淮北某煤礦供暖節能項目分析

倪浩翔

(淮北工業建筑設計院,安徽淮北 235000)

淮北某煤礦供暖節能項目分析

倪浩翔

(淮北工業建筑設計院,安徽淮北 235000)

針對淮北某煤礦供暖系統的節能、環保改造的現有狀況,簡要地提出了項目設計方案,同時對此項目的經濟和社會效益進行了詳盡的分析和介紹。

供暖系統;節能;環保

1 項目概況

淮北某煤礦北距淮北市中心6公里,企業地理位置優越,交通運輸方便、快捷。

該礦1966年投產,設計生產能力90萬噸/年,井下資源豐富,礦井現有工業儲量8700萬噸,可采儲量5100萬噸,煤炭質量優良,用途廣泛。建礦38年來,該礦共生產優質原煤5571萬噸,上繳利潤3億多元。全礦現有職工和家屬22300多人,其中在崗職工5406人。

2 淮北某煤礦目前供熱現狀

目前該礦冬季采暖和井口保溫、日常燒浴池均采用汽暖方式,采暖面積約15萬m2,總用汽量高峰時期約為40噸/小時。飽和蒸汽主要由某礦內3臺10t/h蒸汽鍋爐直接提供,家屬區內有兩臺6t/h的蒸汽鍋爐,由于年久失修,鍋爐已面臨報廢,正常生產時僅能保證設計供熱量的40%,在用汽高峰時期,很多地方不能保證供汽。

該礦工業廣場供汽管路大多為建礦以來鋪設,原有的蒸汽采暖系統滯后老化,衛生條件差,管道和散熱器銹蝕嚴重,維修量很大,“跑、冒、滴、漏”現象普遍,無回收凝結水裝置,凝結水直接由管道排出,余熱沒有加以利用,再加上蒸汽采暖方式本身耗能嚴重,導致浪費能源的情況相當嚴重。由于所需蒸汽量較大,造成鍋爐噸位較大,鍋爐以煤為燃料,加上除塵設備效率下降,由此帶來的煙塵、SO2及污水的排放大大超標,造成大量的環境污染,每年因此而被環保局罰款的數額巨大。

而目前該礦矸石電廠由于生產能力過剩,電發出來除了保證某煤礦生產需要之外,其余的電不能上網,賣不出去,造成供電能力過剩。經過核算,過剩部分可以保證提供0.4MPa的過熱蒸汽75t/h。如該煤礦能夠充分利用矸石電廠余熱,給礦井的生產生活使用,不但可以將工廠的鍋爐房及家屬區的鍋爐房替代,減少燃煤鍋爐房對大氣的污染,節約大量燃煤;同時由于余熱的充分利用,可以大大提高電廠的經濟效益。

3 項目設計方案

3.1 設計依據

(1)該礦平面圖建筑物面積及位置;

(2)《采暖通風與空氣調節設計規范》(GBJ19-87, 2001年版);

(3)《煤炭工業礦井設計規范》(GB50215-2005);

(4)《全國民用建筑工程設計技術措施 暖通空調,動力》;

3.2 根據該礦室外氣象參數及室內采暖計算溫度計算出供熱負荷

(1)采暖

依據礦上提供的所需采暖建筑物的情況,設置集中采暖系統,采暖熱媒為95～70℃,采暖總負荷為31610kW。

(2)生產用熱

礦井井筒防凍空氣加熱,通過空氣加熱器加熱后的熱風與冷風混合溫度為2℃時,進入井筒。井筒空氣加熱所需熱負荷5550kW。

(3)生活供熱

礦井浴室使用0.4MPa飽和蒸汽,浴室所需熱水由蒸汽直接加熱至40℃,浴池加熱時間2小時。

①浴池熱負荷為11821kW

②水池熱負荷為18488kW

③茶水熱負荷為557kW

④蒸餾水熱負荷為210kW熱量

⑤烘干室熱負荷為150kW

總計生活用熱量:18488+557+150+210=19405 kW

(4)供熱總負荷

折合蒸汽量75t/h

3.3 項目設計方案

本項目熱源由熱電廠集中熱源所產生的壓力0.4MPa蒸汽,通過兩路蒸汽管道供給某礦采暖,一路管徑為DN300,進到工業廣場內的鍋爐房內的鍋爐房分汽缸,由分汽缸分出一路進汽一水交換器制備95℃～70℃的熱水,供各建筑物的供暖系統;另一路供應其他用汽點。一路管徑為DN450,分別供應家屬區內的東區、西區和北區內的汽一水交換器。

礦內選用1臺SJZQIII-N-3.5-B3E高效智能汽水換熱器,蒸汽壓力 0.4MPa,耗汽量 5.21t/h,換熱量3500kw。家屬區內選用3臺SJZQIII-N-9.8-B3E高效智能汽水換熱器,蒸汽壓力0.4MPa,耗汽量42.8t/h,換熱量30100kw。

工業廣場內的3臺鍋爐和家屬區內的兩臺鍋爐拆除。另外對除需用汽之外的系統全部改為熱水采暖。

改造前后系統流程圖:

改造前系統流程

改造后系統流程

4 項目節能分析

4.1 節能改造前的用能情況

改造前共有5臺蒸汽鍋爐,其中工業廣場內有3臺10t/h蒸汽鍋爐,家屬區內有2臺6t/h蒸汽鍋爐。由于鍋爐已經超期服役,設備陳舊,導致換熱效率嚴重下降、煤耗增加嚴重,是能源浪費的主要問題。其次,某煤矸石電廠由于生產能力過剩,電發出來除了保證某煤礦生產需要之外其余的電不能上網,賣不出去,造成供電能力過剩,對能源也是一種浪費。

4.2 節能改造后的用能情況

改造后,拆除5臺蒸汽鍋爐,這一部分的煤耗就不存在了。另外,改造后所利用的是某煤矸石電廠過剩的余汽,把原本要浪費掉的能源利用起來了,達到了很好的節能效果。

4.3 節能改造前后的能耗情況對照表

年耗煤量計算方法:

年耗煤量=(Q1×3600/Q2/η)×N×1600

Q1:1t/h蒸汽熱值;

Q2:標煤發熱值;

η:鍋爐效率;

N:鍋爐總噸位;

1600:年運行時間。

電能折算計算方法:

即1萬千瓦時電能折算成3.3647噸標準煤(安徽省2007年統計的供電煤耗)。

節能改造前的能耗表

節能改造后的能耗表

從以上兩表對比可以看出,節能項目實施后,年節能量13132噸標準煤。

5 項目經濟、社會效益分析

蒸汽采暖與熱水采暖的運行費用比較

當前,我國節能減排面臨的形勢十分嚴峻。我國“十一五”規劃綱要提出,“十一五”期間單位國內生產總值能耗降低20%左右、主要污染物排放總量減少10%。

本項目利用電廠的余汽對某礦的供暖系統進行改造,是符合國家的節能減排政策的。它所產生的項目效益主要是減少鍋爐煙塵對大氣的污染、改善生產條件和職工的生活條件。通過改造,每年可以減少向大氣排放的煙塵近1200噸,SO2近1000噸,可為企業節約2000多萬元,具有良好的社會效益和經濟效益。對企業來說,它既改善了職工的生產和生活條件,又可以為職工帶來福利。它在技術上是可以實現的,改造后所產生的經濟效益和社會效益也是非常顯著的。

責任編輯:石柏勝

TK11+4

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1671-8275(2010)03-0132-02

2010-01-02

倪浩翔(1974-),男,安徽懷遠人,淮北工業建筑設計院工程師。