熱泵項目——協(xié)莊煤礦項目介紹課件

1、熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹1 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹2 應用背景 國之大勢：國之大勢： 國家大的政策及節(jié)能降耗明確任務指標的下達國家大的政策及節(jié)能降耗明確任務指標的下達 山東省政府于山東省政府于2005年在山東省經(jīng)貿委資源節(jié)約處年在山東省經(jīng)貿委資源節(jié)約處 基礎上成立山東省節(jié)能綜合利用辦公室基礎上成立山東省節(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)能降耗責任書底與各大企事業(yè)單位一把手簽訂節(jié)能降耗責任書 國有重點工礦企業(yè)都面臨著節(jié)能降耗的巨大任務國有重點工礦企業(yè)都面臨著節(jié)能降耗的巨大任務 壓力壓力 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹3 應用背景 企業(yè)需求：企業(yè)需求： 新礦集團是山東

2、省新礦集團是山東省4大礦業(yè)集團之一大礦業(yè)集團之一,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)設備傳統(tǒng)工藝改造加快傳統(tǒng)設備傳統(tǒng)工藝改造 加快新技術的開發(fā)應用加快新技術的開發(fā)應用 與我們相關的是與我們相關的是: 在整個新礦集團在整個新礦集團(煤炭產業(yè)和非煤產業(yè)煤炭產業(yè)和非煤產業(yè))傳統(tǒng)傳統(tǒng) 鍋爐供熱改造及新型中央空調形式的應用鍋爐供熱改造及新型中央空調形式的應用 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹4 項目背景項目背景 優(yōu)勢條件優(yōu)勢條件: : 在礦山的生產過程中，有大量的礦井水涌出，在礦山的生產過程中，有大量的礦井水涌出， 為保證安全生產礦井水必須排出為保證安全生

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

4、的實際應用 價值價值,并責成環(huán)保處牽頭首先做一個試驗性項目并責成環(huán)保處牽頭首先做一個試驗性項目 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹6 協(xié)莊煤礦為新礦集團最大的單體礦井。協(xié)莊煤礦為新礦集團最大的單體礦井。 年產煤量年產煤量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，地下礦井需通過付立井井口常年送風為保障正常生產，地下礦井需通過付立井井口常年送風 井口風速約井口風速約6m/s 風量為風量為60萬方萬方/時時 冬季為防止井口結冰掉落砸傷工人，進入井口的空氣溫冬季為防止井口結冰掉落砸傷工人，進入井口的空氣溫 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 熱泵項目協(xié)莊煤礦

5、項目介紹7 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹8 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹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 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹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。 每臺燃煤鍋爐提供約每臺燃煤鍋爐提供約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 熱泵項目協(xié)莊煤

6、礦項目介紹11 原鍋爐系統(tǒng)存在問題：原鍋爐系統(tǒng)存在問題： 運行費用太高運行費用太高 105萬元萬元 污染排放嚴重污染排放嚴重 排污費排污費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 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹12 現(xiàn)場條件現(xiàn)場條件: : 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 機房條件機房條件: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 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹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,確保冬季井口進風溫度確保冬季井口進風溫度不低于不低于4.5 采用新風空調機組替代原暖氣片采用新風空調機組替代原暖氣片 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 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹14

8、 項目論證階段的兩個擔心項目論證階段的兩個擔心: 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. 關于礦井水能否直接利用問題關于礦井水能否直接利用問題 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹15 水源熱泵選型計算：水源熱泵選型計算： 室外溫度室外溫度處理溫度處理溫度所需熱負荷所需熱負荷KW -1054489.2 -1064859 -1255007.35 -1265377.15 -1355263.2 -1365633 -1555762 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹16 末端選型計算：末端選型計算： 30000m30000m3 3/H/H的組合式空調器的組合式空調

9、器1616臺臺， 換熱量換熱量：427 KW427 KW1616臺臺=5616 KW=5616 KW； 120000m120000m3 3/H/H的組合式空調器的組合式空調器1 1臺臺， 換熱量換熱量：1797 KW1797 KW1 1臺臺=1797 KW=1797 KW； （5616+17975616+1797）新風工況熱量修正系數(shù)新風工況熱量修正系數(shù)0.75=5559.75 KW0.75=5559.75 KW。 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹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時選取機組負荷，為使時選取機組負荷，為使 井口不結冰，保證送風溫度井口不結冰，保證送

10、風溫度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最低情況作為計算依據(jù)最低情況作為計算依據(jù) 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹18 可行性考慮：可行性考慮： 關于礦井水的應用關于礦井水的應用: : 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)沉淀后排至地面進行凈化處經(jīng)沉淀后排至地面進行凈化處 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, ,水質較好水質較好. .可可 以直接應用以直接應用.

11、 . 關于水源水量的調節(jié)關于水源水量的調節(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, ,采用兩個水池進行水量調采用兩個水池進行水量調 節(jié)補充節(jié)補充, ,確保滿負荷時確保滿負荷時2424小時不間斷運行小時不間斷運行 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹19 設備選型結論：設備選型結論： 主機選擇水源熱泵機組主機選擇水源熱泵機組3 3臺；臺； 末端選擇組合式空調機組末端選擇組合式空調機組1616臺；臺； 末端選擇組合式空調機組末端選擇組合式空調機組1 1臺臺. . 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹20 設備選型結論：設備選型結論： 當冬季水池水溫為當冬季水池水溫為99時，偏離水源熱泵機組時，偏離水源熱

12、泵機組 額定運行工礦額定運行工礦66，機組實際運行參數(shù)為額定，機組實際運行參數(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、末端配比符合空調設計規(guī)范。主機、末端配比符合空調設計規(guī)范。 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹21 運行使用預計：運行使用預計： 當當1 1臺水源熱泵機組臺水源熱泵機組運行時，可滿足室外環(huán)境溫運行時，可滿足室外環(huán)境溫 度度-5-5時的工況，保證井口送風溫度時的工況，保證井口送風溫度44左右。

13、左右。 當當2 2臺水源熱泵機組臺水源熱泵機組運行時，可滿足室外環(huán)境溫運行時，可滿足室外環(huán)境溫 度度-9-9時的工況，保證井口送風溫度時的工況，保證井口送風溫度55左右。左右。 當當3 3臺水源熱泵機組臺水源熱泵機組運行時，可滿足室外環(huán)境溫運行時，可滿足室外環(huán)境溫 度度-15-15時的工況，保證井口送風溫度時的工況，保證井口送風溫度55左右。左右。 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹22 1號水池號水池 沉淀沉淀 三臺水源熱泵機組三臺水源熱泵機組 17-19礦井水礦井水 2號水池號水池 5-7 水排放水排放 (預留電廠冷卻水接口預留電廠冷卻水接口) 45-5040-45 機房系統(tǒng)示意圖機房系統(tǒng)示意圖 1

14、5 水進機組水進機組 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹23 井口井口 巷道巷道 巷道巷道 室外冷風室外冷風 室外冷風室外冷風 井口升溫示意圖井口升溫示意圖 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹24 使使 用情況介紹用情況介紹 運行 天數(shù) 運行時間運行狀態(tài)環(huán)境溫度 送風 溫度 機組 耗電量 11月11天201小時55分 1、2、3號機 組輪 換開啟 -114109978度 12月31天607小時03分大部分時間2臺運行-2-711341178度 1月27天557小時53分大部分時間2臺運行-4-69290658度 2月22天229小時25分大部分時間1臺運行0-410108449度 2007年 總計 91天天159

15、6小時小時16分分9850263度度 2007年，機組耗電量年，機組耗電量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，合計運度，合計運 行費用行費用50.38萬元。萬元。 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹25 綜綜 合投資回報合投資回報 投資回報投資回報 類別 年限 水源熱泵機組 設備投資+年運行費用+維護 鍋爐 設備投資+年運行費用+維護 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:水源熱泵機組不僅冬天可以制熱水源熱泵機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,冬天設備使用投資按照冬天設備使用投資按照 機組價格機組價格80%計算計算. 由于煤炭資源的不可再生性由于煤炭資源的不可再生性,隨著時間的推移隨著時間的推移,煤炭價格必定上漲煤炭價格必定上漲,造成鍋爐的運行費用必定會增加造成鍋爐的運行費用必定會增加.而水而水 源熱泵機組的運行費用則不會有太大變化源熱泵機組的運行費用則不會有太大變化. 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹26 綜綜 合投資回報合投資回報 由

18、上表可以看出由上表可以看出, ,水源熱泵機組使用三年時的水源熱泵機組使用三年時的 投資運行總費用就可以小于使用鍋爐的費用投資運行總費用就可以小于使用鍋爐的費用. . 使用使用1616年時年時, ,熱泵機組的總費用可以比使用鍋熱泵機組的總費用可以比使用鍋 爐節(jié)省爐節(jié)省700700多萬多萬! !水源熱泵機組的使用時間越長水源熱泵機組的使用時間越長, , 投資回報越大投資回報越大. . 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹27 使使 用情況介紹用情況介紹 水源熱泵系統(tǒng)實施后特點水源熱泵系統(tǒng)實施后特點 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，對新礦集團發(fā)展循資源得到綜合利用，對新礦集團發(fā)展循 環(huán)經(jīng)濟，實

19、現(xiàn)節(jié)能降耗減排目標做出重要貢獻，單井口供環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)節(jié)能降耗減排目標做出重要貢獻，單井口供 暖這一項就暖這一項就節(jié)能降耗節(jié)能降耗57%。 項目實施后使付立井井口升溫擺脫了鍋爐供暖，每年項目實施后使付立井井口升溫擺脫了鍋爐供暖，每年節(jié)約節(jié)約 了生產成本了生產成本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 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹28 使用情況介紹使用情況介紹 水源熱泵系統(tǒng)實施后特點水源熱泵系統(tǒng)實施后特點 節(jié)省了人力資源節(jié)省了人力資源，熱泵技術能實現(xiàn)很高的自動化管理，維，熱泵技術能實現(xiàn)很高的

20、自動化管理，維 護、維修工作量很小。減少操作工人護、維修工作量很小。減少操作工人2 2名名 在在2007年年7月進行了整個系統(tǒng)的制冷運行調試，并取得了圓月進行了整個系統(tǒng)的制冷運行調試，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)設備降溫等方 面的應用提供了廣闊的市場空間。面的應用提供了廣闊的市場空間。 熱泵項目協(xié)莊煤礦項目介紹29 使使 用情況介紹用情況介紹 水源熱泵系統(tǒng)實施后成果水源熱泵系統(tǒng)實施后成果 新汶礦業(yè)集團及協(xié)莊煤礦領導，于新汶礦業(yè)集團及協(xié)莊煤礦領導，于2006年年12月份向月份向 山東省節(jié)能辦公室、國資委、經(jīng)貿委提出申報山東省節(jié)能辦公室、國資委、經(jīng)貿委提出申報2006- 2007年度年度“百項節(jié)能項目科技項目百項節(jié)能項目科技項目”成果報告。在申成果報告。在申 報期間，邀請相關省市領導親臨現(xiàn)場考察，并在泰安報期