熱泵項(xiàng)目——協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹課件

1、熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹1 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹2 應(yīng)用背景 國(guó)之大勢(shì)：國(guó)之大勢(shì)： 國(guó)家大的政策及節(jié)能降耗明確任務(wù)指標(biāo)的下達(dá)國(guó)家大的政策及節(jié)能降耗明確任務(wù)指標(biāo)的下達(dá) 山東省政府于山東省政府于2005年在山東省經(jīng)貿(mào)委資源節(jié)約處年在山東省經(jīng)貿(mào)委資源節(jié)約處 基礎(chǔ)上成立山東省節(jié)能綜合利用辦公室基礎(chǔ)上成立山東省節(jié)能綜合利用辦公室,并在同年并在同年 底與各大企事業(yè)單位一把手簽訂節(jié)能降耗責(zé)任書底與各大企事業(yè)單位一把手簽訂節(jié)能降耗責(zé)任書 國(guó)有重點(diǎn)工礦企業(yè)都面臨著節(jié)能降耗的巨大任務(wù)國(guó)有重點(diǎn)工礦企業(yè)都面臨著節(jié)能降耗的巨大任務(wù) 壓力壓力 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹3 應(yīng)用背景 企業(yè)需求：企業(yè)需求： 新礦集團(tuán)是山東

2、省新礦集團(tuán)是山東省4大礦業(yè)集團(tuán)之一大礦業(yè)集團(tuán)之一,早在早在05年初年初 即確立節(jié)能降耗減排的兩條途徑即確立節(jié)能降耗減排的兩條途徑: 加快傳統(tǒng)設(shè)備傳統(tǒng)工藝改造加快傳統(tǒng)設(shè)備傳統(tǒng)工藝改造 加快新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用加快新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用 與我們相關(guān)的是與我們相關(guān)的是: 在整個(gè)新礦集團(tuán)在整個(gè)新礦集團(tuán)(煤炭產(chǎn)業(yè)和非煤產(chǎn)業(yè)煤炭產(chǎn)業(yè)和非煤產(chǎn)業(yè))傳統(tǒng)傳統(tǒng) 鍋爐供熱改造及新型中央空調(diào)形式的應(yīng)用鍋爐供熱改造及新型中央空調(diào)形式的應(yīng)用 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹4 項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景 優(yōu)勢(shì)條件優(yōu)勢(shì)條件: : 在礦山的生產(chǎn)過程中，有大量的礦井水涌出，在礦山的生產(chǎn)過程中，有大量的礦井水涌出， 為保證安全生產(chǎn)礦井水必須排出為保證安全生

3、產(chǎn)礦井水必須排出. . 一般礦井日排水量高達(dá)幾千立方，且常年水溫一般礦井日排水量高達(dá)幾千立方，且常年水溫 恒定在恒定在2020左右。左右。 為保障正常生產(chǎn)、生活，煤礦自身存在大量的為保障正常生產(chǎn)、生活，煤礦自身存在大量的 冷、熱需求冷、熱需求 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹5 項(xiàng)目開端 項(xiàng)目開端：項(xiàng)目開端： 2006年年1月月1日日,新礦集團(tuán)董事長(zhǎng)郎慶田考察新礦集團(tuán)董事長(zhǎng)郎慶田考察 我公司水源熱泵用戶我公司水源熱泵用戶-濟(jì)南臥虎山滑雪場(chǎng)濟(jì)南臥虎山滑雪場(chǎng) 認(rèn)為水源熱泵技術(shù)在新礦集團(tuán)在替代燃煤認(rèn)為水源熱泵技術(shù)在新礦集團(tuán)在替代燃煤 鍋爐，節(jié)能降耗減排方面具有非常好的實(shí)際應(yīng)用鍋爐，節(jié)能降耗減排方面具有非常好

4、的實(shí)際應(yīng)用 價(jià)值價(jià)值,并責(zé)成環(huán)保處牽頭首先做一個(gè)試驗(yàn)性項(xiàng)目并責(zé)成環(huán)保處牽頭首先做一個(gè)試驗(yàn)性項(xiàng)目 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹6 協(xié)莊煤礦為新礦集團(tuán)最大的單體礦井。協(xié)莊煤礦為新礦集團(tuán)最大的單體礦井。 年產(chǎn)煤量年產(chǎn)煤量200萬噸以上萬噸以上 礦井深度礦井深度900多米多米 為保障正常生產(chǎn)，地下礦井需通過付立井井口常年送風(fēng)為保障正常生產(chǎn)，地下礦井需通過付立井井口常年送風(fēng) 井口風(fēng)速約井口風(fēng)速約6m/s 風(fēng)量為風(fēng)量為60萬方萬方/時(shí)時(shí) 冬季為防止井口結(jié)冰掉落砸傷工人，進(jìn)入井口的空氣溫冬季為防止井口結(jié)冰掉落砸傷工人，進(jìn)入井口的空氣溫 度采用鍋爐供熱確保不能低于度采用鍋爐供熱確保不能低于4.5 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦

5、項(xiàng)目介紹7 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹8 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹9 協(xié)莊煤礦地面建筑平面布置圖協(xié)莊煤礦地面建筑平面布置圖 鍋爐房鍋爐房 水池水池 井口井口 電廠電廠 辦公生活區(qū)辦公生活區(qū) 候車室候車室 水池水池 礦井水礦井水 排放排放 鍋爐供熱鍋爐供熱 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹10 原鍋爐系統(tǒng)：原鍋爐系統(tǒng)： 原采用原采用2 2* *4 4噸鍋爐噸鍋爐（一用一備），（一用一備），供供120120蒸汽。蒸汽。 每臺(tái)燃煤鍋爐提供約每臺(tái)燃煤鍋爐提供約240240萬萬-270-270萬大卡熱萬大卡熱 量，合量，合 3150KW3150KW 末端采用鋼管穿鋼片散熱器末端采用鋼管穿鋼片散熱器 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤

6、礦項(xiàng)目介紹11 原鍋爐系統(tǒng)存在問題：原鍋爐系統(tǒng)存在問題： 運(yùn)行費(fèi)用太高運(yùn)行費(fèi)用太高 105萬元萬元 污染排放嚴(yán)重污染排放嚴(yán)重 排污費(fèi)排污費(fèi)10萬元萬元/年年 鍋爐系統(tǒng)老化鍋爐系統(tǒng)老化,煤炭燃燒利用效率低煤炭燃燒利用效率低 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹12 現(xiàn)場(chǎng)條件現(xiàn)場(chǎng)條件: : 水源條件水源條件: :礦井水豐富礦井水豐富 平均平均7200-80007200-8000方方/ /日涌水量日涌水量 間歇性排放間歇性排放 水溫水溫:17-19:17-19 可接入自備電廠冷卻水可接入自備電廠冷卻水 機(jī)房條件機(jī)房條件:原鍋爐房原鍋爐房225 (15m*15m) 電力條件電力條件:具備具備380V工業(yè)用電工業(yè)用

7、電 其他條件其他條件: 鍋爐房到付立井口約鍋爐房到付立井口約150米米 礦井水排水口緊挨鍋爐房礦井水排水口緊挨鍋爐房 原鍋爐房旁邊有原鍋爐房旁邊有2座水容量為座水容量為1000方的水池方的水池 冬季水池中礦井水溫度最低為冬季水池中礦井水溫度最低為9-12-12 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹13 采用水源熱泵替代原燃煤鍋爐用于付立井口冬采用水源熱泵替代原燃煤鍋爐用于付立井口冬 季供熱季供熱,確保冬季井口進(jìn)風(fēng)溫度確保冬季井口進(jìn)風(fēng)溫度不低于不低于4.5 采用新風(fēng)空調(diào)機(jī)組替代原暖氣片采用新風(fēng)空調(diào)機(jī)組替代原暖氣片 原有的蒸汽供熱管路系統(tǒng)須重新更換原有的蒸汽供熱管路系統(tǒng)須重新更換 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹14

8、 項(xiàng)目論證階段的兩個(gè)擔(dān)心項(xiàng)目論證階段的兩個(gè)擔(dān)心: 水源熱泵供熱溫度水源熱泵供熱溫度45-50情況下情況下能否保證井能否保證井 口升溫需要口升溫需要. 關(guān)于礦井水能否直接利用問題關(guān)于礦井水能否直接利用問題 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹15 水源熱泵選型計(jì)算：水源熱泵選型計(jì)算： 室外溫度室外溫度處理溫度處理溫度所需熱負(fù)荷所需熱負(fù)荷KW -1054489.2 -1064859 -1255007.35 -1265377.15 -1355263.2 -1365633 -1555762 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹16 末端選型計(jì)算：末端選型計(jì)算： 30000m30000m3 3/H/H的組合式空調(diào)器的組合式空調(diào)

9、器1616臺(tái)臺(tái)， 換熱量換熱量：427 KW427 KW1616臺(tái)臺(tái)=5616 KW=5616 KW； 120000m120000m3 3/H/H的組合式空調(diào)器的組合式空調(diào)器1 1臺(tái)臺(tái)， 換熱量換熱量：1797 KW1797 KW1 1臺(tái)臺(tái)=1797 KW=1797 KW； （5616+17975616+1797）新風(fēng)工況熱量修正系數(shù)新風(fēng)工況熱量修正系數(shù)0.75=5559.75 KW0.75=5559.75 KW。 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹17 安全性考慮：安全性考慮： 根據(jù)最低氣溫在根據(jù)最低氣溫在-15-15時(shí)選取機(jī)組負(fù)荷，為使時(shí)選取機(jī)組負(fù)荷，為使 井口不結(jié)冰，保證送風(fēng)溫度井口不結(jié)冰，保證送

10、風(fēng)溫度4.54.5以上，必須以上，必須 提供提供5600 KW5600 KW熱量。熱量。 水源水工況按冬季水源水工況按冬季9 9最低情況作為計(jì)算依據(jù)最低情況作為計(jì)算依據(jù) 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹18 可行性考慮：可行性考慮： 關(guān)于礦井水的應(yīng)用關(guān)于礦井水的應(yīng)用: : 一般意義的礦井水指的是煤礦在采掘過程中的滲透水一般意義的礦井水指的是煤礦在采掘過程中的滲透水, ,在在 地下坑道中先匯流集中地下坑道中先匯流集中, ,經(jīng)沉淀后排至地面進(jìn)行凈化處經(jīng)沉淀后排至地面進(jìn)行凈化處 理理. .協(xié)莊礦所采用的是處理以后的礦井水協(xié)莊礦所采用的是處理以后的礦井水, ,水質(zhì)較好水質(zhì)較好. .可可 以直接應(yīng)用以直接應(yīng)用.

11、 . 關(guān)于水源水量的調(diào)節(jié)關(guān)于水源水量的調(diào)節(jié): : 考慮到礦井水排放的間歇性考慮到礦井水排放的間歇性, ,采用兩個(gè)水池進(jìn)行水量調(diào)采用兩個(gè)水池進(jìn)行水量調(diào) 節(jié)補(bǔ)充節(jié)補(bǔ)充, ,確保滿負(fù)荷時(shí)確保滿負(fù)荷時(shí)2424小時(shí)不間斷運(yùn)行小時(shí)不間斷運(yùn)行 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹19 設(shè)備選型結(jié)論：設(shè)備選型結(jié)論： 主機(jī)選擇水源熱泵機(jī)組主機(jī)選擇水源熱泵機(jī)組3 3臺(tái)；臺(tái)； 末端選擇組合式空調(diào)機(jī)組末端選擇組合式空調(diào)機(jī)組1616臺(tái)；臺(tái)； 末端選擇組合式空調(diào)機(jī)組末端選擇組合式空調(diào)機(jī)組1 1臺(tái)臺(tái). . 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹20 設(shè)備選型結(jié)論：設(shè)備選型結(jié)論： 當(dāng)冬季水池水溫為當(dāng)冬季水池水溫為99時(shí)，偏離水源熱泵機(jī)組時(shí)，偏離水源熱

12、泵機(jī)組 額定運(yùn)行工礦額定運(yùn)行工礦66，機(jī)組實(shí)際運(yùn)行參數(shù)為額定，機(jī)組實(shí)際運(yùn)行參數(shù)為額定 工況效率的工況效率的94%94%， 即：即：185118513 394%=5219.82KW94%=5219.82KW 5559.75 KW5559.75 KW 5219.82KW =1.06 5219.82KW =1.06 主機(jī)、末端配比符合空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范。主機(jī)、末端配比符合空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范。 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹21 運(yùn)行使用預(yù)計(jì)：運(yùn)行使用預(yù)計(jì)： 當(dāng)當(dāng)1 1臺(tái)水源熱泵機(jī)組臺(tái)水源熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，可滿足室外環(huán)境溫運(yùn)行時(shí)，可滿足室外環(huán)境溫 度度-5-5時(shí)的工況，保證井口送風(fēng)溫度時(shí)的工況，保證井口送風(fēng)溫度44左右。

13、左右。 當(dāng)當(dāng)2 2臺(tái)水源熱泵機(jī)組臺(tái)水源熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，可滿足室外環(huán)境溫運(yùn)行時(shí)，可滿足室外環(huán)境溫 度度-9-9時(shí)的工況，保證井口送風(fēng)溫度時(shí)的工況，保證井口送風(fēng)溫度55左右。左右。 當(dāng)當(dāng)3 3臺(tái)水源熱泵機(jī)組臺(tái)水源熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，可滿足室外環(huán)境溫運(yùn)行時(shí)，可滿足室外環(huán)境溫 度度-15-15時(shí)的工況，保證井口送風(fēng)溫度時(shí)的工況，保證井口送風(fēng)溫度55左右。左右。 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹22 1號(hào)水池號(hào)水池 沉淀沉淀 三臺(tái)水源熱泵機(jī)組三臺(tái)水源熱泵機(jī)組 17-19礦井水礦井水 2號(hào)水池號(hào)水池 5-7 水排放水排放 (預(yù)留電廠冷卻水接口預(yù)留電廠冷卻水接口) 45-5040-45 機(jī)房系統(tǒng)示意圖機(jī)房系統(tǒng)示意圖 1

14、5 水進(jìn)機(jī)組水進(jìn)機(jī)組 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹23 井口井口 巷道巷道 巷道巷道 室外冷風(fēng)室外冷風(fēng) 室外冷風(fēng)室外冷風(fēng) 井口升溫示意圖井口升溫示意圖 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹24 使使 用情況介紹用情況介紹 運(yùn)行 天數(shù) 運(yùn)行時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)環(huán)境溫度 送風(fēng) 溫度 機(jī)組 耗電量 11月11天201小時(shí)55分 1、2、3號(hào)機(jī) 組輪 換開啟 -114109978度 12月31天607小時(shí)03分大部分時(shí)間2臺(tái)運(yùn)行-2-711341178度 1月27天557小時(shí)53分大部分時(shí)間2臺(tái)運(yùn)行-4-69290658度 2月22天229小時(shí)25分大部分時(shí)間1臺(tái)運(yùn)行0-410108449度 2007年 總計(jì) 91天天159

15、6小時(shí)小時(shí)16分分9850263度度 2007年，機(jī)組耗電量年，機(jī)組耗電量850263度，水泵耗電量度，水泵耗電量199500度，系統(tǒng)總耗電量度，系統(tǒng)總耗電量1049763度，合計(jì)運(yùn)度，合計(jì)運(yùn) 行費(fèi)用行費(fèi)用50.38萬元。萬元。 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹25 綜綜 合投資回報(bào)合投資回報(bào) 投資回報(bào)投資回報(bào) 類別 年限 水源熱泵機(jī)組 設(shè)備投資+年運(yùn)行費(fèi)用+維護(hù) 鍋爐 設(shè)備投資+年運(yùn)行費(fèi)用+維護(hù) 1400 x0.8+521+21=374150+1051+61=261 2400 x0.8+522+22=428150+1052+62=372 3400 x0.8+523+23=482150+1053+63

16、=483 4400 x0.8+524+24=536150+1054+64=594 5400 x0.8+525+25=590150+1055+65=705 6400 x0.8+526+26=644150+1056+66=816 7400 x0.8+527+27=698150+1057+67=927 8400 x0.8+528+28=752150+1058+68=1038 9400 x0.8+529+29=806150+1059+69=1149 10400 x0.8+5210+210=860150+150+10510+610=1410 12400 x0.8+6012+312=1076150+150

17、+10512+612=1632 16400 x0.8+6016+316=132810382=2076 注注:水源熱泵機(jī)組不僅冬天可以制熱水源熱泵機(jī)組不僅冬天可以制熱,夏天還可以制冷夏天還可以制冷.因此因此,冬天設(shè)備使用投資按照冬天設(shè)備使用投資按照 機(jī)組價(jià)格機(jī)組價(jià)格80%計(jì)算計(jì)算. 由于煤炭資源的不可再生性由于煤炭資源的不可再生性,隨著時(shí)間的推移隨著時(shí)間的推移,煤炭?jī)r(jià)格必定上漲煤炭?jī)r(jià)格必定上漲,造成鍋爐的運(yùn)行費(fèi)用必定會(huì)增加造成鍋爐的運(yùn)行費(fèi)用必定會(huì)增加.而水而水 源熱泵機(jī)組的運(yùn)行費(fèi)用則不會(huì)有太大變化源熱泵機(jī)組的運(yùn)行費(fèi)用則不會(huì)有太大變化. 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹26 綜綜 合投資回報(bào)合投資回報(bào) 由

18、上表可以看出由上表可以看出, ,水源熱泵機(jī)組使用三年時(shí)的水源熱泵機(jī)組使用三年時(shí)的 投資運(yùn)行總費(fèi)用就可以小于使用鍋爐的費(fèi)用投資運(yùn)行總費(fèi)用就可以小于使用鍋爐的費(fèi)用. . 使用使用1616年時(shí)年時(shí), ,熱泵機(jī)組的總費(fèi)用可以比使用鍋熱泵機(jī)組的總費(fèi)用可以比使用鍋 爐節(jié)省爐節(jié)省700700多萬多萬! !水源熱泵機(jī)組的使用時(shí)間越長(zhǎng)水源熱泵機(jī)組的使用時(shí)間越長(zhǎng), , 投資回報(bào)越大投資回報(bào)越大. . 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹27 使使 用情況介紹用情況介紹 水源熱泵系統(tǒng)實(shí)施后特點(diǎn)水源熱泵系統(tǒng)實(shí)施后特點(diǎn) 使協(xié)莊煤礦礦井水使協(xié)莊煤礦礦井水資源得到綜合利用，對(duì)新礦集團(tuán)發(fā)展循資源得到綜合利用，對(duì)新礦集團(tuán)發(fā)展循 環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)

19、現(xiàn)節(jié)能降耗減排目標(biāo)做出重要貢獻(xiàn)，單井口供環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗減排目標(biāo)做出重要貢獻(xiàn)，單井口供 暖這一項(xiàng)就暖這一項(xiàng)就節(jié)能降耗節(jié)能降耗57%。 項(xiàng)目實(shí)施后使付立井井口升溫?cái)[脫了鍋爐供暖，每年項(xiàng)目實(shí)施后使付立井井口升溫?cái)[脫了鍋爐供暖，每年節(jié)約節(jié)約 了生產(chǎn)成本了生產(chǎn)成本6060余萬元余萬元。 與鍋爐相比與鍋爐相比環(huán)保環(huán)保性得到充分體現(xiàn)，避免和減少了環(huán)保部門性得到充分體現(xiàn)，避免和減少了環(huán)保部門 的經(jīng)常性檢查的經(jīng)常性檢查 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹28 使用情況介紹使用情況介紹 水源熱泵系統(tǒng)實(shí)施后特點(diǎn)水源熱泵系統(tǒng)實(shí)施后特點(diǎn) 節(jié)省了人力資源節(jié)省了人力資源，熱泵技術(shù)能實(shí)現(xiàn)很高的自動(dòng)化管理，維，熱泵技術(shù)能實(shí)現(xiàn)很高的

20、自動(dòng)化管理，維 護(hù)、維修工作量很小。減少操作工人護(hù)、維修工作量很小。減少操作工人2 2名名 在在2007年年7月進(jìn)行了整個(gè)系統(tǒng)的制冷運(yùn)行調(diào)試，并取得了圓月進(jìn)行了整個(gè)系統(tǒng)的制冷運(yùn)行調(diào)試，并取得了圓 滿成功，為后期礦區(qū)辦公樓、住宅區(qū)、工業(yè)設(shè)備降溫等方滿成功，為后期礦區(qū)辦公樓、住宅區(qū)、工業(yè)設(shè)備降溫等方 面的應(yīng)用提供了廣闊的市場(chǎng)空間。面的應(yīng)用提供了廣闊的市場(chǎng)空間。 熱泵項(xiàng)目協(xié)莊煤礦項(xiàng)目介紹29 使使 用情況介紹用情況介紹 水源熱泵系統(tǒng)實(shí)施后成果水源熱泵系統(tǒng)實(shí)施后成果 新汶礦業(yè)集團(tuán)及協(xié)莊煤礦領(lǐng)導(dǎo)，于新汶礦業(yè)集團(tuán)及協(xié)莊煤礦領(lǐng)導(dǎo)，于2006年年12月份向月份向 山東省節(jié)能辦公室、國(guó)資委、經(jīng)貿(mào)委提出申報(bào)山東省節(jié)能辦公室、國(guó)資委、經(jīng)貿(mào)委提出申報(bào)2006- 2007年度年度“百項(xiàng)節(jié)能項(xiàng)目科技項(xiàng)目百項(xiàng)節(jié)能項(xiàng)目科技項(xiàng)目”成果報(bào)告。在申成果報(bào)告。在申 報(bào)期間，邀請(qǐng)相關(guān)省市領(lǐng)導(dǎo)親臨現(xiàn)場(chǎng)考察，并在泰安報(bào)期