱器間壁式換熱器

間壁式換熱器可分為板式換熱器、夾套式換熱器、沉浸式蛇管換熱器、噴淋式換熱器、套管式換熱器、管殼式換熱器。

耐腐蝕換熱器混合式換熱器

混合式換熱器可分為冷卻塔(或稱冷水塔)、氣體洗滌塔(或稱洗滌塔)、噴射式熱交換器、混合式冷凝器。

耐腐蝕換熱器蓄熱式換熱器

蓄熱式換熱器是用于進(jìn)行蓄熱式換熱的設(shè)備。內(nèi)裝固體填充物，用以貯蓄熱量。一般用耐火磚等砌成火格子（有時(shí)用金屬波形帶等）。換熱分兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段，熱氣體通過(guò)火格子，將熱量傳給火格子而貯蓄起來(lái)。第二階段，冷氣體通過(guò)火格子，接受火格子所儲(chǔ)蓄的熱量而被加熱。這兩個(gè)階段交替進(jìn)行。通常用兩個(gè)蓄熱器交替使用，即當(dāng)熱氣體進(jìn)入一器時(shí)，冷氣體進(jìn)入另一器。常用于冶金工業(yè)，如煉鋼平爐的蓄熱室。也用于化學(xué)工業(yè)，如煤氣爐中的空氣預(yù)熱器或燃燒室，人造石油廠中的蓄熱式裂化爐。

上述換熱器，由于材質(zhì)的限制，抗氧化能力差，不能在惡劣環(huán)境（如強(qiáng)堿、強(qiáng)酸環(huán)境）下使用，導(dǎo)致現(xiàn)在高溫窯爐的余熱無(wú)法回收下長(zhǎng)期使用，余熱回收率低。如果是燒鋁釩土的窯爐，金屬換熱器非常容易被酸堿損壞，無(wú)法達(dá)到余熱回收的目的。

如果使用陶瓷換熱器，由于陶瓷本身材質(zhì)的特性，決定的它的抗氧化能力要比金屬換熱器強(qiáng)上許多，陶瓷換熱器具有以下特點(diǎn)：

1、耐高溫，耐腐蝕，所以可以把陶瓷換熱器放在離煙道出口最近、溫度最高的地方，那么它的余熱利用率高，換熱效果好，節(jié)能率高。但金屬換熱器放在陶瓷換熱器的部位就很快被燒壞了。

2、陶瓷換熱器使用方法直接、簡(jiǎn)單、快捷、一次性投資少、投資成本低、換熱溫度穩(wěn)定、效率高、壽命長(zhǎng)、不堵塞、不漏氣、更換方便，不存在煤氣在切換時(shí)浪費(fèi)跑掉。

3、使用壽命上，同等情況下陶瓷換熱器是金屬換熱器幾倍或幾十倍。

如果不使用換熱器，助燃風(fēng)溫度就是一般常溫（-10℃-40℃），但通過(guò)陶瓷換熱器加熱的助燃風(fēng)溫度可達(dá)300℃-800℃，不但可以達(dá)到節(jié)能的目的，而且提高了環(huán)境效益。

20世紀(jì)50年代中期開(kāi)始，西方主要采煤國(guó)及日本等國(guó)的煤礦井下曾多次發(fā)生靜電引爆瓦斯的災(zāi)害事故。中國(guó)煤礦井下在80年代初也曾發(fā)生過(guò)數(shù)次 靜電引爆或燃燒瓦斯及電擊操作人員等災(zāi)害事故。所 以國(guó)外在50年代后期開(kāi)始研究“井下靜電”問(wèn)題。中國(guó)從70年代中期也著手研究這一課題，設(shè)法采取各種 靜電防護(hù)措施來(lái)杜絕或減少靜電災(zāi)害事故的發(fā)生。