谢光明

（开滦（集团）钱家营矿业分公司，河北 唐山 063301 ）

1 供热现状

目前厂区西部供暖供热由5台6t燃煤锅炉提供热源，其中1台为4.2MW，95℃/70℃热水锅炉，其余四台为6吨蒸汽锅炉，担负着西部厂区6万平米的厂房和办公室的采暖，以及全厂区职工洗浴用水的加热。另外，西部厂房为老式预制混凝土板的单层高大厂房，维护结构无保温，门窗密封效果不理想，大量冷风渗入，进而造成热负荷巨大。职工浴室浴淋喷头共483个，洗浴水池共160m3，每天热水水量最大约为1400t，浴室24小时运行。浴室热水加热采用老式的蒸汽排管伸入水池直接与凉水混合加热的形式，换热效率底下，大量蒸汽热量浪费。

2 可利用热源情况

厂区煤炭生产过程中，有大量的矿井涌水从井底水仓不断地排到地面，矿井排水水温一年四季变化不大，一般在18～20℃左右，其中蕴含大量的低温热能；此外厂区的压风机房和污水处理厂都产生了较多的循环冷却水和中水。冷却循环水温度一般在20～40℃之间，且水量较大，内中蕴含的大量低温热能，污水厂的中水水温也在20℃左右。

另外，厂区北临经安公司自备发电厂（与厂区仅一墙之隔，装备两台纯凝式汽轮发电机组），可利用电厂汽轮机发电后剩余大量乏汽作为热源补充厂区供热，由于蒸汽发电机组设备本身原因，目前只能从自备电厂得到蒸汽10t/h（300℃，0.7MPa）。

3 余热利用方案：（1）水源热泵供热系统。水源热泵系统是以可再生能源——浅层低温地能为热（冷）源，通过热泵系统，实现低品位热能向高品位热能转化；冬季将低温地能中的低品位热能进行提升，向建筑物供暖，夏季将室内的热量释放到低温地能中去，向建筑物供冷，还可以常年提供热水等，其能效比可以达到3.5或更高。

具体实施方案：在厂区矿井水厂院内预留空地和污水厂院内，建立水源热泵机房，利用热泵提取矿井水、生活污水、压风机冷却水中的热量。通过室外管网将热输送到厂区各厂房、办公楼。但是由于原有厂区室内采暖形式为排管或钢串片散热器的形式，不能适应水源热泵机组对供暖系统的要求，所以将末端设施全部改造为风机盘管式系统，并且结合高大厂房特点，在厂房内进行合理分区，采取局部供暖与整体供暖相结合的形式，做到重点部位重点保障，使得整体供暖效果达标。针对厂房冷风渗入量大，维护结构不保温的实际，采取对门窗进行密封处理，厂房进出料大门安装空气幕隔断，外墙加装保温材料等措施，从而减小单体建筑热负荷。（2）电厂余热供热系统。目前矿区洗浴用热水加热采用老式的蒸汽排管伸入水池直接与凉水混合加热的形式，换热效率低下，蒸汽消耗量大。加热后的热水经过与凉水混水后达到淋浴水温，然后通过高位水箱供给到浴室各淋浴喷头供职工洗浴。另外，室内浴室采用DN15球阀控制的淋浴喷头，职工洗浴时由于使用开关不及时，造成大量热水浪费。根据上述情况及可利用热源情况，现对原有洗浴热水加热系统进行改造，废弃原有系统。

具体实施方案：在原有泵房位置建设一座热交换站，热源利用经安钢铁热电厂机组提供的10吨/小时过热蒸汽（300℃，0.7MPa），采用汽-水交换器对洗浴热水进行加热。换热后的冷凝水通过水泵打回到热电厂供发电机组继续循环使用，换出的热水储存在原有蓄水池内，通过热水泵、混水器混合到预先设定水温后，打到高位水箱内，通过高位水箱将洗浴用水供给到每个淋浴喷头。另外，采用插卡式淋浴喷头替代原有球阀控制喷头，从管理方面提高了节水效果。此系统在运行时，同样采用PLC编程智能控制系统，通过设在蒸汽管网、自来水管网、汽-水交换器、混水器、热水泵等处的温度、压力、流量传感器和执行机构，实现了水温预先设定，水量合理控制等一套全自动运行功能。

此外，10t/h过热蒸汽在供给洗浴水加热后还有部分剩余，剩余蒸汽可以根据需要，通过管道输送到厂区洗衣房，为其烘干机提供热源。

4 改造后的预计运行效果

通过上述两个系统的改造后，厂区内5台6t燃煤锅炉可以全部停止运行，在充分利用余热资源达到应用功能要求的同时，减少不可再生能源的使用，供暖供热效果显著提高，而且通过大量自动控制技术的使用，使得系统较以前运行更稳定，操作更简便，运行成本、维护费用更低。

另外，在两个系统中大量使用的PLC编程自动控制系统和集中控制系统，使得厂区供暖供热工作从人员密集型向技术密集型转变，大量岗位从有人值守转变为无人值守、有人巡视的模式，进而大大降低了人员使用量，提高了管理效率，不过也对人员素质提出了更高的要求。

5 项目综合效益分析

目前全国PM2.5的检测，唐山市作为河北省的重大污染城市之一，是北方地区首屈一指的重工业城市，因此，开滦集团钱家营矿业分公司余热综合利用代替燃煤锅炉采暖及生产洗浴用热水的项目具有更重要意义。

（1）社会效益。①我国现有天然气、煤等属于不可再生能源，利用余热资源替代燃煤锅炉的使用，减少不可再生能源的利用（目前唐山市内6吨以下的燃煤锅炉已经取缔）。②本工程的建成可以充分利用厂内焦化厂及生活污水的余热，避免热量的白白浪费③余热利用项目是国家大力推广的节能项目，会得到政府及有关部门的支持。④本工程为煤炭行业节能改造项目，能够充分利用现有余热资源，提高厂区整体环境的同时，也为本地区的环境贡献一份力量。余热资源在煤炭行业的综合利用，可以为煤矿的行业节能改造及新能源技术的推广起到带头作用。（2）环境效益。本工程建设可以充分利用热电厂、压风机房及矿井水余热，停止燃煤锅炉运行，根据了解每年减少用煤量约为8495.5吨（4000kcal）折合标煤4854.6t，减少CO2排放量为12719t，减少SO2排放量为41.3t，减少Nox排放量为36t。

一吨标准煤燃烧产生2.62吨二氧化碳，产生8.5公斤二氧化硫，产生7.4公斤氮氧化物。

本项目的应用可以替代锅炉的使用，减少不可再生能源的使用，本工程不仅能够生产洗浴用热水、供暖，改善工人生活环境，降低锅炉司炉工的劳动强度，而且可以使厂区内自然环境得到优化。

结语

从上述分析可以看出，运用热电厂、污水处理厂、压风机房冷却水及矿井水等余热比厂区原有锅炉供热运行更加稳定可靠，没有污染、节能环保，符合国家政策，符合厂区长期发展的要求是一项利国利民的实事。

[1]陆耀庆主编.供暖通风设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社， 1987.