矿井乏风和排水热能综合利用技术

一、技术名称：矿井乏风和排水热能综合利用技术

二、技术所属领域及适用范围：煤炭行业煤矿中央并列式通风系统

三、与该技术相关的能耗及碳排放现状

目前年产150万吨的矿井，年供暖及工艺用热消耗近1万吨原煤。应用该技术可实现更好的利用地热资源提供供热或制冷，降低煤耗。目前该技术可实现节能量18t万ce/a，CO2减排约48万t/a。

四、技术内容

1.技术原理

为了充分利用地热，选用水源热泵机组取代传统的燃煤锅炉。冬季，利用水处理设施提供的20℃左右的矿井排水和乏风作为热能介质，通过热泵机组提取矿井水中蕴含的巨大热量，提供45-55℃的高温水为井口供暖。夏季，利用同样的水源通过热泵机组制冷，通过整体降低进风流的温度来解决矿井高温热害问题。系统主要包括水处理、热量提取及换热系统、热泵系统和进口换热部分。

2.关键技术

热量提取及换热工艺，矿井供暖末端。

3.工艺流程

工艺流程和技术原理分别见图1和图2。

五、主要技术指标

1.提取热源不低于15℃；

2.供暖温度为40℃-50℃。

六、技术鉴定、获奖情况及应用现状

该技术2008年已通过山东省经济信息化委员会技术鉴定。技术达到国内领先水平，并已应用于新矿集团。2009年获中国煤炭工业科学技术奖、2010年获山东省科学技术进步奖。

七、典型应用案例

典型案例1：孙村煤矿

技术提供单位：山东新雪矿井降温科技有限公司

建设规模：4200kW矿井乏风和排水系统。主要技改内容：3台10t的热力锅炉改造为三台热泵机组，增加热量提取装置。减少燃料排放，净化乏风，处理排水。节能技改投资额750万元，建设期1年。每年可节能1984 tce，年节能经济效益321万元，投资回收期2年。

建设规模：2600kW矿井乏风和排水系统。主要技改内容：1台20t的热力锅炉改造为两台热泵机组，增加热量提取装置。减少燃料排放，净化乏风，处理排水。节能技改投资额550万元，建设期1年。每年可节能1224 tce，年节能经济效益200万元，投资回收期2.7年。

建设规模：4000kW矿井乏风热能系统。主要建设内容：3台热泵机组、井筒换热器及相应配套设备。与用燃煤锅炉相比减少燃料排放，净化乏风。建设投资额926万元，建设期1年。每年可节能1855.1tce，年节能经济效益310万元，投资回收期3年。

全国煤矿80%分布在北方地区，副井都需要供暖，否则影响安全生产。目前基本都采用锅炉供暖，直接消耗一次能源，采用该技术可有效利用矿井乏风和排水的热能，降低一次能源消耗。预计未来5年，该技术可推广到全国30%的煤矿，建设约540个此类项目，实现年节能能力约55万tce。减排量145万tCO2/a。