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1、山东新汶矿业集团协庄煤矿矿井水应用案例介绍,2,应用背景,国之大势：国家大的政策及节能降耗明确任务指标的下达山东省政府于2005年在山东省经贸委资源节约处基础上成立山东省节能综合利用办公室,并在同年底与各大企事业单位一把手签订节能降耗责任书国有重点工矿企业都面临着节能降耗的巨大任务压力,3,应用背景,企业需求：新矿集团是山东省4大矿业集团之一,早在05年初即确立节能降耗减排的两条途径:加快传统设备传统工艺改造 加快新技术的开发应用与我们相关的是:在整个新矿集团(煤炭产业和非煤产业)传统锅炉供热改造及新型中央空调形式的应用,4,项目背景,优势条件:在矿山的生产过程中，有大量的矿井水涌出，为保证安
2、全生产矿井水必须排出.一般矿井日排水量高达几千立方，且常年水温恒定在20左右。为保障正常生产、生活，煤矿自身存在大量的冷、热需求,5,项目开端,项目开端：2006年1月1日,新矿集团董事长郎庆田考察我公司水源热泵用户-济南卧虎山滑雪场 认为水源热泵技术在新矿集团在替代燃煤锅炉，节能降耗减排方面具有非常好的实际应用价值,并责成环保处牵头首先做一个试验性项目,6,新汶集团协庄煤矿情况,协庄煤矿为新矿集团最大的单体矿井。,年产煤量200万吨以上矿井深度900多米为保障正常生产，地下矿井需通过付立井井口常年送风 井口风速约6m/s 风量为60万方/时 冬季为防止井口结冰掉落砸伤工人，进入井口的空气温度
3、采用锅炉供热确保不能低于4.5,7,新汶集团协庄煤矿情况,8,新汶集团协庄煤矿情况,9,新汶集团协庄煤矿情况,协庄煤矿地面建筑平面布置图,锅炉房,水池,井口,电厂,办公生活区,候车室,水池,矿井水,排放,锅炉供热,10,新汶集团协庄煤矿情况,原锅炉系统：原采用2*4吨锅炉（一用一备），供120蒸汽。每台燃煤锅炉提供约240万-270万大卡热量，合 3150KW末端采用钢管穿钢片散热器,11,新汶集团协庄煤矿情况,原锅炉系统存在问题：运行费用太高 105万元污染排放严重 排污费10万元/年锅炉系统老化,煤炭燃烧利用效率低,12,新汶集团协庄煤矿情况,现场条件:水源条件:矿井水丰富 平均7200-
4、8000方/日涌水量 间歇性排放 水温:17-19 可接入自备电厂冷却水机房条件:原锅炉房225(15m*15m)电力条件:具备380V工业用电其他条件:锅炉房到付立井口约150米 矿井水排水口紧挨锅炉房 原锅炉房旁边有2座水容量为1000方的水池 冬季水池中矿井水温度最低为9-12,13,项目改造思路,采用水源热泵替代原燃煤锅炉用于付立井口冬季供热,确保冬季井口进风温度不低于4.5采用新风空调机组替代原暖气片原有的蒸汽供热管路系统须重新更换,14,项目改造思路,项目论证阶段的两个担心:水源热泵供热温度45-50情况下能否保证井口升温需要.关于矿井水能否直接利用问题,15,新汶矿务局协庄煤矿具
5、体方案,水源热泵选型计算：,16,末端选型计算：30000m3/H的组合式空调器16台，换热量：427 KW16台=5616 KW；120000m3/H的组合式空调器1台，换热量：1797 KW1台=1797 KW；（5616+1797）新风工况热量修正系数0.75=5559.75 KW。,新汶矿务局协庄煤矿具体方案,17,安全性考虑：根据最低气温在-15时选取机组负荷，为使井口不结冰，保证送风温度4.5以上，必须提供5600 KW热量。水源水工况按冬季9最低情况作为计算依据,新汶矿务局协庄煤矿具体方案,18,可行性考虑：关于矿井水的应用:一般意义的矿井水指的是煤矿在采掘过程中的渗透水,在地下
6、坑道中先汇流集中,经沉淀后排至地面进行净化处理.协庄矿所采用的是处理以后的矿井水,水质较好.可以直接应用.关于水源水量的调节:考虑到矿井水排放的间歇性,采用两个水池进行水量调节补充,确保满负荷时24小时不间断运行,新汶矿务局协庄煤矿具体方案,19,设备选型结论：主机选择水源热泵机组3台；末端选择组合式空调机组16台；末端选择组合式空调机组1台.,新汶矿务局协庄煤矿具体方案,20,设备选型结论：当冬季水池水温为9时，偏离水源热泵机组额定运行工矿6，机组实际运行参数为额定工况效率的94%，即：1851394%=5219.82KW 5559.75 KW 5219.82KW=1.06 主机、末端配比符
7、合空调设计规范。,新汶矿务局协庄煤矿具体方案,21,运行使用预计：当1台水源热泵机组运行时，可满足室外环境温度-5时的工况，保证井口送风温度4左右。当2台水源热泵机组运行时，可满足室外环境温度-9时的工况，保证井口送风温度5左右。当3台水源热泵机组运行时，可满足室外环境温度-15时的工况，保证井口送风温度5左右。,新汶矿务局协庄煤矿具体方案,22,新汶矿务局协庄煤矿具体方案,1号水池沉淀,三台水源热泵机组,17-19矿井水,2号水池,5-7 水排放,(预留电厂冷却水接口),45-50,40-45,机房系统示意图,15 水进机组,23,新汶矿务局协庄煤矿具体方案,井口,巷道,巷道,室外冷风,室外
8、冷风,井口升温示意图,24,新汶矿务局协庄煤矿使用情况介绍,25,新汶矿务局协庄煤矿综合投资回报,投资回报,注:水源热泵机组不仅冬天可以制热,夏天还可以制冷.因此,冬天设备使用投资按照 机组价格80%计算.由于煤炭资源的不可再生性,随着时间的推移,煤炭价格必定上涨,造成锅炉的运行费用必定会增加.而水源热泵机组的运行费用则不会有太大变化.,26,新汶矿务局协庄煤矿综合投资回报,由上表可以看出,水源热泵机组使用三年时的投资运行总费用就可以小于使用锅炉的费用.使用16年时,热泵机组的总费用可以比使用锅炉节省700多万!水源热泵机组的使用时间越长,投资回报越大.,27,新汶矿务局协庄煤矿使用情况介绍,
9、水源热泵系统实施后特点使协庄煤矿矿井水资源得到综合利用，对新矿集团发展循环经济，实现节能降耗减排目标做出重要贡献，单井口供暖这一项就节能降耗57%。项目实施后使付立井井口升温摆脱了锅炉供暖，每年节约了生产成本60余万元。与锅炉相比环保性得到充分体现，避免和减少了环保部门的经常性检查,28,新汶矿务局协庄煤矿使用情况介绍,水源热泵系统实施后特点节省了人力资源，热泵技术能实现很高的自动化管理，维护、维修工作量很小。减少操作工人2名在2007年7月进行了整个系统的制冷运行调试，并取得了圆满成功，为后期矿区办公楼、住宅区、工业设备降温等方面的应用提供了广阔的市场空间。,29,新汶矿务局协庄煤矿使用情况
10、介绍,水源热泵系统实施后成果 新汶矿业集团及协庄煤矿领导，于2006年12月份向山东省节能办公室、国资委、经贸委提出申报2006-2007年度“百项节能项目科技项目”成果报告。在申报期间，邀请相关省市领导亲临现场考察，并在泰安市国际饭店做了详细的专题汇报，获得了入会领导和专家的高度评价。新汶矿业集团协庄煤矿于2007年6月份成功获得了山东省百项节能项目科技成果奖。,30,新汶矿务局协庄煤矿使用情况照片,31,新汶矿务局协庄煤矿项目运作体会,借助行业专家,通过举办项目论证会的形式既保持了项目运作的积极主动性,增强了甲方对我们的信任,又是我们得以更好的完善前期方案通过与新矿集团设计院、山东省煤炭设计院的合作既让我们了解到了煤炭行业的特殊需求及项目的各方面实际情况，又使我们扩展了煤炭行业的市场视野，认识了一批行业设计师通过与甲方的接触，了解了煤炭企业内部的招投标程序和甲方各部门、领导的决策程序。经贸委、国资委、煤炭工业局对煤炭企业具有很大的影响。项目的成功实施是我公司综合实力的完美体现!,谢 谢 大 家,
