煤矿应用的技术经济论文范文

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1技术特点分析

采用在扩散塔增设换热装置回收利用矿井回风冷热源系统，换热装置可以采用闭式、开式两种，闭式系统换热介质与回风完成间壁换热后流入热泵机组，经热泵或制冷循环后，流回换热设备与回风再次换热，完成循环;开式系统采用在扩散塔内直接喷水完成热量交换，系统较开式系统复杂，但换热效率更高。热泵机组的能效比约为4～6，系统的整体耗电量低，节能效果明显。相比于煤矿的排水、瓦斯、压风机房等余热，主要有以下特点:1)矿井回风风温、风量稳定，系统可靠性高。2)在扩散塔设置换热装置，一方面减少了通风噪声，另一方面通过开式喷淋系统还可以降低矿井回风中污染物，对提高矿区环境有着积极的贡献。

2应用回风源热泵系统的效益分析

本文所计算运行费用包括:夏季空调耗电，冬季供热耗电，全年供热水耗电。

2．1矿井回风可提取热量经过换热装置后，回风的温度与湿度均会发生变化，假定其换热前后压力不变［6］。则其从回风中提取的热量为。

2．2运行费用1)回风源热泵系统机组年运行费用。其年运行费用应为:系统总耗电功率×运行时间×当地电价+年维护管理费，计算时应考虑冬、夏与洗浴各参数的特点。2)燃煤锅炉实际费用。燃煤锅炉系统运行费用合计=锅炉燃料消耗费+锅炉用电费+分体空调运行费+运行人员工资+维护费。

2．3已应用该系统的矿区实际投资运行效益分析1)福兴矿冬天供热负荷约为1977kW，夏季放热负荷1556kW，其采用回风源热泵系统，回风量约为60m3/s，回风温度约为25℃～30℃，经计算矿井回风冬季可提供的热量为1932．6kW;夏季可吸收的热量为1513．3kW，对比其所需负荷，可见冬季和夏季基本可满足使用需要［10］。其回风源热泵系统投资约为3000万元，同样负荷条件下若采用传统的燃煤锅炉加电驱动的中央空调系统，其投资约为2700万元，比回风源热泵系统减少约10%，而回风源热泵系统年运行费用约为110万元，而传统方案的年运行费用约为230万元。年节约标准煤炭约3000t，可减少CO2排放约7698t。2)曙光矿区回风冬天可以提供3960kW的热量，满足冬季供热所需的3233kW;夏天需要排放4159kW热量，满足夏季制冷所需的3650kW。故利用矿井回风的热量和冷量，冬夏季均可满足要求［9］。采用回风源热泵系统，每年可节约运行费用158．45万元，减少CO2排放9812．4t，减少SO2排放75．48t，环境效益显著。3)冀中能源东庞煤矿通过回风源热泵系统，冬、夏两季为工业广场及辅助建筑物供暖、空调，并可满足井筒防冻以及生活热水供应使用要求［8］。系统需冷、热量约1740．45kW，而回风能提供2553kW冷、热量，满足供热制冷需求。使用矿井回风源热泵系统使矿区年节约煤炭约1991t，减少CO2排放5174t，减少SO2排放59．7t。4)平煤三矿在利用回风源热泵系统后［11］，年减少燃煤量2457．6t，每吨按市场价500元计算，可减少燃煤投入资金122．8万元，同时年减少SO2排放量49．152t，CO2排放量6389．76t，烟尘排放量2．21t，为节能减排做出了贡献。

3分析总结

各大矿区实际使用回风源热泵系统后，由于煤矿大多蕴含着丰富的地热能源，随着回风的利用，为矿区提供较为优质的低温热源，使热泵机组得以运作，并且实现较好的经济效益和环境效益。

4结语

受限于多方面原因，我国大部分矿区的供热与空调系统多采用燃煤锅炉+电驱动的中央空调系统，该系统具有简单、投资低、运行管理方便等特点，但同时其占地面积大、能耗高、效率低、污染严重的问题也十分明显。科学合理的采用矿井回风源热泵系统在冬季可供热、夏季制冷、四季供热水。经分析可知，该系统虽然投资略高于传统方案，但在运行费用、污染物排放、噪声控制上的表现更有竞争力。充分利用矿区的绿色可再生能源，符合国家对建设绿色生态矿区的要求。而且其经济效益、环境效益与社会效益有明显的优势。建议有条件的类似矿区推广使用。

作者：赵和凡单位：峰峰集团有限公司梧桐庄矿