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1、中国神华神东煤炭集团有限责任公司煤矿低温废热回收利用工程可行性研究报告中国机电出口产品投资有限公司2013.03目 录第一章 项目概述- 5 -1.1项目名称与编制单位- 5 -1.2编制依据- 5 -1.3项目背景- 5 -1.4项目内容- 7 -第二章 神东煤炭集团各煤矿供热现状- 8 -2.1石圪台煤矿供热现状- 8 -2.2哈拉沟煤矿供热现状- 9 -2.3补连塔煤矿供热现状- 10 -2.4布尔台煤矿供热现状- 11 -2.5寸草一煤矿供热现状- 12 -2.6寸草二煤矿供热现状- 13 -2.7万利煤矿供热现状- 14 -2.8上湾煤矿供热现状- 15 -2.9保德煤矿供热现状-
2、16 -2.10乌兰木伦煤矿供热现状- 17 -2.11榆家梁煤矿供热现状- 18 -2.12大柳塔煤矿供热现状- 18 -2.13柳塔煤矿供热现状- 19 -2.14神东公司各矿用热状况汇总分析- 20 -第三章 神东矿区低温热能回收利用技术分析- 23 -3.1热泵与锅炉的节能对比分析- 23 -3.2神东矿区热泵可利用的低温热源选择分析- 24 -3.3煤矿低温废热资源利用技术工艺分析- 26 -3.4神东煤炭集团可利用热源分析- 31 -第四章 神东煤炭集团各煤矿废热回收方案- 33 -4.1概述- 33 -4.2石圪台煤矿余热回收方案- 34 -4.3哈拉沟煤矿余热回收方案- 38
3、-4.4补连塔煤矿余热回收方案- 41 -4.5布尔台煤矿余热回收方案- 43 -4.6寸草一煤矿余热回收方案- 46 -4.7寸草二煤矿余热回收方案- 48 -4.8万利煤矿余热回收方案- 50 -4.9上湾煤矿余热回收方案- 53 -4.10保德煤矿余热回收方案- 55 -4.11乌兰木伦煤矿余热回收方案- 58 -4.12榆家梁煤矿余热回收方案- 60 -4.13大柳塔煤矿余热回收方案- 63 -4.14柳塔煤矿余热回收方案- 66 -4.15煤矿余热回收方案汇总- 69 -第五章 环境保护- 71 -5.1设计依据- 71 -5.2污染物分析- 71 -5.3污水治理- 71 -5.4
4、环境效益- 72 -第六章 消防- 73 -6.1设计依据- 73 -6.2建筑物及构筑物消防- 73 -6.3电气设施防火要求- 73 -6.4消防防水- 73 -第七章 项目管理与实施进度- 75 -7.1项目管理- 75 -7.2项目实施进度- 75 -第八章 节能- 76 -8.1必要性- 76 -8.2设计原则- 76 -8.3能源管理- 76 -8.4节能技术措施综述- 78 -8.5其他节能措施- 79 -8.6节能效益分析- 79 -第九章 项目投资效益分析- 82 -9.1投资估算- 82 -9.2热泵系统折合成供热量收入- 83 -9.3热泵运行节能费用- 83 -第十章
5、结论- 87 - 88 -第一章 项目概述1.1项目名称与编制单位项目名称： 神华神东煤炭集团煤矿低温废热回收利用热泵工程项目拟建地点： 神华神东煤炭集团下属煤矿编制单位： 中国机电出口产品投资有限公司1.2编制依据 编制本项目可行性研究报告的委托； 神东各矿提供的相关资料与基础数据； 中华人民共和国节约能源法； 中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要； 国务院关于加强节能工作的决定（国发200628号）； 国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知； “十二五”十大重点节能工程实施意见； 国家发展改革委关于印发的通知（发改环资20042505号）； “十二五”资源综合
6、利用指导意见； 千家企业节能行动实施方案。1.3项目背景煤矿工业广场地面建筑（办公楼、生产系统、职工宿舍、食堂等）的供暖、井筒防冻及职工浴室洗澡热水需要消耗大量的热能，目前传统做法是通过燃煤锅炉提供热源以满足上述要求。这样，不仅消耗大量煤炭，而且煤炭燃烧时排放大量污染物造成环境污染。与此同时，煤矿生产过程中会产生大量的矿井乏风、矿井排水等资源。矿井通风系统是煤矿安全生产的重要保障，井工开采的煤矿一般采用抽出式通风方式，利用主扇通过回风井将矿井总回风直接排入大气，一般情况下，矿井总回风的温度、湿度一年四季基本保持恒定，其中蕴藏大量的低温热能未得以利用，随着矿井回风直接排入大气；煤矿生产过程中产生
7、的大量矿井水需要从井底水仓不断地排到地面，矿井排水水温一年四季变化不大，一般在1318左右，其中也蕴含大量的低温热能； 此外还有洗浴废水、坑口电厂冷却水、空压机排风等也都蕴含着丰富的低温热能。如果对以上这些“废热”进行回收，就可以满足工业广场地面建筑冬季采暖（夏季空调）、井筒防冻或加热职工澡堂卫生热水的需求，从而实现煤矿产煤不燃煤，取消或取代燃煤锅炉，减少对环境的污染。而且煤矿低温废热资源丰富，是很好的可再生能源，只要煤矿正常生产，这种能源就“取之不竭”。煤矿大量低温热能的回收利用主要是通过热泵技术实现。热泵是一种以消耗少量电能为代价，能将大量不能直接利用的低温热能变为有用的高温热能的装置。通
8、常情况下，热泵机组的能效比可达4-6（即输入1kW电能可以得到4-6kW的热能或冷能），相比燃煤锅炉，可实现节能达40%以上。因此，在煤矿应用煤矿低温废热回收热泵供热、空调技术可以替代燃煤锅炉，可以实现供热无污染物排放，系统运行高效、节能、环保，符合国家的政策要求。在国家“节能减排政策”及建设资源节约型、环境友好型社会的大背景下，煤矿低温废热回收热泵供热、空调技术正是基于上述优点，得到了国家政策的大力支持。“矿井乏风和排水热能综合利用技术”入选国家重点节能推广目录（第三批）；国家“十二五”节能减排综合性工作方案也指出要大力发展地热能、太阳能等可再生能源的开发利用；2013年1月，国家能源局、财
9、政部、国土资源部、住建部等联合颁发的关于促进地热能开发利用指导意见的通知指出，要结合各地地热资源特点和当地用能需求开展地热能的开发利用，推广热泵技术，鼓励既有燃煤锅炉、中央空调供冷系统改用热泵系统；随后，国家发改委又颁发了关于组织申报2013年低碳技术创新及产业化示范工程项目的通知，指出：要推动重点行业低碳技术创新及产业化，以满足煤炭等重点行业实现低碳排放发展需求为目标，以技术研发及其应用示范为重点，开展重点领域节能减排、清洁生产工艺、控制温室气体排放等相关技术创新，建设低碳技术创新及产业化示范工程，在煤矿开展煤矿乏风源、矿井水水源热泵供暖成套技术创新及产业化示范工程，建成充分利用煤矿排风乏风
10、源、矿井排水水源、井下地温等余热热泵供热、供暖的大型煤矿无燃煤锅炉供热系统，推进高科技改造提升传统产业，实现可持续发展。国家一系列促进节能减排政策的出台有利于国家“十二五”实现节约能源6.7亿吨标准煤、单位国内生产总值能耗降低16%左右、主要污染物排放总量减少8%的远景目标，同时也为煤矿低温废热热泵供热技术推广实施提供了强有力的政策支撑。目前该技术已在冀中能源集团、山西焦煤集团、河南平煤集团、山东能源集团等多家大型煤炭企业推广应用。神东煤炭集团作为神华集团的核心煤炭生产企业，有丰富的矿井回风、矿井排水等低温废热资源。目前神东集团公司拥有19个矿井，整体产能超过2亿吨。调研的13个井工开采矿井，
11、矿井总回风量约232950m3/min，理论可回收的热量约60181kW，相当于114吨锅炉的供热量；矿井总排水量约83234 m3/d，理论可回收的热量约46671kW，相当于89吨锅炉的供热量，生活污水量约为11600 m3/d，理论可回收的热量约6500kW，相当于13吨锅炉的供热量，节能潜力巨大。在当前神东煤炭集团丰富“四化”模式, 创建“本质安全型、质量效益型、科技创新型、资源节约型、和谐发展型”企业的过程中，煤矿低温废热回收热泵供热技术无疑可以作为丰富“四化”模式的一项重要举措，对变革神东目前传统锅炉为主的供热模式，从而达到煤炭企业能源的循环利用和节能减排具有重要的现实意义。1.4
12、项目内容本项目分析采用热泵技术回收神东矿区低温废热资源，用于满足神东各煤矿工业广场的建筑冬季供暖、井筒防冻、洗浴热水等用热需求，从而取消或部分取消燃煤锅炉，实现节能减排的可行性，主要完成如下内容： 充分调研神东矿区各煤矿现有低温热源情况，分析现有低温热源供热、制冷能力。 针对各个煤矿冬夏季能源需求情况，制定低温热源回收总体方案。 计算、论证回收低温热源取代传统锅炉房和分体空调的可行性和经济效益。第二章 神东煤炭集团各煤矿供热现状本章对调研的神东集团所属各矿现有供热现状进行整理分析，摸清目前神东各矿供热需求（包括新建建筑供暖、高耗能供热、供热改造等环节），为煤矿废热回收利用热泵技术在各矿的推广实
13、施提供基础数据，实现神东各矿生产、生活供热的节能减排。2.1石圪台煤矿供热现状2.1.1 石圪台煤矿现有供热概况 石圪台煤矿现有供热概况 现有供暖面积：30万平米，分体空调面积：6万平米。 2013年9月份在据其工业广场约1公里外处新建一污水处理厂（供暖面积还需核实）；另外，在工业广场新建10000的双职工楼，在后期还要建住宅楼与办公楼，共计30000。 洗浴热水用量：共有职工2200人，设有三个澡堂，700个蓬头，洗浴热水共设有三个班，每班最大入浴人数600人，每班洗浴用水300m3/h。 井筒入风量：1号副斜井进风量1336m3/min，2号副斜井进风量1468m3/min，1号副平硐进风
14、量4695m3/min，2号副平硐进风量4976m3/min，主斜井进风量835m3/min，风井场地进风井风量4238 m3/min。表2.1石圪台煤矿需热点统计现有面积（）将新增面积（）工业供暖822924698办公供暖360525397生活供暖44400居民供暖3220822800商业供暖572系统外供暖29808洗浴水共有职工2200人，每班洗浴用水300m3/h井口防冻1号副斜井进风量1336m3/min，2号副斜井进风量1468m3/min，1号副平硐进风量4695m3/min，2号副平硐进风量4976m3/min，主斜井进风量835m3/min，风井场地进风井风量4238 m3/
15、min2.1.2 石圪台煤矿现有供热热源在主工业广场，设有4台15吨燃煤锅炉，2005年投入使用，供井筒防冻、洗煤厂供热等；设有2台20吨煤粉锅炉，2011年12月投入使用，供工业建筑供暖，办公、生活建筑供暖、洗浴。春夏秋三季开1台20吨煤粉锅炉部分运行。在风井场地，设有3台6吨热风炉，2005年投入使用，供给该场地进风井筒防冻。表2.2石圪台煤矿锅炉统计工业广场4台15吨燃煤锅炉井筒防冻、洗煤厂供热2台20吨煤粉锅炉工业建筑供暖，办公、生活建筑供暖、洗浴风井场地3台6吨热风炉井筒防冻2.2哈拉沟煤矿供热现状2.2.1 哈拉沟煤矿现有供热状况 供暖状况：据统计，哈拉沟煤矿现有供暖面积为126121。其中，工业供暖78501，办公供暖1902
