關(guān)于煤礦采暖改造設(shè)計(jì)的探索

李小艷+高麗霞

【摘 要】隨著環(huán)保要求的日益提高，現(xiàn)有煤礦20噸以下燃煤采暖小鍋爐逐步被取締，隨之被更加環(huán)保經(jīng)濟(jì)的供熱方式來替代，論文基于寧煤集團(tuán)部分煤礦的采暖整改安排，就羊場灣煤礦及棗泉煤礦供熱現(xiàn)狀進(jìn)行分析，比選供熱方式，利用周邊電廠熱源實(shí)現(xiàn)集中統(tǒng)一供熱，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保的目的。

【Abstract】With the increasing requirements of environmental protection， the existing coal-fired heating boilers whose coal mine is under 20 tons gradually be banned， and be replaced by more environmental and economic heating methods. Based on the heating rectification arrangement of parts coal mines in Ningxia Coal Mine Group， paper analyzes the current situation of heating supply in Yangchangwan Mine and Zaoquan Mine， compares the heating methods， using heat source of surrounding power plant to achieve centralized heating， to achieve the purposes of economic， energy saving and environmental protection.

【關(guān)鍵詞】燃煤采暖鍋爐；供熱現(xiàn)狀；比選供熱方式；集中統(tǒng)一供熱

【Keywords】 coal fired heating boiler； heating status； comparison heating mode； centralized heating

【中圖分類號】TU832.1+8 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）12-0156-02

1 引言

神華寧煤集團(tuán)各煤礦地理位置相對分散，大部分供熱方式為獨(dú)立小型燃煤鍋爐供熱，不僅供熱效率低，而且很難達(dá)到環(huán)保排放要求，隨著新《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》、《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271—2014）的實(shí)施，神華寧煤集團(tuán)對存在問題的煤礦采暖提出了限期整改要求，對具備拆除條件的20噸以下燃煤采暖小鍋爐實(shí)施拆除。

2 熱源的選擇

2.1余熱利用

礦井日常用水量及洗浴廢水量非常大，而且均含有大量熱能，如果水量及溫度滿足要求，可利用水源熱泵提取熱量用于礦區(qū)供暖。按照水溫22℃，溫差10℃提取熱量，可用余熱量可根據(jù)如下公式得到：Q=CMΔT（Q——余熱量，kW；M——質(zhì)量流量，m3/h；C——水的比熱系數(shù)，1.163kW.h/（m3·℃）；ΔT——換熱前、后溫度差，℃；）

水源熱泵機(jī)組將礦井水中的熱量吸收后，將其傳輸至水側(cè)換熱器，制備熱水作為供暖熱媒，通過將空調(diào)、采暖水系統(tǒng)，送到建筑物中供暖，原理如下圖1所示。

2.2 太陽能

眾所周知，太陽能熱源是目前最環(huán)保節(jié)能的熱源，利用太陽能供暖需要從所需熱負(fù)荷量和投資兩個(gè)方面考慮，一般太陽能可用于滿足礦井人員洗浴用熱，受設(shè)備投資和設(shè)備所占用面積的限制，太陽能在供熱方面的使用并不常見。

2.3 周邊可用熱源

周邊存在可用電廠熱源的，首先考慮使用電廠熱源，集中整改敷設(shè)蒸汽或熱水管路，引電廠可用熱源統(tǒng)一供熱。電廠熱源需要考慮供熱方式為蒸汽供熱或熱水供熱，使得改造效果最好，改造投資最低。

神華寧煤集團(tuán)羊場灣煤礦及棗泉煤礦與新建棗泉電廠距離較近，棗泉電廠距離羊場灣一分區(qū)直線距離約為3.8公里，距離最遠(yuǎn)的棗泉主工廠約為15公里，經(jīng)與電廠協(xié)商，棗泉電廠可提供一路熱水負(fù)荷經(jīng)羊場灣煤礦直至棗泉煤礦，供以上兩個(gè)煤礦集中采暖。由于羊場灣煤礦及棗泉煤礦現(xiàn)使用蒸汽和熱水混合供暖，管路鋪設(shè)較為復(fù)雜，此次整改需要對部分蒸汽管路進(jìn)行更換。

根據(jù)計(jì)算，各煤礦所需供熱熱負(fù)荷如下：

根據(jù)計(jì)算熱負(fù)荷，此改造方案設(shè)計(jì)自棗泉電廠內(nèi)換熱站引出130/70℃高溫?zé)崴斔椭裂驁鰹骋环謪^(qū)供熱，并在羊場灣一分區(qū)外建換熱站，將130/70℃高溫?zé)崴畵Q成110/75℃熱水后供至棗泉五六分區(qū)和棗泉主工業(yè)廣場，并在羊場灣一分區(qū)預(yù)留羊場灣二分區(qū)采暖供熱管路接口。管路高點(diǎn)及低點(diǎn)處設(shè)置排氣和泄水裝置，閥門采用耐高溫焊接蝶閥，架空管路采用無推力旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償，直埋管路采用波紋補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償。采暖回水總管上設(shè)置自動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，以便根據(jù)室外氣溫對供熱流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，在換熱站供回水管上設(shè)置溫度計(jì)和壓力表，便于監(jiān)測換熱站運(yùn)行情況。

拆除原有鍋爐房設(shè)備及換熱站，新建水—水換熱站，將棗泉電廠130/70℃高溫?zé)崴畵Q成85/60℃熱水，供一分區(qū)主工業(yè)廣場地面建筑、井筒防凍及洗煤廠地面建筑采暖。由于整個(gè)供熱系統(tǒng)中建筑高度高差太大（最高建筑為40米），故將整個(gè)采暖系統(tǒng)分為高區(qū)供暖系統(tǒng)和低區(qū)供暖系統(tǒng)，低區(qū)供暖系統(tǒng)包括礦井通風(fēng)供暖。

將原有鍋爐房改造為水—水換熱站，鍋爐房內(nèi)需新增軟化水裝置、高低區(qū)換熱裝置、高低區(qū)采暖循環(huán)泵、高低區(qū)定壓補(bǔ)水裝置、分集水器等。

換熱器按高地區(qū)分別設(shè)置，換熱器的選型依據(jù)為單臺(tái)換熱負(fù)荷必須大于等于所需熱負(fù)荷的60%，兩臺(tái)或三臺(tái)并列運(yùn)行。

礦井空氣加熱機(jī)組的選型主要依據(jù)井筒實(shí)際通風(fēng)量，其中井筒防凍室外計(jì)算溫度tr設(shè)為-25.4℃，空氣加熱溫度tr設(shè)為=40℃，冷熱風(fēng)混合溫度tn設(shè)為=2℃，本設(shè)計(jì)按最大風(fēng)量設(shè)計(jì)，井筒防凍總耗熱量：Q=CMΔT（Q——耗熱量，KW；M——質(zhì)量流量，m3/h；C——空氣的比熱系數(shù)，1.003kW.h/（m3·℃）；ΔT——換熱前、后溫度差，℃；）endprint

采暖循環(huán)泵總流量按向熱用戶提供的折算流量的110%選取，流速宜選用1.5m/s左右。

定壓補(bǔ)水泵選型應(yīng)考慮熱水熱力網(wǎng)供水管道任何一點(diǎn)的壓力不應(yīng)低于供熱介質(zhì)的汽化壓力，并應(yīng)留有30～50kPa的富裕壓力，補(bǔ)水量設(shè)計(jì)為4%，軟水處理系統(tǒng)必須保證能夠滿足連續(xù)補(bǔ)水需要。

3 采暖管路設(shè)計(jì)中需要注意的問題

①供暖入口的選擇：供暖口的預(yù)留要考慮室內(nèi)供暖系統(tǒng)的合理性，同時(shí)兼顧室外管線銜接的合理性，進(jìn)、會(huì)水口的位置盡量靠近熱源。②供暖管道的布置要同時(shí)考慮土建、設(shè)備、安裝等專業(yè)的可行性，協(xié)調(diào)各專業(yè)共同確定梁柱的位置和大小，在配電及儀表設(shè)備間要特別考慮設(shè)備的特殊性，杜絕對其他設(shè)備儀表產(chǎn)生影響。③樓梯間、地下室等有凍結(jié)危險(xiǎn)的場所，散熱器應(yīng)由單獨(dú)的立、支管供熱，不得設(shè)置調(diào)節(jié)開關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)必須分配出獨(dú)立的立、支管供此類地方單獨(dú)使用。④礦井通風(fēng)及井口房防凍必須使用單獨(dú)的供熱管線，確保此路管線供暖穩(wěn)定可靠，避免發(fā)生因供暖故障導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷事故。⑤配電室或值班室等特殊房間，注意一般不考慮采暖，管線在此類地方必須繞行，室內(nèi)管線要求焊接，防止發(fā)生泄漏事故，如必須增加采暖設(shè)施，則此處管線必須采用焊接，不能安裝調(diào)節(jié)開關(guān)。⑥同一房間每組散熱器負(fù)荷要均勻分配，不得出現(xiàn)單雙側(cè)連接方式，與鄰室雙側(cè)連接時(shí)，必須保證兩側(cè)熱負(fù)荷及散熱器數(shù)量處于同一水平。

此次改造中存在管網(wǎng)的改造變化、高低區(qū)的劃分、內(nèi)外環(huán)網(wǎng)的劃分及換熱站板式換熱器和各類水泵的選型方面必須充分考慮現(xiàn)場各類參數(shù)并結(jié)合地勢及供暖建筑的分布特點(diǎn)，一切從實(shí)際出發(fā)，充分了解現(xiàn)場實(shí)際管段管徑的分布，計(jì)算分析是否需要進(jìn)行更換。

4 采暖整改需遵循的原則

①質(zhì)量保證：從設(shè)備和工程角度出發(fā)，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和特殊行業(yè)要求嚴(yán)格控制各項(xiàng)性能指標(biāo)，使之達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)并滿足使用要求。②運(yùn)行可靠：采用成熟的先進(jìn)技術(shù)和成套的工程設(shè)備，既保證工程項(xiàng)目的先進(jìn)性，又保證工程項(xiàng)目的運(yùn)行可靠性。③最大限度地節(jié)約基建投資，降低工程成本。④充分考慮節(jié)能環(huán)保等方面的要求，貫徹以人為本的方針，落實(shí)可持續(xù)發(fā)展方針。⑤加強(qiáng)礦內(nèi)節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。⑥從管理維護(hù)、前期投入及系統(tǒng)實(shí)際意義等方面出發(fā)，找到經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的最佳結(jié)合點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

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