淺析井工礦供熱節能途徑

李海耀

(煤炭工業太原設計研究院，山西太原 030001)

引言

礦井生產節能不是簡單地拉閘限電，而是在生產過程中，采取技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可以承受的措施，降低能耗、減少損失和污染物排放、制止浪費，有效、合理地利用能源。本文針對井工礦生產、生活用熱的各個環節進行分析，提出了井工礦供熱節能的主要途徑，使礦井生產做到真正的節能，為礦井生產運行管理提供參考。

井工礦生產過程主要用熱有井筒防凍、建筑物采暖(含通風)和洗浴(洗衣房)。在這三大類中，洗浴用熱占的比例較小，建筑物采暖與井筒保溫耗熱量較大。根據井筒保溫和洗浴熱負荷計算過程可知，在目前的技術條件下，很難降低井筒保溫和洗浴耗熱量，只有建筑物采暖可以通過調節建筑物的結構等來調節耗熱。根據現有的生產技術條件，礦井生產、生活供熱節能主要應從多樣化選擇能源、采用集中供熱方式、合理配置鍋爐、優化建筑物布置和完善礦井節能運行管理才能做到真正的節能。

1 多元化解決供熱能源

煤炭是礦井生產的主要產品，燃煤鍋爐對礦井生產企業是最為便捷的供熱能源，煤炭企業往往忽略對其他可再生資源和清潔能源的利用。隨著人們對瓦斯氣的綜合利用，高瓦斯礦井已經逐步采用燃氣鍋爐取代燃煤鍋爐，以及利用瓦斯發展熱電聯產。然而，太陽能、風能、地源能和礦井回風熱沒有得到很好的利用，由于風能和地源能存在的地域差異，推廣得到了限制。太陽能和礦井回風熱雖然存在地域差異，但是具有全年穩定運行的特點，運行周期與礦井生產時間相一致，但是運行規模不大，基于此特點，太陽能和礦井回風熱更適用于礦井洗浴用熱或者建筑物采暖使用的特點。根據大量礦井運行實例統計結果可知，礦井洗浴最大用熱鍋爐噸位不超過10t/h，大多數礦井洗浴鍋爐設置1～4t/h的鍋爐。

2 采用集中供熱合理配置鍋爐

目前礦井鍋爐房存在的最大問題是沒有實現集中供熱或者鍋爐配置不合理的現象，尤其是小型礦井和老礦井，本著新建一處建筑建設一座鍋爐房的原則，礦井工業場地隨處可見鍋爐房。新建或者改擴建礦井大多數已經采用集中供熱，然而設計缺陷和人為原因，鍋爐房鍋爐噸位配置不合理，大馬拉小車的現象存在比較嚴重。這些是目前礦井生產中普遍存在的現象，也是資源浪費的根源。常規標準鍋爐是按照1t/h、2t/h、4 t/h、6t/h、10t/h、20t/h和40t/h等設計的。本文以2個礦井井筒保溫，建筑采暖和洗浴用熱分析鍋爐房設置對資源的浪費，詳見表1和表2。

表1 非集中供熱鍋爐設置一覽表

表2 集中供熱鍋爐設置一覽表

該礦井采用分散鍋爐供熱方式，最終設置鍋爐總噸位為11t/h，如果采用集中供熱鍋爐房，最終設置總噸位為8 t/h即可滿足用熱需求。

該礦井在實際建設中設置了3臺10t/h的鍋爐，其中1臺全年運行。按照熱負荷計算，洗浴鍋爐設置1臺2 t/h鍋爐即可滿足要求，根據礦井總額度配置可以選2臺10t/h的鍋爐和1臺4噸鍋爐使用。

3 各配套設施的優化運行

在合理的鍋爐選型和節約用熱的條件下，各配套設施的優化運行成為節能的一項主要任務。鍋爐房內各設備均采用自動控制，軟化水的運行采用自動控制，使整個系統經濟有效地運行。浴室用熱水設定溫自動控制系統，保證要求的溫度。排除室內的余熱、余濕時，應優先采用自然通風。集中熱水采暖系統的每組散熱器，應配置與系統特性相適應的、調節性能可靠的的自力式溫控閥。采暖系統的熱交換設備和井筒防凍熱風機組的凝結水全部回收;熱風機組的凝結水利用疏水自動加壓器送回鍋爐房的軟化水箱中，作為鍋爐的給水。對熱水管道系統進行保溫，采用高效能保溫材料，減少熱量損失。

4 使用供熱分戶熱計量

供熱分戶熱計量是按照用戶需求對每間房屋實行獨立供暖或者停止供暖，可任意設定每間房屋的溫度和供暖時間，可按環境需求，提前設定好供暖方式，能夠在設定時間維持設定溫度，對停止供暖的房屋，可依據房屋所在地區的氣候條件，自動控制室內溫度，確保房屋室內的管道和散熱器不被凍裂。建筑物采暖對于礦井生產項目，尤其是大型礦井占地份額也比較大，積極推廣供熱分戶計量可以節約大量的能源。

5 合理布局建筑物減少用熱

建筑物采暖在礦井生產用熱中占了較大的比例，并且在滿足生產工藝和總平面布局的前提下，可調節性強。節能建筑物隨著節能熱潮應用而生，礦井設計中，建筑物設計已經加入了節能成分，北方地區建筑物朝向采用南北向或接近南北向，主要房間避開冬季主導風向，建筑物聯合集中布置，按天然采光標準開窗，采暖居住建筑采用保溫設計，在建筑材料選擇按照保溫、隔熱的要求確定。這些均可以起到節能的效果。

6 完善運行管理制度

供熱節能由礦井節能領導組和節能辦公室統一管理，建立嚴格的管理制度、有效的激勵和約束機制，規范能源統計，逐步完善能源計量，加強節能監測，強化節能宣傳，提高能源利用效率為核心，以降低能源加工轉換損失為突破口。建立能源統計臺帳;能源消耗定額管理制度等。

7 研究小結

本文針對井工礦生產、生活用熱的各個環節進行分析，提出了井工礦供熱節能的主要途徑如下:一是多元化解決供熱能源;二是采用集中供熱合理配置鍋爐;三是各配套設施的優化運行;四是使用供熱分戶熱計量;五是合理布局建筑物減少用熱;六是完善運行管理制度。

［1］郭鐵橋，集中供熱室內溫度控制系統的硬件設計［J］.煤氣與熱力，2007，l27(4).

［2］《中華人民共和國節約能源法》［R］(2007年10月28日修訂通過，自2008年4月1日起施行).

［3］《山西省節約能源條例》［R］(2011年9月23日修訂通過，自2011年12月1日起施行).