赵家寨煤矿综余技术方案.docx
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赵家寨煤矿综余技术方案
新郑煤电公司赵家寨煤矿
综合余热回收利用项目技术方案
河南蓝海节能技术服务有限公司
二○一七年八月
第章项目实施方案
项目总述
供热负荷分析
可利用余热分析
方案概述
第章项目投资运行分析
项目概述
项目节能措施
改造后系统全年运行费分析
.项目投资概算
第章建议与结论
建议
结论
第章河南蓝海节能技术服务有限公司简介
第章项目实施方案
项目总述
赵家寨煤矿现有台天然气蒸汽锅炉,非采暖季运行台锅炉,主要负责职工洗浴热水制取和办公楼制冷,采暖季节运行台锅炉。
本方案设计实施新能源、新技术用热系统节能改造,需要对职工洗浴系统和办公楼制冷与供热进行技术改造。
通过现场了解得到目前煤矿的用热和可用余热现状如下:
、洗浴系统:
目前矿上每天洗浴的用水量为吨。
热水制取方式:
依靠锅炉房蒸汽进行制取热水。
、办公楼空调系统:
用户提供办公楼建筑面积为㎡,其中空调面积为㎡,夏季空调冷负荷为,冬季空调热负荷为。
、空压机运行情况:
有台空压机为井下提供压缩空气,目前经常开启台空压机,单台加载率约,空压机工作时产生大量的热量,不仅对压缩机产气量有影响,同时这部分热量被排出造成了能源的浪费。
、地下水系统:
用户提供矿井水处理量为³,可利用的水量为³,夏季水温℃,冬季水温℃,此部分热量可用水源热泵进行提取。
根据以上情况,本项目计划通过赵家寨煤矿职工洗浴热水系统和办公楼中央空调系统的节能改造,最终达到非采暖季停止运行蒸汽锅炉的目的。
本方案设计采用空压机余热矿井水余热作为职工洗浴的主要热源。
系统主要依靠空压机余热和矿井水余热来制取职工洗浴热水。
供热负荷分析
本项目改造上针对职工洗浴热水制取和办公楼空调系统的冷热供给。
根据矿方提供的资料与要求,每天的用热、用冷量分析如下表:
洗浴系统
办公楼空调系统
春秋季
月日—月日;月日—月日;总计天。
每天产热水量吨。
无
夏季
月日—月日,总计天。
每天产热水量吨。
冷负荷
冬季
月日—月日,总计天。
每天产热水量吨。
热负荷
可利用余热分析
余热是指受历史、技术、理念等因素的局限性,在已投运的工业企业耗能装置中,原始设计未被合理利用的显热和潜热。
它包括高温废气余热、冷却介质余热、废气废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热等。
根据调查,各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的,可回收利用的余热资源约为余热总资源的。
本项目中的余热主要包括空压机余热和矿井水余热两部分。
()空压机余热
空压机工作过程中产生大量废热,如果不与时散出,会引起电机高温与排气高温,严重影响空压机的安全运行与寿命、压缩空气的质量。
空压机余热品位较高,压缩机油温可高达℃,空压机余热通常采用冷却塔或空冷式(通风排热)的方式散失到环境。
赵家寨煤矿空压机为台。
如果将这部分热量回收用于洗浴加热,可以节省能源费用。
空压机热回收比例占空压机电机轴功率的%左右。
根据现场了解正常生产时开启台空压机,每天加载率约,全天可回收热量:
·。
()矿井水余热
根据矿方提供的资料,经处理后可利用的矿井水量为约³,夏季温度:
℃,冬季水温按度计算,换热温差按℃计算,计算矿井水可提供的热负荷为。
根据以上数据初步分析,空压机余热和矿井水余热完全能满足洗浴用热水和空调用热源的需求,该方案可行。
方案概述
在保证矿井安全生产、日常生活用水需求的前提下,充分利用空压机余热和矿井水余热实现赵家寨煤矿全年洗浴热水供应与宿舍楼的空调用热。
职工洗浴系统节能改造方案
本方案在确保洗浴系统的可靠性的同时,全面考虑系统的节能减排的经济效益和社会效益。
结合赵家寨煤矿实际情况采用方案如下:
空压机余热水源热泵
)、空压机余热产生热水量计算
赵家寨煤矿现有台空压机,正常情况开启台,平均加载率在以上。
空压机冷却油温℃报警,℃停机,通过油冷却器冷却后的油温在℃左右。
在空压机油路系统添加余热回收装置取热直接加热洗浴用水来取代原有的油冷却器是一种很好的技术方案,据统计空压机实际可利用的热量为电机功率的%以上,根据现场空压机运行情况。
全天可回收热量·折合每天可提供的℃洗浴热水量为吨。
计算如下:
(××)×η×η
(×××)××
·
式中:
—空压机每天可回收热量,单位;
—空压机的额定功率,单位·;
—空压机运行台数;
—空压机热回收效率,为;
—空压机余热回收装置换热效率,为;
—空压机每天加载时间。
则每天可产生的热水量为:
(×△)
(×)
≈吨
式中:
—产生热水量,单位;
—回收总热量,单位;
—水的比热容,单位(·℃);
△—加热温差,单位℃;℃。
因此,当系统能保证每天有台空压机运行加载率在以上时,通过对空压机的改造,每天可回收加热℃热水吨(根据季节温度可以调整)。
)矿井水水源热泵
设计参数
)热水设计温度℃;
)热水量:
矿区每天需要洗浴用水吨,空压机每天产水吨,选用水源热泵作为补充热源,本次水源热泵设计产水量吨(考虑富余量,热泵制热水按小时考虑)。
热泵热负荷分析
热泵所需热负荷分析如下表
洗浴热水负荷
办公楼制冷负荷
办公楼制热负荷
冬季
夏季
制热水负荷计算:
日用水量
全天耗热量为:
××
××
式中:
——全天耗热量()
——水的比热,取(•℃)
——日用热水总量()
——水温差(℃),Δ热水温度冷水温度
结合项目实际情况与热水使用情况,本设计水源热泵按照每天运行小时计算。
热泵每天运行时间:
,则热泵每小时所需最大机组热量,即热泵供热量:
()
式中:
——热泵供热量()
——全天耗热量()
——热泵每天运行时间()
.设备选型
()空压机余热回收系统
)根据以上计算数据,结合我公司产品样本做出选型如下:
空压机余热回收装置(台)
台配套空压机
)空压机余热回收配套水泵
()空压机系统循环泵(台,用备);
流量³,扬程米,功率()
()系统恒温水泵(台,一用一备)
流量³,扬程,功率()
)循环水箱:
(××)台
()水源热泵系统
()水源热泵主机选型(台)
已知条件:
选用的水源热泵在运行工况下的制热量应≥,制冷量≥。
结合工程实际情况,为了更好地体现热泵的节能优势,选用台水源热泵全热回收机组,单台参数:
制冷量,制热量,输入功率。
选用的螺杆压缩机具备、、、多级能量调节功能,可根据实际需求实现压机自动卸载,从而实现能量可调。
冬季供暖制热水工况:
冬季供暖℃热水,洗澡℃热水,
台热泵制热量*,其中供暖负荷,
制热水可用热负荷,小时可以制热水吨,从℃到℃。
冬季℃矿井水需求量吨。
夏季制冷制热水工况:
台热泵制冷量*,满足制冷负荷的要求。
热泵制冷负荷可以同时产生的热水吨,从℃到℃。
小时即可获得吨热水。
夏季℃矿井水需求量吨。
初步考虑,热泵机组安装在原有办公楼机房制冷设备位置,供冷侧循环水泵与补水泵全部利用原有设备。
其他主要设备选型
()矿井水循环水泵选型(台,两用一备)
流量³;扬程;功率
()热水循环泵选型(台,两用一备)
流量³;扬程;功率
()恒温泵选型(台,一用一备)
流量³;扬程;功率
()循环水箱(套)
容积:
³(××)台
()高位水箱(套)
容积:
³(××)台
()蓄水系统
根据系统产水和用水量的需求,本系统需要增加蓄水与供水设备,该设备初步考虑放置在澡堂附近,具体初步选型如下:
组合式不锈钢保温水箱:
³
定压供水设备:
流量³,扬程,功率。
)系统运行原理概述
、空压机余热回收系统
将矿区自来水引至空压机余热回收系统循环水箱,通过余热回收系统将水加热至℃后,恒温水泵开启将热水送至澡堂蓄热水箱,通过供水设备由原澡堂供水管道将热水供至澡堂使用。
另外,对于澡池水温放时间长后温度降低问题,采暖季可利用锅炉蒸汽通过原蒸汽管道对洗澡水进行加热,非采暖季,个小时水温一般降低℃,基本不需热源补充。
、水源热泵系统
水源热泵系统就近将自来水引至循环水箱,通过水源热泵机组利用处理后的矿井水热量(或办公楼制冷热量)将自来水加热至℃,然后经过恒温水泵将热水送至澡堂蓄热水箱,通过供水设备由原澡堂供水管道将热水供至澡堂使用。
本系统还需兼顾为矿方办公楼中央空调系统夏季制冷,冬季制热,代替原溴化锂制冷机组。
夏季热泵机组可以实现同时供热水并制冷,冬季实现热水和供热同时运行。
第章项目投资运行分析
项目概述
赵家寨煤矿综合余热回收利用合同能源管理项目,主要为赵家寨煤矿职工洗浴改造项目与宿舍楼内制冷和制热。
该项目符合我国节能产业政策,属于我国推广实施的节能工程范围。
项目节能措施
结合矿区能源消耗实际和煤矿安全生产,在节能监测和对现状分析评价的基础上,组织开展余热资源综合利用项目,符合我国煤矿目前节能现状和发展方向。
结合赵家寨煤矿实际:
洗浴系统与宿舍楼制冷制热系统:
采用空压机余热矿井水余热作为主要热源。
改造后系统全年运行费分析
职工洗浴采用空压机余热矿井水余热后,运行费用为系统运行耗电费用。
水源热泵一天按小时计算,空压机一天按小时计算,恒温水泵都按小时计算:
空压机系统:
××+××·
夏季热泵系统:
()××××·
冬季热泵系统:
()×××××·
澡堂供水系统:
××·
全年系统耗电费用:
系统
运行电耗(·)
电价(元·)
运行费用(万元)
空压机系统
夏季热泵系统
冬季热泵系统
供水系统
合计(万元)
改造后洗浴与办公楼空调系统总运行电费约万元。
.项目投资概算
、投资概算(按四年计算)
序号
项目
单位
数量
单价(元)
合计(元)
备注
主体设备
套
余热回收装置套,水源热泵换热装置套
控制系统
套
含空压机控制系统、水源热泵控制系统、总控系统和中央控制系统
外管网
套
含水箱、管道、板房与其他辅材
安装费
套
运费
套
含从洛阳发货与现场购买各类材料
设计勘察费
系统调试费
套
项目准备金
套
小计
运营维保费用
维保费用
重要零件更换、材量损耗、维修、保养、设备运营费用
远程监控费用
年监控费,数据无线传输洛阳总控中心,双管双控
阻垢剂费用
每天用水量吨,每吨水需硅磷晶按预算,硅磷晶的价格为元
小计
利息
税金
小计
利润
总计
、回收方式
分四年收回投资和利润,则每年收取费用:
元。
折合成热水单价和办公楼空调系统分别为:
办公楼空调系统每年固定收费为万元,保证全年的制冷和制热满足要求;
热水系统:
按每吨热水元收取,每天按吨水,每年按天计算,则每年收取的费用为万元。
注:
以上费用不包含运行电费,即投资方不负担用电费用。
第章建议与结论
建议
本项目的共性是风险性极小,能够从节能带来的经济效益中收回以前所看不到的“隐形效益",具有显著的社会和环境效益。
结合当前宏观经济调整,煤炭价格回落、对煤炭企业效益影响较大的现实;煤炭企业采用新技术、新工艺、节能降耗、降低成本,提高经济效益具有更为重大的意义。
特别是对赵家寨煤矿节能项目的实施将会极大地改进赵家寨煤矿的能源消耗格局,减少浪费、降低企业运行成本,提高经济效益,增强企业的核心竞争力,实现可持续发展。
因此,建议新郑煤电公司有关部门给予大力支持,特别是计划与资金上的支持,抓紧组织落实该项目,使项目尽早实施、尽早达产、尽早见效。
结论
新郑煤电公司赵家寨煤矿通过新能源热水洗浴节能改造项目,利用节能技术,投用新型节能设备,可减少生产能耗,为国家节约大量的资源。
实现经济效益和社会效益双赢的目的。
目前,我国正在大力提倡建设节约型社会和企业,积极发展循环经济(循环经济也称资源循环经济),它是使生产所需的资源通过回收、再生等方法再次获得使用价值,实现循环利用,减少废弃物排放。
发展环境和自然资源“低度开采,高度利用,低量排放"的两低一高循环利用模式,逐步实现经济活动的生态化。
新郑煤电公司赵家寨煤矿综合余热回收利用合同能源管理项目,走节能降耗新型工业化路子,是贯彻节约资源基本国策,认真落实《节约能源法》、《国务院关于加强节能工作的决定》和国家发展改革委《节能中长期专项规划》的具体体现,是加快煤炭工业结构调整和现代化矿山建设,转变经济增长方式,大力发展循环经济,建设资源节约型、环境友好型矿区的战略性举措,也是确保企业节能目标实现的有效途径。
该项目的实施将有力地推动节能型矿区与节能产业的健康快速发展,起到示范带动作用,前景广阔。
通过采用新工艺、新技术和新装备,加大资金投入力度,加速了节能技术优化的步伐。
采用空压机余热矿井水余热代原有锅炉系统,使系统的节能效果显著提高,而且又提高了操作的可靠性和安全性,从而实现了系统节能。
项目特点主要体现在可降低原有系统能耗水平,提高生产效率,改善工作环境,减轻劳动强度,实现废渣、粉尘、污水、二氧化碳、二氧化硫等污染物的排放。
在煤炭行业内具有较普遍的示范意义和推广价值。
第章河南蓝海节能技术服务有限公司简介
河南蓝海节能技术服务有限公司是一家具有社会责任的新能源与高效余热回收利用项目的大型专业投资公司,致力于发展我国节能减排事业,将企业发展成为国内最大的空压机余热回收利用的连锁运营商。
河南蓝海节能“以技术为先导、以资本为后盾、创新的商业模式、发展合作共赢的节能环保事业”的理念,专业以合同能源管理模式从事余热回收利用项目的连锁投资、研发设计、项目建设与运营管理。
河南蓝海节能公司不仅依托自身的余热回收利用核心技术优势、资金实力和跨行业的整合能力推广和开展余热回收利用项目的合作、合同能源管理()等业务,而且还具备整合行业内的优势资源的能力,联合战略合作伙伴,共同为能耗企业提供一揽子的节能减排项目的技术服务、工程总承包。
公司拥有高素质专业技术人才团队,汇集了热能动力研究与应用、动力流体力学、工程机械、自动控制等学科领域一批专业化工程安装团队,财务制度完善,为实施节能技改服务提供有利保障。
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