太原市东煜阳光太阳能工程有限公司太原市东煜阳光太阳能工程有限公司山东新汶矿业集团协庄煤矿 矿井水应用案例介绍应用背景国之大势： • 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2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3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4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5新汶集团协庄煤矿情况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℃6新汶集团协庄煤矿情况新汶集团协庄煤矿情况7新汶集团协庄煤矿情况新汶集团协庄煤矿情况8新汶集团协庄煤矿情况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9新汶集团协庄煤矿情况新汶集团协庄煤矿情况原锅炉系统： • 原采用2*4吨锅锅炉（一用一备备），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10新汶集团协庄煤矿情况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11新汶集团协庄煤矿情况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℃12项目改造思路项目改造思路• 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13项目改造思路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14新汶矿务局协庄煤矿新汶矿务局协庄煤矿 具体方案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℃576215末端选型计算：30000m3/H的组组合式空调调器16台，换热换热 量：427 KW×16台=5616 KW； 120000m3/H的组组合式空调调器1台，换热换热 量：1797 KW×1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新汶矿务局协庄煤矿 具体方案具体方案16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新汶矿务局协庄煤矿 具体方案具体方案17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新汶矿务局协庄煤矿 具体方案具体方案18设备选型结论：主机选择选择 水源热泵热泵 机组组3台；末端选择组选择组 合式空调调机组组16台；末端选择组选择组 合式空调调机组组1台. 新汶矿务局协庄煤矿新汶矿务局协庄煤矿 具体方案具体方案19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 5559.75 KW ÷ 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新汶矿务局协庄煤矿 具体方案具体方案20运行使用预计：当1台水源热泵热泵 机组组运行时时，可满满足室外环环境温 度-5℃时时的工况，保证证井口送风风温度4℃左右 当2台水源热泵热泵 机组组运行时时，可满满足室外环环境温 度-9℃时时的工况，保证证井口送风风温度5℃左右 当3台水源热泵热泵 机组组运行时时，可满满足室外环环境温 度-15℃时时的工况，保证证井口送风风温度5℃左右 新汶矿务局协庄煤矿新汶矿务局协庄煤矿 具体方案具体方案21新汶矿务局协庄煤矿新汶矿务局协庄煤矿 具体方案具体方案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22新汶矿务局协庄煤矿新汶矿务局协庄煤矿 具体方案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23新汶矿务局协庄煤矿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。
24新汶矿务局协庄煤矿新汶矿务局协庄煤矿综 合投资回报1.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=374150+105×1+6×1=2612400x0.8+52×2+2×2=428150+105×2+6×2=3723400x0.8+52×3+2×3=482150+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=1038 9400x0.8+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.25新汶矿务局协庄煤矿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. 26新汶矿务局协庄煤矿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27新汶矿务局协庄煤矿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28新汶矿务局协庄煤矿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29新汶矿务局协庄煤矿新汶矿务局协庄煤矿使 用情况照片30新汶矿务局协庄煤矿项新汶矿务局协庄煤矿项 目运作体会目运作体会• 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! 31太原市东煜阳光太阳能工程有限公司太原市东煜阳光太阳能工程有限公司谢谢 谢谢 大大 家家。