【正文】 為 3875kW，相當(dāng)于 噸鍋爐供熱量。 表 公 共浴室沐浴用水水溫 方案設(shè)計(jì)思路 ① 在新建污水處理廠的礦井排水中提取熱量為礦井水處理廠的新建建筑提供建筑采暖； 34 ② 從 主 工業(yè)廣場的污水處理廠中提取熱量 ，春夏秋三季 為礦區(qū)的洗浴熱水提供熱量 ，冬季為新增建筑提供建筑供暖 ； ③ 從風(fēng)井場地的礦井回風(fēng)中提取熱量為該風(fēng)井場地的進(jìn)風(fēng)井提供井口防凍的熱量； 可利用低溫 熱源分析 ① 新建礦井污水 處理廠 處理礦井污水 在距 石圪臺(tái)煤礦 主工業(yè)場地將 新建礦井污水處理廠 ， 設(shè)計(jì) 處理礦井 排水量為23000m3/d，根據(jù)現(xiàn)污水處理后溫度為 18℃ 19℃ ，則熱能提取礦井污水處理后水量按 958m3/h計(jì)算，處理后的溫度按 15℃ 計(jì)算，熱泵機(jī)組平均能效比為 ，則熱泵從礦井污水中提取廢熱可提供熱量為 12892kW，相當(dāng)于 噸鍋爐的供熱量。/d） 生活污水 （ kW） 石圪臺(tái)煤礦 15000 3875 （新建） 23000 12892 0 （現(xiàn)有） 6000 3364 哈拉溝煤礦 17500 4510 2020 1116 500 282 補(bǔ)連塔煤礦 （南風(fēng)井） 10582 2728 7000 2175 1700 523 （北風(fēng)井） 12020 3100 萬利煤礦 15036 3884 0 500 282 布爾臺(tái)煤礦 （工業(yè)廣場） 8374 2940 17000 9527 0 （孫定霍洛） 12619 3255 寸草一煤礦 6831 2175 0 400 228 寸草二煤礦 10620 3406 0 0 上灣煤礦 14343 8487 （前期） 5000 2799（前期） 0 9915 5859 （后期） 12020 6728（后期） 大柳塔煤礦 （白家渠） 12291 6090 0 6300 4827 （雙溝） 8292 4120 保德煤礦 （電廠） 10000 2599 5500 2840 360 201 （劉家堰） 16000 4123 烏蘭木倫煤礦 12600 3348 1500 847 800 444 榆家梁煤礦 （ 52 煤礦） 9615 2480 3000 1682 400 228 （ 42 煤礦） 8720 2247 （ 42 煤礦） 6884 1767 柳塔 11217 9295 1234 558 640 428 合計(jì) 80288 5927 7443 由上表可見，礦井回風(fēng)和礦井排水中蘊(yùn)含著大量的熱能，并且由于井下全年的溫度變化不大，使得礦井回風(fēng)與礦井排水中所蘊(yùn)含的熱量變化也不是很大，這就為熱泵的使用提供了相對穩(wěn)定的熱源，可以通過熱泵技術(shù)從礦井回風(fēng)和礦井排水中提取熱量為煤礦的辦公供暖、工業(yè)供暖 、洗浴供暖及提供洗浴用水。原理圖如下： 圖 太陽能 — 熱泵耦合技術(shù) 原理 圖 神華神東煤炭集 團(tuán)可利用熱源分析 本項(xiàng)目前期對神化神東煤炭集團(tuán)下屬的各個(gè)煤礦進(jìn)行調(diào)研，在各個(gè)礦上搜集資料，并進(jìn)行整理，將各個(gè)煤礦的低溫廢熱資源進(jìn)行整理匯總。如果與夏季制冷結(jié)合應(yīng)用于空 調(diào) ， 其優(yōu)點(diǎn)更為突出。其工作原理如圖 所示。神化神東煤炭集團(tuán)下屬煤礦主要位于鄂爾多斯地區(qū)，該地區(qū)太陽能資源豐富，把太陽能作為熱泵的熱源，可以實(shí)現(xiàn)熱泵供暖、洗浴熱水等滿足用戶需要。兩種方式 均是從礦井回風(fēng)中換取熱量，通過循環(huán)介質(zhì)將熱量帶到機(jī)組，進(jìn)行取熱。 新鮮風(fēng)流沿著巷道與圍巖，井下涌水等進(jìn)行熱交換，稀釋有害氣體后變成乏風(fēng)經(jīng)回風(fēng)井排出，由于井下風(fēng)流溫度基本不受大氣溫度及季節(jié)變換的影響，所以風(fēng)井回風(fēng)流溫度基本維持不變。 礦井水只要經(jīng)過相應(yīng)的工藝處理，都可達(dá)到生活飲用水和工業(yè)用水的標(biāo)準(zhǔn)，但水溫發(fā)生變化，基本接近大氣環(huán) 境溫度，可提取的廢熱資源量大打折扣。就地區(qū)而言，一般規(guī)律是東、南部地區(qū)涌水量大，西、北部地區(qū)涌水量小。礦井水在開采過程中會(huì)受到粉塵和巖塵的污染，是煤礦及其它礦山具有行業(yè)特點(diǎn)的廢水，這部分廢水經(jīng)處理后，可作為生產(chǎn)、生活和生態(tài)用水。年， 即㎡，只用太陽能 供熱產(chǎn)生 現(xiàn)有 礦井排水 回收 46671kW 的熱量需要的太陽能集熱板的面積為： 422089 ㎡ 482708 ㎡ ， 因此，建議太陽能配合其他熱源使用 ， 減少系統(tǒng) 投資。51′40〞，東經(jīng) 106176。這部分能量均可以回收用于為冬季建筑采暖和全年的洗浴熱水提供熱能。在 8℃以下時(shí)需增加電加熱 ，適合中南部地區(qū)使用 ，空氣源熱分散，制熱慢，易出現(xiàn)結(jié)霜 在有水源，或者認(rèn)為創(chuàng)造的恒溫水源 ，并且對水源水質(zhì)有要求 任何地方，但室外埋管系 統(tǒng)，工程量大， 運(yùn)行單平米費(fèi)用 夏季： /天 冬季： /天 夏季： /天 冬季： /天 夏季： /天 冬季： /天 根據(jù)上面的比較表可知，空氣源熱泵 的適用溫度為 7℃到 40℃之間，超過這一溫度范圍 熱泵在冬季時(shí)需要增加電加熱器， 然而 鄂爾多斯屬于嚴(yán)寒地區(qū)，當(dāng)?shù)氐亩咀畹?溫度為 30℃ ，因此在該地區(qū)使用空氣源熱泵時(shí) ， 冬季 熱效率 低， 因此，空氣源熱泵在神東地區(qū)不建議冬季使用 ；由于神東集團(tuán)下屬煤礦位于山區(qū)，采用地源熱泵需要打井埋管增加了其初投資費(fèi)用， 另外神東礦區(qū)夏季 空調(diào)負(fù)荷相對較小，冬天供暖負(fù)荷較大，若采用地埋管地源熱泵系統(tǒng)可能會(huì)造成冬夏負(fù)荷不平衡而影響地埋管熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行 。 神東礦區(qū)熱泵可利用的低溫?zé)嵩催x擇分析 熱泵供熱節(jié)能主要因?yàn)榛厥樟舜罅繌U熱源中的低溫?zé)崮堋? (3) 制冷、制熱 效率低。 (4) 壓縮機(jī)全封閉，免維護(hù)，壽命較長。 可以看出，熱泵技術(shù)相比鍋爐供熱可實(shí)現(xiàn)節(jié)能 40%左右，同時(shí)熱泵供熱不消耗燃煤，不會(huì)造成環(huán)境污染，是替代鍋爐供熱的一種新型節(jié)能環(huán)保技術(shù)。顯然， PER 表達(dá)了熱泵供出能量 Qh 與在發(fā)電廠發(fā)電 W 所消耗的能量 W/η0之間的比值。 各煤礦現(xiàn)供熱狀況存在的問題 ⑴ 由于各煤礦均在增加新建建筑，使得各煤礦現(xiàn)有鍋爐不能很好地滿足其供暖要求； ⑵ 調(diào)研的各個(gè)煤礦大多采用熱風(fēng)爐對獨(dú)立風(fēng)井處的進(jìn)風(fēng)井筒進(jìn)行井口防凍，熱風(fēng)爐的熱效率低，耗煤量大 ； ⑶ 根據(jù)調(diào)研各煤礦均有使用蒸汽進(jìn)行建筑供暖和井口防凍，這就可能造成冷凝水無法回流，損失大量的熱量； ⑷ 煤礦的洗浴熱水使用鍋爐進(jìn)行加熱，因此春夏秋三季鍋爐不能停止運(yùn)行，鍋爐燃煤量大，造成能源的浪費(fèi)，同時(shí)鍋爐維修運(yùn)行費(fèi)用高。； 表 現(xiàn)有面積（㎡） 新增面積（㎡） 工業(yè)供暖 21204 4080 辦公供暖 6279 生活供暖 43594 23820 洗浴水 柳塔煤礦總?cè)藬?shù)為 2020 人，洗浴人數(shù)為 1700— 1800 人 柳塔 煤礦 現(xiàn)有熱源狀況 ① 柳塔 煤礦 主工業(yè)場地： 3 臺(tái) 4 噸蒸汽鍋爐為工業(yè)場地提供建筑供暖與洗浴熱水； 2 臺(tái) 8 噸熱風(fēng)爐和 2 臺(tái) 5 噸鍋爐為副井井筒防凍采暖，采用 2 臺(tái) 2 噸鍋 19 爐為主井井筒防凍采暖； ② 主井生活區(qū)： 1 臺(tái) 2 噸熱水鍋爐為生活區(qū)提供建筑采暖； 表 生活區(qū) 1臺(tái) 2噸熱水鍋爐 主井生活區(qū)建筑采暖 工業(yè)廣場 3臺(tái) 4噸蒸汽鍋爐 工業(yè)廣場建筑采暖和職工洗浴熱水 1臺(tái) 5噸 副井筒防凍 2臺(tái) 8噸 2臺(tái) 2噸 主井井筒防凍 神東公司各礦 用熱狀況匯總 分析 供熱面積匯總 根據(jù)上邊的調(diào)研情況，將各個(gè)煤礦的采暖面積匯總?cè)缦拢? 表 各煤礦采暖面積統(tǒng)計(jì)表 工業(yè)供暖 辦公供暖 生活供暖 居民供暖 商業(yè)供暖 系統(tǒng)外供 暖 石圪臺(tái)煤礦 82292 36052 44400 32208 572 29808 哈拉溝煤礦 19025 15880 2674 補(bǔ)連塔煤礦 119048 20666 28488 68931 3762 7209 萬利煤礦 80000 0 120200 布爾臺(tái)煤礦 寸草一煤礦 寸草二煤礦 7406 7751 上灣煤礦 328096 80903 22082 157032 24123 47165 大柳塔煤礦 50578 51084 39324 保德煤礦 164042 56317 11420 28600 烏蘭木倫煤礦 99409 30459 36290 25175 930 19700 榆家梁煤礦 45794 7671 19411 柳塔煤礦 21204 6279 43594 合計(jì) 314620 29387 103882 20 鍋爐狀況匯總 神華神東煤炭集團(tuán)的煤礦大多使用燃煤鍋爐為建筑供暖與洗浴供水，并且進(jìn)風(fēng)井井筒防凍采用熱風(fēng)爐。/min， 52 煤暗斜井 2480m179。/min，二號(hào)副平硐風(fēng)量 2267m179。/min， 52 煤暗斜井 2480m179。/min，二號(hào)副平硐風(fēng)量為 2267m179。 表 現(xiàn)有面積（㎡） 新增面積（㎡） 工業(yè)供暖 45794 辦公供暖 7671 生活供暖 19411 榆家梁 煤礦 現(xiàn)有供熱熱源 目前，榆家梁礦在 42 煤鍋爐房設(shè)置 2 臺(tái) 10 噸鍋爐， 43 煤設(shè)置 2 臺(tái) 6 噸熱風(fēng)爐， 52 煤鍋爐房設(shè)置 3 臺(tái) 10 噸蒸汽鍋爐， 2 臺(tái) 6 噸鍋爐。/min，主熱風(fēng)井 1038 m179。/min，輸運(yùn)平硐風(fēng)量為 10000m179。工業(yè)廣場內(nèi)新建一浴水換熱站（ 4 臺(tái)換熱器，于 5 月份投入使用）為煤礦提供洗浴熱水； ② 上灣煤礦南風(fēng)井廣場：現(xiàn)有 3 臺(tái) 7 噸熱風(fēng)爐，為該風(fēng)井廣場的進(jìn)風(fēng)井進(jìn)行加熱； ③ 根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，北風(fēng)井廣場沒有進(jìn)風(fēng)井與面積較大的供熱建筑； 15 表 工業(yè)廣場 6 臺(tái)蒸汽熱風(fēng)機(jī)（蒸汽） 井筒防凍 4 臺(tái)換熱器（ 5 月投用） 提供洗浴熱水 南風(fēng)井場地 3 臺(tái) 7 噸熱風(fēng)爐 井筒防凍 煤礦 供熱現(xiàn)狀 保德 煤礦 現(xiàn)有供熱狀況 ① 供暖狀況：保德煤礦現(xiàn)有供暖面積為 26 萬㎡。/min，副井風(fēng)量 2215 m179。/min，副井風(fēng)量 2215 m179。每臺(tái)耗煤量為 噸 /小時(shí)；運(yùn)輸平硐加熱采用 1610kW，風(fēng)量 40000m179。/min，主回風(fēng)井回風(fēng)量 177m179。 井口防凍 輸運(yùn)平硐風(fēng)量為 4310m179。； ③ 井筒防凍：寸草一煤礦現(xiàn)有 2 個(gè)進(jìn)風(fēng)井和 1 個(gè)回風(fēng)井，運(yùn)輸平硐風(fēng)量為4310m179。/min，中部主運(yùn)大巷風(fēng)量 2127 m179。/min，工業(yè)廣場斜井回 11 風(fēng)風(fēng)量 8370m179。/min，主斜井風(fēng)量為 3362m179。/min，副井進(jìn)風(fēng) 696 m179。/min，運(yùn)輸平硐風(fēng)量為8191m179。/min， 1主井進(jìn)風(fēng) 790 m179。工業(yè)廣場現(xiàn)有新建建筑為 9000 ㎡，包括 2 個(gè)公寓和 1 個(gè)幼兒園，將于7 月份投入使用；污水處理廠正新建質(zhì)檢水站；洗煤廠新增建筑面積 12960 ㎡，包括辦公室、主洗車間和食堂； ② 洗浴熱水：工業(yè)場地洗浴總?cè)藬?shù)為 1654 人 /天，每班最大洗浴人數(shù)為 700人； ③ 井筒防凍：該礦現(xiàn)有 7 個(gè)進(jìn)風(fēng)井，其中有 5 個(gè)平硐，呼和烏素豎井進(jìn)風(fēng)風(fēng)量為 10565m179。/min，主斜風(fēng)井 1469 m179。/min； 表 現(xiàn)有面積（㎡） 將新增面積（㎡） 工業(yè)供暖 5400 辦公供暖 19025 1000 生活供暖 15880 7000 居民供暖 2674 洗浴水 副井 場地洗浴人數(shù)為 1500 人 /天，主工業(yè)場地洗浴人數(shù)為 200 人 /天。即副井場地每班每天 500 人，主工業(yè)場地每班每天 67 人； ③ 井筒防凍：副井現(xiàn)有兩平硐， 1風(fēng)量為 6780m179。 表 石圪臺(tái)煤礦鍋爐統(tǒng)計(jì) 工業(yè)廣場 4 臺(tái) 15 噸燃煤鍋爐 井筒防凍、洗 煤廠供熱 2 臺(tái) 20 噸煤粉鍋爐 工業(yè)建筑供暖，辦公、生活建筑供暖、洗浴 風(fēng)井場地 3 臺(tái) 6 噸熱風(fēng)爐 井筒防凍 煤礦 供熱現(xiàn)狀 哈拉溝煤礦現(xiàn)有供熱狀況 ① 供暖狀況：據(jù)統(tǒng)計(jì)，哈拉溝煤礦現(xiàn)有供暖面積為 126121 ㎡。 ④ 井筒入風(fēng)量： 1 號(hào)副斜井進(jìn)風(fēng)量 1336m3/min， 2 號(hào)副斜井進(jìn)風(fēng)量1468m3/min， 1 號(hào)副平硐進(jìn)風(fēng)量 4695m3/min， 2 號(hào)副平硐進(jìn)風(fēng)量 4976m3/min，主斜井進(jìn)風(fēng)量 835m3/min，風(fēng)井場地進(jìn)風(fēng)井風(fēng)量 4238 m3/min。 7 第二章 神東煤炭集團(tuán)各煤礦供熱現(xiàn)狀 本章對調(diào)研的神東集團(tuán)所屬各礦現(xiàn)有供熱現(xiàn)狀進(jìn)行整理分析，摸清目前神東各礦供熱需求（包括新建建筑供暖、高耗能供熱、供熱 改造等環(huán)節(jié)），為煤礦廢熱回收利用熱泵技術(shù)在各礦的推廣實(shí)施提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ，實(shí)現(xiàn)神東各礦生產(chǎn)、生活供熱的節(jié)能減排。 在當(dāng)前神東煤炭集團(tuán) 豐富 “ 四化 ” 模式 , 創(chuàng)建 “ 本質(zhì)安全型、質(zhì)量效益型、科技創(chuàng)新型、資源節(jié)約型、和諧發(fā)展 型 ” 企業(yè) 的 過程中， 煤礦低溫廢熱回收熱泵供熱技術(shù)無疑可以 作為豐富 “ 四化 ” 模式的一項(xiàng)重要舉措， 對 變革神東目前傳統(tǒng)鍋爐為主的供熱模式 ， 從而達(dá)到煤炭企業(yè) 能源的 循環(huán)利用和節(jié)能減排 具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前該技術(shù)已在冀中能源集團(tuán)、山西焦煤集團(tuán)、河南平煤集團(tuán)、山東能源集團(tuán)等多家大型煤炭企業(yè)推廣應(yīng)用。因此， 在煤礦應(yīng)用 煤礦低