我公司申報(bào)的《礦井乏風(fēng)余熱、采煤廢水余熱及空氣源耦合利用替代燃煤鍋爐的研發(fā)及應(yīng)用》項(xiàng)目，在集團(tuán)公司第五屆科技大會上榮獲優(yōu)秀科技成果二等獎(jiǎng)。這得益于公司堅(jiān)持節(jié)能減排、打造綠色礦山，在合理利用礦區(qū)余熱資源替代燃煤鍋爐供熱的道路上邁出了關(guān)鍵性的一步。也是在“雙碳”目標(biāo)的大背景下做出了成績、干出了成效。近年來，公司對原滴道盛和礦十一井3臺4噸燃煤蒸汽鍋爐以回風(fēng)余熱利用進(jìn)行替換，滿足了入風(fēng)井供暖季保溫防凍采暖需求；在滴道盛和礦立井安裝污水直進(jìn)熱泵系統(tǒng)替代兩臺4噸燃煤鍋爐，用于建筑物供熱；針對滴道盛和礦立井選煤廠采用兩臺蒸汽鍋爐的情況，改造為空氣源熱泵供暖系統(tǒng)……多個(gè)系統(tǒng)更新改造成功，彰顯著高效節(jié)能、無污染、節(jié)約水資源的先進(jìn)理念。在礦井的生產(chǎn)過程中，通風(fēng)系統(tǒng)會產(chǎn)生大量的乏風(fēng)，這些乏風(fēng)中蘊(yùn)含著豐富熱能。以往這部分熱能被排放到空氣中，沒有被收集利用。按照綠色礦山建設(shè)要求，如何將這些礦井回風(fēng)余熱充分利用成為公司環(huán)保戰(zhàn)線的新課題。
在公司領(lǐng)導(dǎo)的支持下，公司多部門、單位聯(lián)合經(jīng)過考察、論證、設(shè)計(jì)，礦井乏風(fēng)余熱利用項(xiàng)目于2021年11月在滴道盛和礦立井正式投用。投用以來，這個(gè)井就取締了兩臺4噸的燃煤鍋爐，每年可為公司節(jié)省費(fèi)用231.5萬元。相關(guān)技術(shù)人員向記者介紹，“冬季，由于氣溫偏低，井口和井筒壁容易結(jié)冰，對井筒安全十分不利，因此必須對井筒加熱。乏風(fēng)余熱利用供熱系統(tǒng)就是由主扇排出的乏風(fēng)氣體通過取熱片與熱泵機(jī)組蒸發(fā)器將乏風(fēng)中的熱量提取出來，將無形的熱能通過變換集中送到了井下，不僅可以避免冬季井筒結(jié)冰造成的安全隱患，還能夠保證井筒底溫度保持在2攝氏度以上。”這個(gè)供熱系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)對礦井發(fā)展帶來的收益是顯而易見的。據(jù)了解，沒投用乏風(fēng)供熱系統(tǒng)時(shí)，井口燃煤鍋爐供熱會產(chǎn)生大量煙塵、二氧化硫等氣體，空氣污染比較嚴(yán)重。采用回風(fēng)余熱利用系統(tǒng)進(jìn)行井口加熱每年運(yùn)行費(fèi)用約13.1萬元，每年節(jié)約標(biāo)煤約為7503噸，減少二氧化碳排放量約為18434噸，減少二氧化硫排放量約為123噸，減少煙塵排放量39.3噸。公司在“利用余熱及清潔能源，替代燃煤鍋爐，讓藍(lán)天更藍(lán)”的實(shí)踐中緊緊把握能量這一關(guān)鍵點(diǎn)，把污水當(dāng)成“能源”，真正實(shí)現(xiàn)了以水當(dāng)油用的創(chuàng)舉。滴道盛和礦立井污水源熱泵系統(tǒng)于2022年9月開工建設(shè)，12月竣工并投入使用，為公司解鎖了新的資源循環(huán)利用鏈條。滴道盛和礦立井礦井水資源豐富，流量為每小時(shí)210立方米，水溫15攝氏度，一年四季水量及相關(guān)參數(shù)相對穩(wěn)定，可以添加在污水源熱泵系統(tǒng)里面，實(shí)現(xiàn)“以水當(dāng)油”。據(jù)了解，這個(gè)系統(tǒng)替代了兩臺傳統(tǒng)的4噸燃煤鍋爐，有效利用井下抽排上來的污水里蘊(yùn)含的熱能，通過循環(huán)介質(zhì)吸收、壓縮機(jī)升溫、高溫介質(zhì)釋放等環(huán)節(jié)，滿足了立井2萬多平方米建筑冬季采暖需求——讓污水成為帶來熱量的寶貴資源。同時(shí)，渾濁污水經(jīng)過混凝、沉淀、過濾等一系列工藝，被處理成接近飲用水標(biāo)準(zhǔn)的清潔水源，一部分可供井下灑水消塵、設(shè)備用水、選煤廠補(bǔ)水等工業(yè)復(fù)用水，一部分又用作洗浴、辦公、供熱等礦區(qū)生活用水，實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)復(fù)用。自2022年冬季供暖以來，設(shè)備運(yùn)行數(shù)量60%左右，室內(nèi)溫度達(dá)21至23°C，甚至有時(shí)可達(dá)到25到26°C，而這個(gè)系統(tǒng)也以效果良好、升溫快、用電量少、節(jié)省運(yùn)行成本等優(yōu)點(diǎn)為人稱道。后勤科科長杜學(xué)亮說：“雖然這種方式叫‘污’水源供暖，實(shí)際上卻是一種不可多得的清潔能源，它不會產(chǎn)生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵，比采用燃煤鍋爐每年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用62萬元。”滴道盛和礦立井選煤廠，原來采用兩臺蒸汽鍋爐才能滿足全廠區(qū)的供暖需求，自2022年，這個(gè)井投用空氣源熱泵機(jī)組后，供熱面積可達(dá)6千平方米，替代1臺燃煤鍋爐，運(yùn)行費(fèi)用是燃煤鍋爐的70%。原來，空氣源熱泵系統(tǒng)是這個(gè)井2022年10月投入使用的。它遵循逆卡諾循環(huán)原理，能夠克服原蒸汽系統(tǒng)遠(yuǎn)距離輸送的熱損耗大、供熱穩(wěn)定性差、易凍等缺陷。更令人驚喜的是，這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行無任何污染，不產(chǎn)生廢渣、廢水和廢氣，不會產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)，室外低溫亦可平穩(wěn)運(yùn)行，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。而且，空氣源熱泵機(jī)組，工作于兩個(gè)近似定溫的熱源之間，通過制冷工質(zhì)的相變吸熱與放熱，將低溫?zé)嵩吹臒崃總鬟f給高溫?zé)嵩矗瑥亩_(dá)到制冷或制熱的效果。簡而言之，在寒冷的冬季，空氣源熱泵系統(tǒng)可以從空氣中汲取熱能，轉(zhuǎn)化為可直接使用的高溫?zé)崴瑵M足建筑物采暖?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)成功應(yīng)用深受滴道盛和礦立井選煤廠員工的普遍認(rèn)可。有了成功經(jīng)驗(yàn)后，公司大力推進(jìn)清潔能源系統(tǒng)代替燃煤鍋爐的改造工程，其中，滴道盛和礦立井選煤廠二期工程將通過空氣源熱泵分布式供暖系統(tǒng)替代兩臺10噸和8噸燃煤蒸汽鍋爐，解決全廠的供熱問題；東海礦采用熱管熱泵技術(shù)對礦井乏風(fēng)余熱、礦井水余熱回收進(jìn)行綜合利用，也將淘汰4臺燃煤鍋爐……公司全力推進(jìn)環(huán)境治理和綠色礦山建設(shè)，一幅由“黑色印象”逐漸轉(zhuǎn)向“綠色新顏”的錦繡畫卷正在雞西礦區(qū)大地徐徐展開。
文字：孟泠男
圖片：于 海
視頻：林 莽
編輯：郝俊丹 唐雅楠 孫 宇
審核：孫 鵬 陳忠國 王 偉
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