新能源供暖,未来矿山供热的发展大势!

2020-09-21 来源:鑫海矿装 (63次浏览)

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我国传统能源面临的紧缺危机越来越凸显,新能源供热的出现将缓解能源危机,并且对于我国的节能减排具有现实性的重大意义。在政府绿色理念和多项国家政策的推动下,多种新能源供热技术已逐渐在各行业得到广泛应用。

新能源供暖发展

新能源供暖发展的必要性

从“十一五”计划开始,我国生产、经济建设进入高潮,能源需求压力增大。我国在能源政策上提出了落实资源节约基本国策,加快推进资源节约型、环境友好型社会建设,节约与开发并重,促进经济社会实现可持续发展的方针,在环境保护和节约能源上采取了一系列措施,新能源供热产业得到了迅猛发展。

目前,多种能源、多种供热方式可供选用,满足了不同类型建筑和地区的需要。我国供热所用能源包括:煤炭、燃油 、天然气 、电能、太阳能、地热等。新能源供热主要是采用其他新能源、新技术替代传统供热方式,比如利用空气源、地热、冰放热技术、光发电技术等。

多种能源、多种供热方式

据中国城镇供热协会召开的第三届中国供热学术年会(2020)获悉,截至2019年底,北方供热热源结构中,可再生能源供暖仅为3%,发展潜力巨大。专家建议,应加快增加新能源在供暖领域的应用规模,实行合理的终端消费,从热源到用户端形成完整的供热体系,通过技术的调节、设备的组合、产品的应用,使“合理供热”与“节约用热”并重,推进清洁取暖更加高效、低碳。

此外,在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中,又把大力发展和规模化应用新能源和可再生能源作为能源领域的优先发展主题,从国家立法和发展战略的高度,对可再生能源的发展应用予以强力推动。

由此可见,随着国家节能减排目标的提出,低碳新能源能源供热已成为当前供热的发展大势。

新能源在矿山供热中的综合利用

近几年,鑫海矿装紧跟国家节能减排的发展目标,在矿山设计规划中不断采用新能源供热,取得了丰硕的成果,并成功应用于各大选矿厂。目前,鑫海矿装在矿山供热中采用的新能源主要包括:水源热泵、空气源热泵、余热回收供暖、太阳能综合利用

鑫海矿装在矿山供热中采用的新能源

其中,水源热泵以水为介质,空气源热泵以空气为介质,只提取热量,不消耗水资源;余热回收系统利用工业中的余热进行供暖。新热能与燃煤锅炉相比,不需要煤场、渣场,与燃油锅炉相比,不需要储油房,机房面积与锅炉房相比大大减少,建筑设施干净美观,环保无污染。在使用过程中无燃烧过程,避免了排烟、排污及噪音,属于绿色环保、节能减排的产品。

鑫海矿装所采用的新能源矿山供热,保证了冬季供暖、夏季制冷以及提供生活热水,冬夏切换灵活。同时,其自动化及远程控制更加安全、稳定,既可用于中小区域供暖、制冷,又可多机组组合用于建筑群体供暖、制冷,应用广泛。

1、水源热泵系统

水源热泵技术是利用地下水源,如地下水、矿井水的水为介质,来提取能量实现制热和制冷的系统。通过消耗少量的高品位电能将水中的低品位热量提取出来,变成可以直接利用的高品位能源,实现了低位热能向高位热能的转移。

水源热泵技术的工作原理图

(水源热泵技术的工作原理图)

水源热泵技术 - 选厂应用案例

山东莱州某金矿水源热泵系统

该工程设计选用双螺杆高温型的水源热泵机组,分别为30HXC800A-HP2型、30HXC700A-HP2型、30HXC350A-HP2型和30HXC163A-HP2型。本系统的水源为矿井水,采矿涌水的水温恒定在20-22°C,水量较大,能够满足供暖系统的需求,2007年该系统进行设计规划,冬季总供暖面积约16万m2,夏季空调系统面积约3万m2。冬季提供办公区、家属区及各车间供暖;夏季时,该系统为办公区提供空调,运行效果良好。

山东某冶炼矿区水源热泵系统

该系统设计选用水源热泵机组30HXC350A-HP2型3台,供暖面积约3.6万m2,其中办公楼等生活区约1.2万m2,车间约2.4万m2,设计于2009年,至今实际运行9年,冬季供暖,夏季制冷,每年运行两季,效果良好。

山东某矿区水源热泵改造工程

该工程设计选用水源热泵机组30HXC-HP2-200A型1台,30HXC- HP2-300A型1台,总供暖面积约2.6万m2,该系统水源属于矿井水,利用采矿井下涌水,提取其热量进行供暖。至今已运行9年,冬季供暖,夏季办公楼制冷。

2、空气源热泵系统

作为一种热泵技术,空气能(源)热泵素有“大自然能量的搬运工”的美誉,有着使用成本低、易操作、采暖效果好、安全、干净等多重优势。以无处不在的空气中的能量作为主要动力,通过少量电能驱动压缩机运转,实现能量的转移,能够逐步减少传统采暖给大气环境带来的大量污染物排放,保证采暖功效的同时兼顾节能环保的目的。

空气源热泵系统联系图

(空气源热泵系统联系图)

空气源热泵系统原理图

(空气源热泵系统原理图)

空气源源热泵技术-选厂应用案例

蓬莱某金矿厂区空气源热泵供暖系统

该矿区涌水量很少,设计选用6台ACD-S-HP130-H-LHW-G型空气源高效超低温型热泵机组,供暖效果良好。

3、余热机组供暖系统

余热机组供暖主要是回收机组余热用于供热、供暖,变废为宝。余热机组供暖既可节能,提高能源效率,又可减排,减少能源消耗与污染物、二氧化碳以及水蒸汽排放。

余热机组供暖系统

余热机组供暖技术-选厂应用案例

国外某金矿堆浸厂余热回收供暖系统

本项目由柴油发电机组供电,柴油发电机组常年连续运行,柴油发电机组的烟气温度很高,约480-500°C,设计采用烟气余热回收装置,为厂区及生活区供暖,供暖计算面积约1.9万m2。

设计选用6台1500kW的发电机组,5用1备,配置6台余热回收机组,5用1备,与发电机组一对一配置安装。余热回收总热量约2930 kW。相当于一台2.8MW的燃煤锅炉的供热量。

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从供暖系统的年运行费用(不含水费)比较可见:相同供热量的情况下,选择余热回收系统年运行费用约24.5万元,选择燃煤热水锅炉系统年运行费用约239.0万元,燃煤锅炉系统每年运行费用比余热回收系统高214.5万元,其中大多是燃料煤的消耗费用(185.0万元),此系统节约了大量的煤炭资源,也达到了新能源的综合利用和环保要求。

4、太阳能综合利用系统

太阳能是世界上资源丰富的能源,是一种环保无污染能源。以我国为例,太阳能资源十分丰富,其总辐射量在120-280W/m22/3的国土面积年日照小时数在2200h以上年太阳辐射总量大于5000MJ/m2,相当于170kg标准煤。

太阳能综合利用系统

太阳能综合利用技术-选厂应用案例

烟台某矿区供暖系统

烟台某矿区供暖系统设计采用太阳能加热软化水作为锅炉补水,提高进锅炉补水温度,从而实现减少天然气耗量,达到节能的目的。该项目蒸汽锅炉蒸发量为2t/h,连续运行,补水按12t/d计算,设计太阳能补热系统。设计58/1800-50集热器配置24组,总集热面积191.52m2,1.8米真空集热管1200支。太阳能集热器的年节能量为466310MJ。

烟台某矿区供暖系统

热泵技术、太阳能、余热回收技术、风能等可再生能源在工业园区、矿山企业及生活区中已经得到了大量的推广及应用,随着国家对环保的进一步严格要求,鑫海矿装将继续大力推动新能源在矿山供热中的综合利用,助力绿色矿山的建设。