工程科技热泵项目协庄煤矿项目介绍

工程科技热泵项目协庄煤矿项目介绍第1页/共33页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第2页/共33页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第3页/共33页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、热需求第4页/共33页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第5页/共33页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采用锅炉供热确保不能低于4.5℃第6页/共33页7新汶集团协庄煤矿情况第7页/共33页8新汶集团协庄煤矿情况第8页/共33页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第9页/共33页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

第10页/共33页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第11页/共33页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7200-8000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℃第12页/共33页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第13页/共33页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第14页/共33页15新汶矿务局协庄煤矿

具体方案水源热泵选型计算：室外温度处理温度所需热负荷KW-10℃5℃4489.2-10℃6℃4859-12℃5℃5007.35-12℃6℃5377.15-13℃5℃5263.2-13℃6℃5633-15℃5℃5762第15页/共33页16末端选型计算：30000m3/H的组合式空调器16台，换热量：427KW×16台=5616KW；120000m3/H的组合式空调器1台，换热量：1797KW×1台=1797KW；（5616+1797）×新风工况热量修正系数0.75=5559.75KW。

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具体方案第16页/共33页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5600KW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

具体方案第17页/共33页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

具体方案第18页/共33页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.

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具体方案第19页/共33页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：1851×3×94%=5219.82KW

5559.75KW

÷5219.82KW=1.06

主机、末端配比符合空调设计规范。新汶矿务局协庄煤矿

具体方案第20页/共33页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。

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具体方案第21页/共33页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℃水进机组第22页/共33页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冷风井口升温示意图第23页/共33页24新汶矿务局协庄煤矿使用情况介绍运行天数运行时间运行状态环境温度送风温度机组耗电量11月11天201小时55分1、2、3号机组轮换开启-1℃14℃109978度12月31天607小时03分大部分时间2台运行-2℃~-7℃11℃341178度1月27天557小时53分大部分时间2台运行-4℃~-6℃9℃290658度2月22天229小时25分大部分时间1台运行0℃~-4℃10℃108449度2007年总计91天1596小时16分9℃850263度2007年，机组耗电量850263度，水泵耗电量199500度，系统总耗电量1049763度，合计运行费用50.38万元。第24页/共33页25新汶矿务局协庄煤矿综合投资回报投资回报

类别年限水源热泵机组设备投资+年运行费用+维护锅炉设备投资+年运行费用+维护1400x0.8+52×1+2×1=374 150+105×1+6×1=2612400x0.8+52×2+2×2=428 150+105×2+6×2=3723400x0.8+52×3+2×3=482 150+105×3+6×3=4834400x0.8+52×4+2×4=536150+105×4+6×4=5945400x0.8+52×5+2×5=590150+105×5+6×5=7056400x0.8+52×6+2×6=644150+105×6+6×6=8167400x0.8+52×7+2×7=698150+105×7+6×7=9278400x0.8+52×8+2×8=752150+105×8+6×8=10389400x0.8+52×9+2×9=806150+105×9+6×9=114910400x0.8+52×10+2×10=860150+150+105×10+6×10=141012400x0.8+60×12+3×12=1076150+150+105×12+6×12=163216400x0.8+60×16+3×16=13281038×2=2076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.第25页/共33页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.

第26页/共33页27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第27页/共33页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。第28页/共33页29新汶矿务局协庄煤矿使用情况介绍

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。第29页/共33页30新汶矿务局协庄煤矿使用情况照片第30页/共33页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