電供暖蓄熱技術在吉朗德露天礦的應用

王 晶

（中煤天津設計工程有限公司，天津 300120）

1 工程概況

吉郎德煤礦位于新疆自治區哈密市巴里坤縣城北西320°方向約140km，均劃屬巴里坤縣管轄。吉郎德露天礦目前正在建設中，冬季氣候嚴寒，尚無熱源，且相鄰化工園區的建設遙遙無期，因此其熱源建設迫在眉睫。

國家及新疆自治區相關政策如下：1） 國務院及新疆自治區印發的《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》中規定：原則上不再新建每小時10 蒸噸以下的燃煤鍋爐，加快清潔能源替代利用；2） 新疆自治區印發的《加快推進電氣化新疆工作方案》中規定：集中式電供暖直接交易輸配電價平段為0.18 元/千瓦時；谷段為0.09 元/千瓦時。電供暖項目直接交易輸配電價執行平谷分時電價政策，用電低谷時段為12 小時（23：00-9：00；14：00-16：00）；其余時間為平段12 個小時。

2 熱負荷

本工程供熱范圍包括工業場地各建筑供暖通風、生活熱水供應（洗浴）。其中，公共建采暖負荷811.2kW，熱媒參數為55/45℃熱水；工業建筑采暖熱負荷4113kW，熱媒參數為95/70℃熱水；生活熱水供應熱負荷375kW，熱水溫度60℃。

3 熱源方案

吉朗德露天煤礦工業場地設有辦公樓、宿舍、食堂等公共建筑，公共建筑采用地板輻射采暖，工業建筑采用散熱器采暖。本項目為相應關于“國家節能減排政策”的需要，采用空氣源熱泵技術為非采暖季提供洗浴熱水[1]，使得工業場地鍋爐房非采暖季停止運行，從而實現節能目的。

方案1 固體蓄熱式電鍋爐+空氣源熱泵供熱方案。

鍋爐房選用2×3.6MW 固體蓄熱電鍋爐，鍋爐供回水溫度為95/70℃熱水，通過地暖換熱設備制備55/45℃熱水，通過生活熱水換熱設備制備60℃熱水。電鍋爐供熱負荷約為6.84MW，用電負荷約為7.2MW。鍋爐工作電壓為10KV。電鍋爐在采暖季運行，非采暖季停運。

鍋爐房室外配套布置3 臺空氣源熱泵熱水機，熱泵機組出水溫度為：60℃。單臺熱泵機組制熱量為：150kW，額定用電功率為：54.7kW，機組COP：2.74。空氣源熱泵熱水機在非采暖季運行，采暖季停運。

方案2 非蓄熱式電鍋爐+空氣源熱泵供熱方案。

鍋爐房內選用4×1.62MW+2×0.27MW 電熱鍋爐。其中4×1.62MW 電熱水鍋爐用于生產系統及行政福利區建筑物供暖，采暖系統供回水溫度為：95/70℃，通過地暖換熱設備制備55/45℃熱水；2×0.27MW 電熱水鍋爐用于吉礦的生活熱水用熱，生活熱水供水溫度為：60℃。電鍋爐供熱負荷約為：5.9MW，用電負荷約為6.2MW。鍋爐房配套選用4×2500kVA+1×1250kVA 變壓器。鍋爐房供電電壓為380V。

空氣源熱泵熱水機配置方案同方案一。

4 方案比選

兩方案技術對比表如下：

鍋爐房年運行時間均為365d，其中采暖季采用電鍋爐供暖并制備生活熱水，工作194 天，每天工作24h；依據經驗，鍋爐房在采暖季中的65 天（采暖季1/3 時間） 按100%設計熱負荷計算其運行熱功率，其余129 天（采暖季2/3 時間） 按50%設計熱負荷計算其運行熱功率。非采暖季采用空氣源熱泵熱水機制備生活熱水，非采暖季工作171 天，每天工作8h。

表1 技術對比表

方案一運行費用計算（采暖季2/3 時間電費按蓄熱鍋爐在谷電時期運行考慮）。吉郎德露天礦電鍋爐房電費=采暖季電費+非采暖季電費=7200kW×24h×65d×0.09 元/kW·h×1.5+7200kW×12h×129d×0.09 元/kW·h+150kW/2.74×8h×171d×0.09元/kW·h×1.5=253 萬元

方案二 運行費用計算（全部為平電時期運行考慮，折部分）。吉郎德露天礦電鍋爐房電費=采暖季電費+非采暖季電費=7020kW×24h×65d×0.09 元/kW·h×1.5+7020kW×12h×129d×0.09 元/kW·h×1.5+150kW/2.74×8h×171d×0.09 元/kW·h×1.5=296 萬元

兩方案經濟對比如下：

方案一土建工程+設備購置費+安裝費=309+1932+155=2396 萬元，耗電費用+折舊費用+人員工資+其它費用=253+102+15+18+15=2799 萬元。

方案二土建工程+設備購置費+安裝費=294+1627+130=2051 萬元，耗電費用+折舊費用+人員工資+其它費用=296+114+80+36+15=541 萬元。

5 結語

根據技術經濟對比可得出以下結論：

1） 投資費用：方案一＞方案二；2） 運行費用：方案一＜方案二；3） 運營管理維修：固體蓄熱式鍋爐房運營管理維修量小于非蓄熱式鍋爐房；4） 安全評估：固體蓄熱式鍋爐無需年審；5） 靈活性：固體蓄熱式鍋爐可利用白天熱負荷小，晚上熱負荷大的特點，在極寒天氣下可將白天的蓄熱用于補充夜間供暖熱負荷，降低供電功率約20%，靈活性高。

綜合第1）～5）條結論并結合國家和新疆自治區相關環保政策，推薦固體蓄熱式電鍋爐+空氣源熱泵作為本供熱改造工程的熱源。總之，雖然煤礦自身產煤，但對于礦區的小型供熱工程，由于環保政策的緊縮，燃煤鍋爐不再是首選[2]。