一、技術名稱:礦井乏風和排水熱能綜合利用技術
二、技術所屬領域及適用范圍:煤炭行業煤礦中央并列式通風系統
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
目前年產150萬噸的礦井,年供暖及工藝用熱消耗近1萬噸原煤。應用該技術可實現更好的利用地熱資源提供供熱或制冷,降低煤耗。目前該技術可實現節能量18t萬ce/a,CO2減排約48萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
為了充分利用地熱,選用水源熱泵機組取代傳統的燃煤鍋爐。冬季,利用水處理設施提供的20℃左右的礦井排水和乏風作為熱能介質,通過熱泵機組提取礦井水中蘊含的巨大熱量,提供45-55℃的高溫水為井口供暖。夏季,利用同樣的水源通過熱泵機組制冷,通過整體降低進風流的溫度來解決礦井高溫熱害問題。系統主要包括水處理、熱量提取及換熱系統、熱泵系統和進口換熱部分。
2.關鍵技術
熱量提取及換熱工藝,礦井供暖末端。
3.工藝流程
工藝流程和技術原理分別見圖1和圖2。
五、主要技術指標
1.提取熱源不低于15℃;
2.供暖溫度為40℃-50℃。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術2008年已通過山東省經濟信息化委員會技術鑒定。技術達到國內領先水平,并已應用于新礦集團。2009年獲中國煤炭工業科學技術獎、2010年獲山東省科學技術進步獎。
七、典型應用案例
典型案例1:孫村煤礦
技術提供單位:山東新雪礦井降溫科技有限公司
建設規模:4200kW礦井乏風和排水系統。主要技改內容:3臺10t的熱力鍋爐改造為三臺熱泵機組,增加熱量提取裝置。減少燃料排放,凈化乏風,處理排水。節能技改投資額750萬元,建設期1年。每年可節能1984 tce,年節能經濟效益321萬元,投資回收期2年。
典型案例2:新巨龍公司
技術提供單位:山東新雪礦井降溫科技有限公司
建設規模:2600kW礦井乏風和排水系統。主要技改內容:1臺20t的熱力鍋爐改造為兩臺熱泵機組,增加熱量提取裝置。減少燃料排放,凈化乏風,處理排水。節能技改投資額550萬元,建設期1年。每年可節能1224 tce,年節能經濟效益200萬元,投資回收期2.7年。
典型案例3:華恒公司
技術提供單位:山東新雪礦井降溫科技有限公司
建設規模:4000kW礦井乏風熱能系統。主要建設內容:3臺熱泵機組、井筒換熱器及相應配套設備。與用燃煤鍋爐相比減少燃料排放,凈化乏風。建設投資額926萬元,建設期1年。每年可節能1855.1tce,年節能經濟效益310萬元,投資回收期3年。
八、推廣前景和節能減排潛力:
全國煤礦80%分布在北方地區,副井都需要供暖,否則影響安全生產。目前基本都采用鍋爐供暖,直接消耗一次能源,采用該技術可有效利用礦井乏風和排水的熱能,降低一次能源消耗。預計未來5年,該技術可推廣到全國30%的煤礦,建設約540個此類項目,實現年節能能力約55萬tce。減排量145萬tCO2/a。
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