余热提取技术在煤矿热泵系统设计中的应用

热泵是一种以消耗少量电能为代价,将大量不能直接利用的低温热能转变为有用高温热能的装置。文章介绍了将不同形式的余热回收与热泵系统设计相结合,利用热泵装置提取矿井排风、排水、空气热能等余热热源用于建筑物的供暖或供冷,从而替代了通过燃煤锅炉获取热能的方法。实践证明:余热提取技术是一项新型节能、环保技术,对建设现代化绿色新型矿山有重要意义。     

分体式矿井排风余热回收井口防冻系统应用探究

矿井排风中蕴含丰富的低温热能,非极端天气条件下通常利用矿井排风中的低温余热就能够满足井口防冻的用热需求。为了利用矿井排风中的热量解决井口防冻用热问题,提出采用分体式余热回收利用系统。介绍了系统的形式,并以太原市西铭冀家沟煤矿具体的项目为例,进行了系统配置分析。该系统的初投资和运行费用较低,环境效益和经济效益良好,为解决矿井防冻问题提供了一种新方法。     

矿井余热资源利用技术

通过对晋城无烟煤集团下属寺河煤矿矿区实地调研,分析了寺河矿热源特点,计算了各资源余热量,并提出了综合矿井余热利用系统。研究表明:采用三级喷淋水除尘吸热后,矿井排风余热利用率为40%~50%;以R134a为冷剂工质,以矿井排水、生活废水和矿井乏风换热后的喷淋水的混合水为低温热源的矿井水源热泵的COP可达4.07;喷淋室出口的矿井乏风可作为空气源热泵的低温热源;该矿井余热资源能够替代3台10 t/h燃煤热水锅炉的热量,显著减少燃煤污染物排放。     

煤矿低温水资源余热利用技术研究进展

矿井水余热、洗浴废水余热是煤矿企业可兹利用的余热资源。为合理利用低温水资源余热，最大化地发挥其绿色低碳优势，系统梳理矿井水余热、洗浴废水余热的不同利用技术应用现状，并对比分析各利用技术的优缺点。结果表明：矿井水余热可采用直接换热和热泵提热方式回收，采用直接换热技术回收的热能品味有限，一般仅能用于井筒防冻，后者采用热泵提高热能的品味，可满足井筒防冻、建筑采暖等热需求，但由于矿井水水质较差，换热器堵塞、结垢、腐蚀等问题仍有待解决；洗浴热水由于具有断续周期性，通常只能作为补充、辅助热源，其余热可采用污水源热泵或普通水源热泵回收，前者直接以洗浴废水为热源且易发生堵塞、结垢等问题，维护困难，后者采用中间介质置换洗浴废水余热，可保证热泵的稳定运行，但系统更为复杂且存在一定的热量损失。未来相关研究需侧重于水处理工艺、设备材质、储能等方面以克服矿井水及洗浴废水的水质差、不连续等问题，确保余热利用系统的稳定性和有效性。     

段王矿空压机余热回收利用系统设计

为提高空压机能量利用率及解决空冷式空压机在夏季冷却效果不佳的问题,以段王矿为例,设计了空压机余热回收利用系统.通过余热回收利用系统,将空压机余热回收制取洗浴热水,提高了空压机能量利用率的同时达到了空压机冷却降温的目的 .经济性分析表明,该项目静态投资回收期为1.05 a,经济效益显著.     

吸收式热泵余热利用优化研究

传统燃煤锅炉效率偏低,大量低品位余热无法得到利用。以某矿区余热源为研究对象,提出了多源耦合吸收式热泵余热利用系统。建立了余热回收过程的数学模型,采用MATLAB软件对吸收式热泵系统进行计算,分析了系统性能系数的影响因素。研究表明:随着热源温度和循环水出口温度增加,热泵性能系数逐渐增加,至1.6后趋于平缓;供回水温度增加,热泵性能系数下降。可为今后多源耦合吸收式热泵余热利用提供参考。     

煤矿热能综合利用系统设计方案

利用热能综合利用系统收集本矿区空压机余热、中央空调冷却塔余热、井口排风余热、洗浴废热污水余热、井下排水余热等余热资源。通过利用热能综合利用系统对收集的余热再分配为煤矿洗浴热水、衣服烘干、井口防冻和建筑物采暖等提供热源,替代锅炉,满足生产、生活需求。该设计方案符合环保部门相关要求,安全可靠,同时又为煤矿节约了生产成本。     

唐家会煤矿矿井水余热利用技术

近几年来,我国对矿井余热利用技术的研究方兴未艾,国内一些煤矿企业已开始着手利用井下余热来达到降本增效、节能减排的目的。唐家会煤矿井下开采环境特殊,井下空气和水中储存了丰富的低温热源,而且一年四季,温度基本保持恒定,形成了储量巨大的可再生低温热源。该矿利用热泵技术,回收矿井中水废热;通过少量的高位电能输入,将水的温度提升至45～50℃后,通过增压机组,输送至矿井供热系统,解决了5 600 kW的供热缺口问题。同时在非采暖季,取代燃煤锅炉,为浴池提供洗浴热水,做到了节能减排、绿色环保,实现了企业与环境的和谐发展。     

煤矿低温热源利用技术研究与应用

针对低温热源蕴藏量大且可再生的特点,在分析国内外低温热源利用现状的基础上,指出了煤矿低温热源利用的优势及存在的问题.根据煤矿各种低温热源的特点,在阐述热泵原理的基础上,研究了矿井回风源热泵技术、电厂冷却水热能回收技术、矿井水热能提取技术.结合煤矿低温热源多种形式并存的特点,提出了煤矿低温热源综合利用技术.冀中能源集团所属矿井的低温热源利用效果表明,煤矿低温热源应用具有广阔的发展前景.     

碳中和下低温地热水资源利用技术研究

在我国明确提出“碳中和”目标与清洁取暖背景之下,利用低碳能源进行建筑供暖是必然趋势。为探索改造既有建筑燃煤锅炉供暖为低温水热型地热资源供暖的可行性,以陕西某县城老城区为例,结合低温水热型地热能的特点进行了细化设计。通过分析既有建筑群冬季采暖热需求,初步确定采暖设计供/回水温度,对比了单级离心式热泵机组并联系统和两级螺杆式热泵机组串联系统设计。随后,对“小温差,大流量”的并联系统和“大温差,小流量”的串联系统进行了技术经济对比,串联系统比并联系统运行能效高8.1%,增量投资收益率为22.6%。进一步分析了冷凝燃气锅炉作为热源调峰的必要性。研究可为其他地区的既有建筑供暖改造提供技术参考。     

医院改燃工程中地热能应用研究

改燃工程采用多热源联动运行空调专利技术及深部地层储能技术,利用地热能及湖水低焓热能,对医院原有的供热、制冷系统进行改造,地热利用率由原来的50.9%达到现在的94.5%。而且,整个系统在运行过程中,极大程度地减少了废气废物的排放,节约了城市污染的治理费用,有效地保护了生态环境,具有较高的环境效益和社会效益。     

地热储层单裂隙岩体渗流传热数值模拟研究

研究地热储层裂隙岩体中的渗流传热过程对干热岩地热资源的开采具有重要的意义。本文以干热岩地热工程为背景,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件对地热储层单裂隙岩体中渗流传热机理进行了研究,并分析了流体注入速度和温度对岩体温度场的影响及其对干热岩地热工程的影响。研究发现流体参数对岩体温度场的影响主要体现在2个方面:一方面是对岩体温度场受扰动区域以及幅度的影响,另一方面是对岩体温度场达到稳态所需要时间的影响。流体注入速度的提升会降低系统的寿命和寿命期的出口法向总热量值,当考虑出口法向总热通量时,存在最佳流体注入速度,本研究中最佳流体注入速度为0.011 m/s。流体注入温度的提升会增加系统的寿命和系统的出口法向总热通量和总热量。研究为干热岩自热资源的开发与利用提供了理论依据,为工程运行参数的设计提供了参考依据。     

热管式矿井通风热能自平衡系统设计与应用

为解决冬季煤矿进风口温度过低不能满足矿井通风安全的问题,利用热管的高效传热性能和等温特性,提出了采用低温相变热管技术通过矿井回风加热矿井进风的系统设计.根据热平衡理论对矿井回风中的有效利用热量进行理论分析,得出系统可处理的最低环境温度.结果表明:在矿井回风温度为15℃,相对湿度为90％的条件下,当环境温度高于-17.5...     

低浓度瓦斯综合供能系统控制方法及运行研究

为了解决煤矿燃煤小锅炉热源替代的问题,以及低浓度瓦斯直接外排导致环境污染以及资源浪费的现象,结合煤矿低浓度瓦斯利用现状与用能需求,提出了在新的环保形势下的煤矿低浓度瓦斯综合供能系统。依据低浓度瓦斯蓄热氧化的运行原理,分析了该综合供能系统的特点。从瓦斯浓度控制以及氧化后热能利用这2个方面,研究了低浓度瓦斯综合供能系统的控制方法。以丁集煤矿低浓度瓦斯利用项目为例,结合运行数据表明,该综合供能系统能有效的进行瓦斯浓度以及热能的调节,达到预期效果。     

基于S7-300系列控制器的矿井降温控制系统应用研究

济宁二号煤矿井下开采深度达到-1000m,属于一级高温区,采取PLC自动控制降温技术治理矿井热害,热害治理与余热利用改造项目有效解决了夏季高温热害及冬季井筒防冻两大问题.该系统采用S7-300PLC控制器,并结合温度、压力、液位等传感器,实现整个降温系统的自动控制.     

吸收式制冷系统在低品位能源中的应用研究

通过分析将低品位能源引入吸收式制冷系统的可行性、循环工质对以及变工况运行等3大关键技术的可行性,得出吸收式制冷系统在低品位能源中的应用具有可行性。针对某煤矿原岩—热水复合热能的综合利用现状,提出由溴化锂吸收式制冷系统和压缩式制冷系统组成的复迭式制冷模式。研究为吸收式制冷系统在低品位能源中的应用提供实证依据。     

汉口地区影响热源井回灌量的主要因素

汉口地区地下水资源较丰富,地下水地源热泵项目越来越多,热源井回灌情况直接影响到水资源、浅层地能资源的利用率和环境安全。结合汉口地区水文地质特征,对成井工艺、热源井运行管理、回灌技术等影响热源井回灌量的主要因素进行了初步分析和探讨。     

煤矿空压机废热利用实验研究

针对目前空压机排风废热的回收利用存在的问题,设计了采用热泵技术对空压机废热的回收方案。分析了空压机废热源热泵系统的工作原理,并建立了实验台进行实验研究,测试了不同的空压机排风温度、热水出水温度等因素对空压机废热源热泵系统性能的影响。通过对空压机废热源热泵系统在山西某煤矿的应用的举例,分析了煤矿空压机废热利用可收获的经济效益和社会效益。