我公司申报的《矿井乏风余热、采煤废水余热及空气源耦合利用替代燃煤锅炉的研发及应用》项目，在集团公司第五届科技大会上荣获优秀科技成果二等奖。这得益于公司坚持节能减排、打造绿色矿山，在合理利用矿区余热资源替代燃煤锅炉供热的道路上迈出了关键性的一步。也是在“双碳”目标的大背景下做出了成绩、干出了成效。近年来，公司对原滴道盛和矿十一井3台4吨燃煤蒸汽锅炉以回风余热利用进行替换，满足了入风井供暖季保温防冻采暖需求；在滴道盛和矿立井安装污水直进热泵系统替代两台4吨燃煤锅炉，用于建筑物供热；针对滴道盛和矿立井选煤厂采用两台蒸汽锅炉的情况，改造为空气源热泵供暖系统……多个系统更新改造成功，彰显着高效节能、无污染、节约水资源的先进理念。在矿井的生产过程中，通风系统会产生大量的乏风，这些乏风中蕴含着丰富热能。以往这部分热能被排放到空气中，没有被收集利用。按照绿色矿山建设要求，如何将这些矿井回风余热充分利用成为公司环保战线的新课题。
在公司领导的支持下，公司多部门、单位联合经过考察、论证、设计，矿井乏风余热利用项目于2021年11月在滴道盛和矿立井正式投用。投用以来，这个井就取缔了两台4吨的燃煤锅炉，每年可为公司节省费用231.5万元。相关技术人员向记者介绍，“冬季，由于气温偏低，井口和井筒壁容易结冰，对井筒安全十分不利，因此必须对井筒加热。乏风余热利用供热系统就是由主扇排出的乏风气体通过取热片与热泵机组蒸发器将乏风中的热量提取出来，将无形的热能通过变换集中送到了井下，不仅可以避免冬季井筒结冰造成的安全隐患，还能够保证井筒底温度保持在2摄氏度以上。”这个供热系统的实现对矿井发展带来的收益是显而易见的。据了解，没投用乏风供热系统时，井口燃煤锅炉供热会产生大量烟尘、二氧化硫等气体，空气污染比较严重。采用回风余热利用系统进行井口加热每年运行费用约13.1万元，每年节约标煤约为7503吨，减少二氧化碳排放量约为18434吨，减少二氧化硫排放量约为123吨，减少烟尘排放量39.3吨。公司在“利用余热及清洁能源，替代燃煤锅炉，让蓝天更蓝”的实践中紧紧把握能量这一关键点，把污水当成“能源”，真正实现了以水当油用的创举。滴道盛和矿立井污水源热泵系统于2022年9月开工建设，12月竣工并投入使用，为公司解锁了新的资源循环利用链条。滴道盛和矿立井矿井水资源丰富，流量为每小时210立方米，水温15摄氏度，一年四季水量及相关参数相对稳定，可以添加在污水源热泵系统里面，实现“以水当油”。据了解，这个系统替代了两台传统的4吨燃煤锅炉，有效利用井下抽排上来的污水里蕴含的热能，通过循环介质吸收、压缩机升温、高温介质释放等环节，满足了立井2万多平方米建筑冬季采暖需求——让污水成为带来热量的宝贵资源。同时，浑浊污水经过混凝、沉淀、过滤等一系列工艺，被处理成接近饮用水标准的清洁水源，一部分可供井下洒水消尘、设备用水、选煤厂补水等工业复用水，一部分又用作洗浴、办公、供热等矿区生活用水，实现了水资源的循环复用。自2022年冬季供暖以来，设备运行数量60%左右，室内温度达21至23°C，甚至有时可达到25到26°C，而这个系统也以效果良好、升温快、用电量少、节省运行成本等优点为人称道。后勤科科长杜学亮说：“虽然这种方式叫‘污’水源供暖，实际上却是一种不可多得的清洁能源，它不会产生任何废渣、废水、废气和烟尘，比采用燃煤锅炉每年节约运行费用62万元。”滴道盛和矿立井选煤厂，原来采用两台蒸汽锅炉才能满足全厂区的供暖需求，自2022年，这个井投用空气源热泵机组后，供热面积可达6千平方米，替代1台燃煤锅炉，运行费用是燃煤锅炉的70%。原来，空气源热泵系统是这个井2022年10月投入使用的。它遵循逆卡诺循环原理，能够克服原蒸汽系统远距离输送的热损耗大、供热稳定性差、易冻等缺陷。更令人惊喜的是，这个系统运行无任何污染，不产生废渣、废水和废气，不会产生城市热岛效应，室外低温亦可平稳运行，是理想的绿色环保产品。而且，空气源热泵机组，工作于两个近似定温的热源之间，通过制冷工质的相变吸热与放热，将低温热源的热量传递给高温热源，从而达到制冷或制热的效果。简而言之，在寒冷的冬季，空气源热泵系统可以从空气中汲取热能，转化为可直接使用的高温热水，满足建筑物采暖。空气源热泵系统成功应用深受滴道盛和矿立井选煤厂员工的普遍认可。有了成功经验后，公司大力推进清洁能源系统代替燃煤锅炉的改造工程，其中，滴道盛和矿立井选煤厂二期工程将通过空气源热泵分布式供暖系统替代两台10吨和8吨燃煤蒸汽锅炉，解决全厂的供热问题；东海矿采用热管热泵技术对矿井乏风余热、矿井水余热回收进行综合利用，也将淘汰4台燃煤锅炉……公司全力推进环境治理和绿色矿山建设，一幅由“黑色印象”逐渐转向“绿色新颜”的锦绣画卷正在鸡西矿区大地徐徐展开。
文字：孟泠男
图片：于 海
视频：林 莽
编辑：郝俊丹 唐雅楠 孙 宇
审核：孙 鹏 陈忠国 王 伟
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