袁店煤矿热能综合利用探究及实践

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1、袁店煤矿热能综合利用探究及实践【摘要】为了节能降耗、降低成本，发展循环经济，通过对袁店煤矿可利用热能的全面分析，确定了瓦斯余热、压风机余热以及太阳能结合空气能的综合利用方案，并付诸于实施，解决了矿井春、秋、夏三季洗浴水用热及其它用热负荷（约500吨），停运锅炉，达到了预期效果。【关键字】瓦斯余热；压风机余热；太阳能；空气能；节能环保仁引言能源是人类社会赖以生存和发展的基础。据2010年的统计，全世界能源消费结构中传统化石能源依然占据主导地位：原油消费占34%,煤炭占30%,天然气占24%O这种不可持续的能源消费模式已经引发了人类社会的深刻反思和对新能源、可再生

2、能源的强烈需求。当前，随着我国经济的快速发展，传统化石能源的使用导致环境污染问题也日益突出。因此如何减少能源消耗，提高能源利用率和减少污染排放是我国实现社会经济可持续发展所急需解决的问题[1-5]o淮北矿业集团一直把节能减排作为一项重点工作，为有效节约能源、降低成本，有效提高企业新技术水平及管理水平，针对各矿的特点对节能工作做出了合理规划。根据袁店矿余热情况和现场条件，通过充分研究、论证，提出了利用瓦斯余热、空压机余热以及太阳能结合空气能绿色能源的综合利用方案，以解决春、秋、夏三季洗浴水用热及矿井其它用热负荷，停运锅炉，同时冬季充分利用上述热能配合锅炉供热满足

3、矿井热需求，实现最大化节能要求。2、项目方案2.1供热用能现状及分析2.2可利用能源分析(1)瓦斯余热瓦斯发电机组余热利用就是在发电机组烟道出口加装一套余热回收锅炉装置，将软化水送至余热回收锅炉，经高温烟气加热形成蒸汽送往用户的过程。目前，燃气发电机组消耗燃料的能量只有约30-35%被发电机组转化为电能，约有30%随废气排出，25~30%被发动机冷却水带走，通过机身散发等其它损失约占10%左右，可见排气和冷却水损失的能量比有用功还多。现矿内安装5台500gf1-3ew瓦斯发电机，正常运行3台，排烟温度为550°C左右，通过烟气余热锅炉，1台机组可产生354.5

4、kg/h压力是0・4mpa的饱和蒸汽(温度约133°C)b每小时产热量Q1=cmp(t1-t2)=1185Mj,式中c为烟气比热:1.076kj/kg°C;m为烟气流量:2130m3/h;p为烟气密度，1・293kg/m3;t1为烟道出口烟气温度,550°C;t2为余热锅炉出口烟气温度，150°C;考虑机组负荷率为75%,运转率为80%,余热锅炉热效率为95%,管路损失8%,则3台机组每小时可回收利用的热量：Q3=1185x0.75x0.8x0.95x0.92x3=1864242Kj去除洗衣房烘干和食堂用热还有余汽为41347526.5用来加热洗浴水，不同季节

5、可产水，如表2所示：(2)空压机余热螺杆式空压机在长期、连续的运行过程中，把电能转换为机械能，机械能转换为高压压缩空气。在机械能转换为高压压缩空气过程中，空压机螺杆的调整旋转产生的大量热量，经润滑油带出机体外，最后以风冷或水冷的形式再把热量散发出去。空压机工作时机油温度通常在80-100°C之间，热能转换系统充分利用工作时的余热，在机油管道未经散热器之前串联接入热能转换机油路；热能转换机水系统连接循输送系统到环保温水箱进行循环加热。循环保温水箱内热水水温达到所设定温度(45~609可调)后，通过温控系统、达热水使用点，如图1所示。矿内压风机房共6台英格索兰M2

6、00-2S空压机，4用2备，累计投入功率约800KW,运行4台机组综合加载率为90%,余热提取效率以67%,提取压风机余热功率可达482.4KWo不同季节制热水量如表3所示：机组热回收改造后，因况却风扇热负荷降低，如果风扇电机再改造为变频驱励，额外多节电能如表表4所示：(3)太阳能结合空气能产热太阳热水技术就是指利用光热转换技术将光能转换为热能，即集热单元吸收太阳光的能量加热介质，热介质通过控制系统和循环管路将热量传递到预热储水箱产生热水并且储存，使用时通过恒温水箱降温或辅助加热保持设定水温通过用水管路供应恒温热水。袁店矿总洗浴用水量按一定余量设计，系统产热水

7、能力达720吨。春、秋季节的余热产洗浴热水共585.7吨，则剩余的还需要134.3吨的热水，可按140吨/天的产水能力设计由太阳能满足。淮北市地处东经门6度23分，北纬33度16分，全年平均气温14°C,历史最低气温-14.2°C,最高气温42°CO基本辐照量全年日照时数约为1971.3h，全年辐照量约为4836.25MJ/m2，年日均辐照量约为13.25MJ/m2，根据当地纬度的集热器朝东西方向摆放倾斜面上的补偿比为97%，则15。集热器倾斜面上所能受到的太阳能辐射量为13.25x97%=12.853MJ/m2o集热器全日集热效率按经验值可取0.55每天14

8、0吨热水用热：Q=cm(t1-t2)=