國內(nei)(nei)煤(mei)礦(kuang)以(yi)前基本(ben)都采用燃(ran)煤(mei)鍋爐供(gong)(gong)暖，而燃(ran)煤(mei)是造成霧(wu)霾(mai)天氣(qi)的重要原因之一。在河北省(sheng)，煤(mei)礦(kuang)低溫(wen)廢熱回收(shou)利用技(ji)術(shu)實(shi)現了東龐煤(mei)礦(kuang)北井范圍內(nei)(nei)取消燃(ran)煤(mei)鍋爐，為該省(sheng)削(xue)減4000萬(wan)噸燃(ran)煤(mei)提供(gong)(gong)一種新思路(lu)。

冬天(tian)暖氣熱(re)(re)(re)(re)(re)得很，夏(xia)天(tian)還能(neng)感覺到(dao)(dao)涼風習習，和傳統(tong)空調沒什么兩樣。在北井礦(kuang)(kuang)區熱(re)(re)(re)(re)(re)泵(beng)機(ji)房看(kan)到(dao)(dao)，機(ji)房里(li)整齊排列著熱(re)(re)(re)(re)(re)泵(beng)機(ji)組(zu)和各種(zhong)管道、設備，一(yi)臺供洗浴用熱(re)(re)(re)(re)(re)泵(beng)機(ji)組(zu)正(zheng)在運轉(zhuan)。據(ju)了解，通過回(hui)(hui)風換熱(re)(re)(re)(re)(re)器和熱(re)(re)(re)(re)(re)泵(beng)裝(zhuang)置，就能(neng)將18至21攝氏(shi)度(du)的(de)礦(kuang)(kuang)井回(hui)(hui)風中(zhong)蘊含的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)轉(zhuan)移(yi)到(dao)(dao)循(xun)環水中(zhong)，原本(ben)無(wu)法有效利用的(de)低位廢熱(re)(re)(re)(re)(re)，由(you)此(ci)搖(yao)身一(yi)變成為可利用能(neng)源(yuan)，制出45攝氏(shi)度(du)熱(re)(re)(re)(re)(re)水或7攝氏(shi)度(du)冷(leng)水，向整個礦(kuang)(kuang)區供熱(re)(re)(re)(re)(re)和供冷(leng)。

事實(shi)上，不(bu)僅是東(dong)龐煤(mei)(mei)礦，中國大(da)(da)(da)部分煤(mei)(mei)礦在開采(cai)過程(cheng)中都(dou)會(hui)伴生大(da)(da)(da)量礦井(jing)回風和礦井(jing)排(pai)水，同(tong)時存在坑口電廠(chang)冷卻水、洗浴廢(fei)水以及工業爐窯排(pai)煙等廢(fei)熱。這些廢(fei)熱資源儲量巨大(da)(da)(da)，但(dan)由于大(da)(da)(da)都(dou)溫度較低，不(bu)能直接(jie)利用(yong)，以往基本會(hui)被(bei)排(pai)放到外界環境中，造成很(hen)大(da)(da)(da)的能源浪費。全國煤(mei)(mei)礦每年外排(pai)礦井(jing)水約420億立方米，利用(yong)率卻不(bu)到30%。

之前不(bu)能有效利用(yong)的(de)低(di)(di)(di)位(wei)廢(fei)熱(re)資源，怎樣(yang)才能變(bian)廢(fei)為寶呢?就是借助熱(re)泵技術，像水(shui)泵一樣(yang)把(ba)這些低(di)(di)(di)位(wei)熱(re)能‘提(ti)’出來，經(jing)過電力做(zuo)功，提(ti)供(gong)可被人們所用(yong)的(de)高品位(wei)熱(re)能。熱(re)泵系統主要由(you)壓(ya)(ya)縮機、冷(leng)凝器、節流(liu)閥(fa)和蒸發器等構(gou)成。經(jing)過整個系統將完(wan)成吸(xi)熱(re)、壓(ya)(ya)縮、放(fang)熱(re)、節流(liu)的(de)循環過程(cheng)，借助儲存在煤(mei)礦廢(fei)熱(re)中的(de)低(di)(di)(di)位(wei)熱(re)能，將低(di)(di)(di)溫(wen)低(di)(di)(di)壓(ya)(ya)液體轉化成高溫(wen)高壓(ya)(ya)液體，所放(fang)出的(de)熱(re)能不(bu)斷轉移到(dao)水(shui)循環系統中，將水(shui)溫(wen)提(ti)升至設(she)定的(de)溫(wen)度供(gong)礦區采暖、洗浴等使用(yong)。

熱(re)泵(beng)(beng)機組冬(dong)天(tian)供熱(re)的(de)標準工況出水(shui)溫度(du)(du)為(wei)45攝(she)(she)(she)氏度(du)(du)，夏季(ji)制(zhi)冷(leng)供水(shui)溫度(du)(du)則穩(wen)定保持在7至12攝(she)(she)(she)氏度(du)(du)之間。運(yun)行結果表明，設定為(wei)這兩個溫度(du)(du)，能效比(bi)達到較佳效果。那(nei)么，同(tong)樣一(yi)套系(xi)(xi)統，如何(he)滿足冬(dong)季(ji)、夏季(ji)兩種不(bu)同(tong)運(yun)行模(mo)式(shi)呢?根據不(bu)同(tong)季(ji)節(jie)通(tong)過水(shui)系(xi)(xi)統的(de)切(qie)換來調(diao)(diao)(diao)整運(yun)行模(mo)式(shi)，但熱(re)泵(beng)(beng)機組系(xi)(xi)統本(ben)身并不(bu)需(xu)要改變。冬(dong)季(ji)時(shi)，經熱(re)泵(beng)(beng)機組蒸(zheng)發器提取(qu)(qu)廢熱(re)低溫熱(re)源(yuan)的(de)熱(re)能后，再通(tong)過冷(leng)凝器調(diao)(diao)(diao)節(jie)為(wei)40至50攝(she)(she)(she)氏度(du)(du)的(de)熱(re)水(shui)向用戶輸(shu)出;夏季(ji)時(shi)，礦(kuang)井廢熱(re)循(xun)環水(shui)系(xi)(xi)統與熱(re)泵(beng)(beng)機組的(de)冷(leng)凝器相連，熱(re)泵(beng)(beng)機組按制(zhi)冷(leng)工況運(yun)行，制(zhi)取(qu)(qu)7至12攝(she)(she)(she)氏度(du)(du)的(de)冷(leng)水(shui)，供空調(diao)(diao)(diao)系(xi)(xi)統使(shi)用。

這套系統的(de)難點不(bu)是冬夏季不(bu)同的(de)運行(xing)模(mo)式，而(er)是礦(kuang)井(jing)(jing)廢(fei)熱(re)(re)包含礦(kuang)井(jing)(jing)回風、排水(shui)(shui)、洗浴廢(fei)水(shui)(shui)、坑口電廠冷水(shui)(shui)等(deng)不(bu)同類型(xing)廢(fei)熱(re)(re)資源，每一(yi)類都有其獨特之處，復雜的(de)低品位(wei)熱(re)(re)能(neng)向(xiang)能(neng)量提(ti)取技術提(ti)出了(le)更高要求(qiu)。如(ru)果廢(fei)熱(re)(re)源為(wei)礦(kuang)井(jing)(jing)水(shui)(shui)源，礦(kuang)井(jing)(jing)水(shui)(shui)就需(xu)(xu)要通過在(zai)線水(shui)(shui)處理裝(zhuang)置(zhi)過濾和凈化水(shui)(shui)質后，直接送入熱(re)(re)泵機組提(ti)取熱(re)(re)能(neng)。而(er)要提(ti)取礦(kuang)井(jing)(jing)回風廢(fei)熱(re)(re)資源，則需(xu)(xu)要開發一(yi)種設備，既能(neng)高效回收礦(kuang)井(jing)(jing)回風熱(re)(re)能(neng)，又能(neng)滿足礦(kuang)井(jing)(jing)通風系統安全生產的(de)要求(qiu)，如(ru)現(xian)在(zai)采用(yong)的(de)噴淋(lin)式礦(kuang)井(jing)(jing)回風換熱(re)(re)裝(zhuang)置(zhi)。

目前，煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)低溫廢熱(re)(re)回收系統一般只用于煤(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)工業自身用途，春(chun)秋季(ji)用熱(re)(re)需求較小時，礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)產生的多余(yu)廢熱(re)(re)只能(neng)(neng)(neng)白白浪費掉。跨(kua)季(ji)節(jie)蓄(xu)能(neng)(neng)(neng)技術的研發成功，或將彌補熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)的季(ji)節(jie)不(bu)平衡現(xian)象。不(bu)遠的將來，可以(yi)通過蓄(xu)能(neng)(neng)(neng)裝(zhuang)置把夏天(tian)排(pai)出來的熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)儲(chu)存(cun)起來，冬天(tian)再予(yu)以(yi)釋(shi)放，這樣(yang)就可以(yi)實現(xian)礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)廢熱(re)(re)資(zi)(zi)源在不(bu)同季(ji)節(jie)的轉移，提高系統的節(jie)能(neng)(neng)(neng)效(xiao)果，甚至還有可能(neng)(neng)(neng)，通過高效(xiao)輸配技術，實現(xian)礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)廢熱(re)(re)資(zi)(zi)源跨(kua)行業、跨(kua)地域的應用。

煤礦低溫(wen)廢熱回收利用(yong)技術具有較(jiao)好的(de)節(jie)能性(xing)和(he)經濟性(xing)。通過運行幾年來的(de)數(shu)據對比(bi)，東龐(pang)礦區供(gong)熱面積(ji)6000多平方米，僅(jin)此項技術的(de)應用(yong)，每年就可(ke)以為該礦節(jie)約經費136萬元，同(tong)時減少(shao)(shao)(shao)煤炭(tan)消耗(hao)2958噸，減少(shao)(shao)(shao)二氧化(hua)碳(tan)排(pai)放(fang)(fang)7690噸，減少(shao)(shao)(shao)二氧化(hua)硫排(pai)放(fang)(fang)59噸。

節(jie)能(neng)和環(huan)保是這(zhe)項技術(shu)的最大(da)優(you)點(dian)。煤礦(kuang)廢(fei)(fei)熱(re)資源儲(chu)量巨大(da)，應(ying)用熱(re)泵(beng)技術(shu)，消耗1份電能(neng)，就可(ke)以(yi)得(de)到(dao)4至5倍的熱(re)能(neng)，與燃(ran)(ran)煤鍋(guo)爐相比，可(ke)實現節(jie)能(neng)40%以(yi)上。與此(ci)同時，煤礦(kuang)廢(fei)(fei)熱(re)代替燃(ran)(ran)煤，也可(ke)以(yi)大(da)大(da)減少燃(ran)(ran)燒化(hua)石燃(ran)(ran)料帶來的環(huan)境污染(ran)和溫室效應(ying)。煤礦(kuang)廢(fei)(fei)熱(re)利(li)用系統運行(xing)時可(ke)以(yi)達到(dao)零(ling)排放，無燃(ran)(ran)燒、不(bu)排煙，也沒有任何(he)廢(fei)(fei)棄物(wu)。

此外，這套系統還具(ju)有優(you)良(liang)的經濟(ji)性能。專家認為(wei)，利用(yong)煤礦廢熱(re)提取(qu)熱(re)能，主要是設備的初投資，運行費較低，綜合經濟(ji)效益明顯。與此同時，熱(re)泵系統不僅能滿(man)足冬(dong)季供暖的需(xu)求，還可滿(man)足制冷(leng)(leng)、供生活熱(re)水的要求，一套系統可以代(dai)替原(yuan)來的供熱(re)鍋爐(lu)、空(kong)調(diao)制冷(leng)(leng)和熱(re)水加熱(re)3套裝置，綜合成本大大降(jiang)低，運行費用(yong)為(wei)普通中央(yang)空(kong)調(diao)的50%-60%。

現(xian)在，河(he)北(bei)省已有多(duo)家(jia)煤礦采(cai)用(yong)該技(ji)術，從(cong)已建成項目的運(yun)行情況看，熱泵系統使用(yong)壽命較長，維護(hu)費用(yong)較低。全國(guo)煤礦大多(duo)分布(bu)在北(bei)方地區(qu)，基本都采(cai)用(yong)鍋爐供暖(nuan)，直接消耗一次能(neng)(neng)源，采(cai)用(yong)該技(ji)術可大量降低一次能(neng)(neng)源消耗。以全國(guo)煤礦礦井(jing)總回(hui)(hui)風為例，利用(yong)礦井(jing)回(hui)(hui)風能(neng)(neng)量回(hui)(hui)收系統，年可節約(yue)標準煤約(yue)750多(duo)萬(wan)噸，減(jian)少二氧化碳排放量約(yue)1800多(duo)萬(wan)噸。

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