河北开滦范矿 水源热泵经验谈

    范矿公司坚持以科学发展观为指导，以打造资源节约型和环境友好型企业为目标，紧密结合企业实际，紧紧依靠科技进步，加强节能减排技术研发，不断加大对设备、系统和传统工艺的节能减排改造力度，企业阔步走上了科技含量高、资源消耗低、环境污染少、经济效益好的新型工业化道路。　　

    一、开滦能源化工范各庄矿业分公司水源热泵情况

    开滦范各庄矿业分公司隶属于开滦（集团）有限责任公司控股的开滦精煤股份有限公司，是我国自行设计、施工的一座大型现代化矿井，1958年开工建井，已具有40多年的开采历史。该矿井原设计生产能力180万吨/年，经过改扩建后，矿井设计能力提高到400万吨/年。现在核定生产能力为470万吨，按照年产470万吨计算，尚有服务年限30年。目前企业经济效益良好，未来发展前景广阔。

　　范各庄矿业分公司是全国著名的大水矿井，矿井水文地质条件复杂，矿井涌水量大。目前矿井生产过程中形成的矿井污水排放量为38.5m³/min,由井下集中泵房排至地面以后，直接流入沙河。随着矿井生产区域的扩大，井下涌水量还会进一步增大，预计可以达到53～58m³/min。

　　二、工程概况
　　水源热泵改造项目是落实科学发展观和节能减排的有效举措，该项目是将原来大量外排矿井水通过净化水厂进行处理的基础上，采用水源热泵对现有部分供暖（制冷）系统进行了技术改造。

　　我矿地下拥有丰富的矿井水，而且水温常年保持在16℃左右，有着应用水源热泵的天然优越条件。本工程采用矿井水水源供热空调系统，采用水源热泵系统为厂区内男女员工洗浴中心浴室供应洗浴用生活热水，并夏季采暖，夏季空调；为洗煤厂新厂房进行夏季降温；为新建的净化水厂办公室提供冬天采暖和夏季降温。水源热泵系统以经过处理后的坑道水为冷热源，净化后的坑道水经过热泵机组换热后，直接进入自来水管网作为生活用水。

　　本工程于2008年3月20日动工，同年10月19日空调系统（制热）投入使用，12月17日热水系统投入使用。该项目由清华同方公司设计，项目总投资2800万元。该项目完成后，与常规能源相比，每年可节省运行费用562.6万元，节约标准煤10895吨，减少向大气排放二氧化碳7343吨、二氧化硫217.9吨、粉尘108.9吨，节能效果明显。该项目已被列入国家第三批可再生能源利用示范项目，具有显著的经济效益和社会效益。

　　本工程拥有一台1800型螺杆式机组，一台1500型螺杆式机组和二台1200型高温螺杆式机组。在夏季，1800型和1500型机组为空调系统制冷，坑道水直接进入水源热泵机组吸热；在冬季，1800型机组制热，用于提供空调热水采暖，坑道水直接进入水源热泵机组放热；二台1200型高温螺杆式机组全年用于制备洗浴用生活热水，坑道水直接进入水源热泵机组放热。水源热泵机组、坑道水泵、供热空调采暖水泵一一对应运行，并按先启动水泵和机组对应的电磁阀，再启动坑道水泵和空调采暖水泵，最后启动水源热泵机组的顺序启动，关闭顺序与此相反。空调采暖系统采用两管制，空调采暖水泵共用一套，水泵定流量运行，空调分集水器之间设电动阀，受分集水器间的差压控制比例调节，并根据分集水器的旁通流量对水源热泵机组台数调节。在水源热泵机组内设置156 m³生活热水水箱一台，水源热泵机组生成的热水通过板式换热器加热箱内水到50℃，生活热水水源热泵机组的启停受水箱温度控制。空调采暖系统补水定压均由水源热泵机房内的补水定压装置完成，空调采暖用水源热泵机组在制冷制热工况转换时需用坑道水对相关管路冲洗以防止空调采暖循环水对坑道水的污染。

　　洗浴用生活热水设计供水温度为50℃，采暖用热水供回水温度为45/40℃，空调用冷冻水供回水温度为7/12℃。水源热泵所用坑道水常年保持在15-18℃，制冷时供回水温度取18/29℃，供热时供回水温度取15/6℃。
　　夏季设计冷负荷：2674kw（其中包括洗煤厂新厂房设备发热800kw），冬季设计热负荷：1304kw，

　　生活热水负荷：在冷水计算温度16℃，热水计算温度50℃下最高日用水量：2000 m³/d，最大小时用水量：100 m³/h，生活热水设计小时耗热量为4070.7kw，机组供热功率为1790kw。

　　空调采暖系统以风机盘管加新风系统为主，结合部分全空气系统为建筑提供空调采暖。员工洗浴中心采用风机盘管加新风系统，新风系统采用吊顶式新风机组。员工洗浴中心新风采用顶部双层百叶风口侧送风。共安装FP**-8型风机盘管160台，ZKD03-GX吊顶式空调机组8台。 洗煤厂新厂房安装ZKD06-GX吊顶式空调机组17台，FP**-8型风机盘管16台。净化水厂办公楼采用风机盘管加新风系统，共设1个系统。新风系统采用吊顶式新风处理机组，气流组织为散流器顶部送风。安装FP**-8型风机盘管8台，ZKD03-GX吊顶式空调机组1台。

　　三、效果及取得的经济效益
　　空调系统自投入以来，运行平稳，故障率低，一台1800型螺杆式机组就可满足要求。
　　1、高效节能。消耗1KW的能量可以得到4KW以上的热量或冷量。年节约成本302.02万元。
　　2、改善了员工的生产、生活条件。尤其是洗煤厂新厂房，改造前，夏季如蒸笼一般，工作无法在厂房内工作。
　　3、清洁环保，非取暖期（3月15日——11月15日）可停止锅炉，减少环境污染。年可节约排污费10万元。
　　4、自动化程度度，系统运行可靠。洗浴所用热水可根据更衣室房顶的储水池液位来控制热水机组的起停，空调系统则根据回水温度来控制系统的运行。
　　5、该项目完成后，与常规能源相比，每年可节省运行费用562.6万元，节约标准煤10895吨，减少向大气排放二氧化碳7343吨、二氧化硫217.9吨、粉尘108.9吨，节能效果明显。

　　节能减排、绿色环保、循环利用等，是国家大力倡导的企业发展方向，并逐步纳入对企业管理考核的范畴，因此，在立项审核、初可研、初步设计等阶段，就已经将上述内容及要求纳入进来，体现在设备选型、施工图设计及安装调试投入生产运营各项工作之中。发展循环经济，深化节能减排，促进低碳经济，始终是公司坚持科学发展、减量化、再利用、资源化的原则。通过区域循环经济的建立，能够促进区域低碳经济的发展，促进区域整体减排。