淺析煤礦企業(yè)余熱資源的利用

楊建輝

摘 要：煤炭是我國(guó)重要的資源，煤礦企業(yè)從事煤礦的開采工作，煤炭開采過程中會(huì)產(chǎn)生大量余熱，這些余熱資源往往被浪費(fèi)，甚至還會(huì)帶來粉塵污染、熱污染、噪聲污染等。煤炭企業(yè)做為資源消耗企業(yè)，如何增加資源的利用率，降低資源損耗，成為人們關(guān)注的問題。煤炭企業(yè)的未來發(fā)展方向是“綠色、高效、節(jié)能、環(huán)?！保V井余熱資源做為煤礦企業(yè)可以回收利用的重要資源，研究余熱利用技術(shù)很有必要。

關(guān)鍵詞：余熱利用；余熱資源；利用

中圖分類號(hào)：F426 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在我國(guó)，煤礦是重要的礦物原料，煤炭的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的污染氣體，例如，CO2、SO2等，這些污染氣體會(huì)對(duì)環(huán)境帶來較大的損害。通過對(duì)煤礦企業(yè)進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)煤炭開采過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱能資源，礦井通風(fēng)以及壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生余熱，可以將這些余熱資源回收并加以利用，以此改變傳統(tǒng)煤礦企業(yè)的供熱模式，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

1 礦井余熱綜合利用技術(shù)

1.1 礦井乏風(fēng)、排水余熱綜合利用技術(shù)

冬季，可以采用接觸噴淋式或者間接式換熱器，進(jìn)行熱量的置換，將礦井乏風(fēng)的熱量，轉(zhuǎn)移到水中，依靠熱泵機(jī)，將水中的熱量進(jìn)行提取，可以實(shí)現(xiàn)45℃～60℃的高溫水供應(yīng)。礦井排水中的熱量，同樣可以使用水源熱泵技術(shù)進(jìn)行熱能的提取，獲得45℃～60℃的高溫水。這些高溫水，可以實(shí)現(xiàn)礦井井口、建筑的防凍和保溫，為職工提供熱水洗浴，烘干員工工作服等。夏季同樣可以利用熱泵機(jī)進(jìn)行獲取冷凍水，為煤礦建筑提供制冷，同時(shí)可以利用提取的冷凍水，降低井口的進(jìn)風(fēng)溫度，實(shí)現(xiàn)熱濕交換，改善礦井井底的溫度。

1.2 空壓機(jī)余熱利用技術(shù)

空壓機(jī)余熱利用技術(shù)主要依靠螺桿空壓機(jī)熱水機(jī)，進(jìn)行熱能的轉(zhuǎn)換。例如，在空壓機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，會(huì)產(chǎn)生許多的熱量資源，將這些熱量資源進(jìn)行回收和轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換到水中，利用水，吸收這些熱量，水溫提升的同時(shí)，空壓機(jī)的溫度會(huì)降低，由此，不僅實(shí)現(xiàn)了熱量的回收，還保證空壓機(jī)可以安全運(yùn)行?？諌簷C(jī)余熱技術(shù)，可以充分利用壓縮機(jī)的熱能，可以提供75℃的熱水供應(yīng)，適用于礦區(qū)建筑取暖和職工洗浴等。該項(xiàng)技術(shù)的使用，可以停止空壓機(jī)原有的散熱系統(tǒng)，可以大幅度的節(jié)約能源。

1.3 節(jié)能監(jiān)控和管理技術(shù)

依靠現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、分布控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦余熱利用情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。不僅具有數(shù)據(jù)高速采集、處理、歸檔功能，還有著優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行、系統(tǒng)故障分析和診斷、能源平衡預(yù)測(cè)等功能。可以對(duì)礦井余熱綜合系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)視、數(shù)據(jù)查詢、操作控制、信息管理，可以實(shí)現(xiàn)管理的直觀化、圖形化、定量化，大幅度提升系統(tǒng)管理水平。

1.4 礦井排水余熱回收技術(shù)

礦井排水的余熱回收技術(shù)，對(duì)礦井排水進(jìn)行余熱回收，避免礦井水中的有害成分，影響到熱泵機(jī)的正常使用，所以在進(jìn)行余熱回收之前，需要對(duì)礦井水進(jìn)行處理。常見的處理方式有：在熱泵機(jī)組和礦井集水池之間安裝全自動(dòng)的過濾器或者旋流除砂器，凈化礦井水中的塵土。在凈化礦井水的過程，需要在礦井水流經(jīng)熱回收系統(tǒng)的同時(shí)，對(duì)礦井水進(jìn)行處理，可以減少礦井水的熱量損失。依靠對(duì)礦井水進(jìn)行初級(jí)過濾、高級(jí)過濾，減少經(jīng)過熱泵機(jī)組的塵土含量，有利于保護(hù)熱泵機(jī)組，同時(shí)提升熱轉(zhuǎn)換效率。

2 礦井余熱回收方案和技術(shù)指標(biāo)

2.1 技術(shù)實(shí)施方案

煤礦企業(yè)余熱資源的回收方案可以設(shè)計(jì)如下：根據(jù)煤礦企業(yè)所處礦區(qū)的冷熱需求，選擇合適的熱泵機(jī)組和設(shè)備；構(gòu)建空壓機(jī)的余熱回收系統(tǒng)，選擇空壓機(jī)熱水機(jī)，進(jìn)行空壓機(jī)余熱回收；構(gòu)建職工工作服的烘干系統(tǒng)，利用回收的余熱資源，烘干員工衣服；設(shè)計(jì)礦井口防凍和保溫的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井口的保溫和防凍處理；設(shè)計(jì)各個(gè)設(shè)備間的連接管道、機(jī)房水源管道、機(jī)房和系統(tǒng)對(duì)接管道；對(duì)煤礦企業(yè)原有的礦井排水池進(jìn)行改造，加裝過濾裝置；設(shè)計(jì)與新系統(tǒng)相匹配的供電配電系統(tǒng)；設(shè)計(jì)供冷、供暖的智能控制系統(tǒng)，對(duì)礦區(qū)分區(qū)、分時(shí)進(jìn)行供暖或者供冷操作。

2.2 技術(shù)指標(biāo)

煤礦企業(yè)余熱利用技術(shù)需要具有如下技術(shù)指標(biāo)：在冬季，通風(fēng)機(jī)供暖系統(tǒng)的循環(huán)水溫度，需要保持在43℃以上，供水溫度要大于48℃，回水溫度要大于43℃；在夏季，通風(fēng)機(jī)供冷系統(tǒng)的循環(huán)水溫度，回水溫度保持在12℃，供水溫度保持在7℃；冬季建筑供暖系統(tǒng)的循環(huán)水溫度，回水溫度要大于45℃，供水溫度要大于55℃；礦區(qū)井口的進(jìn)風(fēng)溫度不能小于2℃；建立熱水洗浴系統(tǒng)，滿足礦區(qū)的洗浴需求，池浴溫度要大于42℃，淋浴溫度要大于38℃；職工工作服烘干系統(tǒng)，滿足礦區(qū)職工衣服烘干的需求。

2.3 煤礦企業(yè)余熱利用技術(shù)的發(fā)展前景

煤礦企業(yè)余熱利用技術(shù)有著廣泛的發(fā)展前景。利用余熱回收技術(shù)，可以將礦井回風(fēng)和礦井水中的余熱加以回收和利用，使用水源熱泵技術(shù)，將回收的余熱資源進(jìn)行熱能的轉(zhuǎn)移，解決礦區(qū)井口的保溫和防凍問題、職工的洗浴，衣服烘干問題，這樣可以替代部分燃煤鍋爐，實(shí)現(xiàn)了減少碳、硫、粉塵等有害物質(zhì)的排放，有效節(jié)約燃煤，做到了煤炭企業(yè)的節(jié)能減排。

由于礦井回風(fēng)和礦井水的溫度變化不大，冬季時(shí)，礦井回風(fēng)和礦井水的溫度要高于大氣的溫度，夏季時(shí)，則低于大氣的溫度，可以大幅度提升礦井的余熱回收效率，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。回收余熱資源，可以代替部分燃煤鍋爐，減少了對(duì)燃煤的使用，同燃煤進(jìn)行價(jià)格比較，煤炭?jī)r(jià)格昂貴，而余熱回收系統(tǒng)，成本接近于零。加強(qiáng)余熱資源的利用，可以取得不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。

煤礦企業(yè)余熱利用技術(shù)，可以減少污染氣體、粉塵的排放，有著良好的環(huán)保功能。首先，礦井的回風(fēng)熱交換專職，可以將礦井排風(fēng)中存在的粉塵進(jìn)行阻攔，將其阻攔在水中，減少粉塵污染。其次，還可以阻止碳、硫等污染氣體的排放?？梢钥闯鲇酂崂眉夹g(shù)，有助于提升環(huán)境質(zhì)量，減少污染物的排放，環(huán)保作用明顯。此外，礦井余熱利用技術(shù)，可以為井下作業(yè)人員提供一個(gè)良好的工作環(huán)境。

煤礦企業(yè)作為高能耗和高污染的企業(yè)，隨著人們環(huán)保意識(shí)和節(jié)能意識(shí)的不斷提升，余熱資源利用技術(shù)必然會(huì)得到煤礦企業(yè)的高度關(guān)注，有著十分廣闊的前景。因此，必須對(duì)余熱利用技術(shù)進(jìn)行深入的研究，并將其運(yùn)用到煤礦實(shí)踐活動(dòng)中，在實(shí)踐中，研究出一個(gè)具有綜合功能，高效回收的余熱資源利用系統(tǒng)，助推煤礦企業(yè)的節(jié)能減排。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在煤礦的生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的余熱，將這些余熱資源進(jìn)行回收和利用，符合國(guó)家呼吁的節(jié)能減排的要求，降低煤炭企業(yè)的污染，節(jié)約煤炭企業(yè)的生產(chǎn)成本，提升煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。煤礦企業(yè)余熱利用技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：礦井乏風(fēng)、排水余熱綜合利用技術(shù)、空壓機(jī)余熱利用技術(shù)、礦井排水余熱回收技術(shù)。對(duì)余熱資源的利用，很好的礦井保溫、防凍，礦區(qū)建筑供暖供冷，職工洗浴、烘干等需求，對(duì)于煤炭企業(yè)的發(fā)展起到了很好的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]湯玲玲，祝健，姚曜，等.某礦井余熱資源利用系統(tǒng)研究[J]. 制冷與空調(diào)：四川，2017，31（2）：179-183.

[2]牛桂芬.論煤礦礦井余熱綜合回收利用技術(shù)應(yīng)用[J].工程技術(shù)：全文版，2017（2）：293.

[3]胡廣林，寧雪艷，路安林.古漢山礦礦井空壓機(jī)余熱利用技術(shù)研究與應(yīng)用[J].河南科技，2017（17）：82-84.

[4]王東亮.煤礦礦井水余熱直接供暖的應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量， 2017（29）：80-82.

[5]劉長(zhǎng)生.礦井回風(fēng)余熱利用實(shí)施方案[J].中國(guó)科技投資，2017（23）：10-12.