煤炭工业太原设计研究院集团有限公司 邵鹏华

0 引言

2018年是2010年以来全球一次能源消费增长率最快的一年[1]，同年，国家和地方政府出台了一系列环保政策，要求逐年淘汰小型燃煤锅炉。

近年来，空气源热泵供热发展较为迅速，尤其在寒冷地区和严寒地区。在-20 ℃的条件下，喷气增焓式热泵COP能达到2.15左右[2]。在低温工况下，双级压缩系统的压缩比更小，制热量更大，即使在-30 ℃的低温条件下系统COP仍能保持在2.1左右[3]。

煤矿的供热需求主要分为三部分：1) 建筑物供暖；2) 井筒防冻；3) 洗浴热水。采用空气源热泵机组取代煤矿的燃煤锅炉是一种较为节能的措施。本文结合案例介绍空气源热泵在煤矿供热改造中的应用。

1 项目案例

1.1 项目背景

某煤矿位于山西省临汾市乡宁县，年生产能力为300万t，并配套有同规模的洗煤厂。锅炉房现有2台10 t和1台4 t的燃煤蒸汽锅炉，主要为矿井和洗煤厂建筑物供暖、职工洗浴、井筒防冻提供热源。建筑物供暖热媒为供/回水温度110 ℃/70 ℃的高温热水，洗浴和井筒防冻热媒为0.3 MPa的饱和蒸汽。

1.2 环保政策

根据《国务院关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知》(国发〔2018〕22号文)、山西省人民政府《关于印发山西省大气污染防治2018年行动计划的通知》(晋政发〔2018〕30号文)、乡宁县人民政府办公室文件《关于印发乡宁县2018年工业企业环保专项整治实施方案的通知》(〔2018〕73号文)，要求燃煤锅炉按规模逐年淘汰，其中乡宁县政府要求工业企业10 t及以下的燃煤锅炉在2018年10月1日之前全部淘汰，改造的技术路线为“宜醇则醇、宜电则电、宜气则气”。……