1、白莊煤礦綠色節能供熱系統改造方案目錄1.0總體方案概述41.1白莊煤礦供熱系統現狀4白莊煤礦簡介4節能方案設計依據5白莊煤礦氣象參數61.2綠色節能供熱方案概述7白莊煤礦現有條件7節能方案總體規劃：7節能方案改造建設：71.3本項目主要技術經濟指標82.0白莊煤礦工業廣場供熱負荷計算102.1井口保溫熱負荷計算102.2建筑采暖保溫熱負荷計算102.3洗浴熱水熱負荷計算102.4白莊煤礦供熱總負荷113.0回風余熱熱泵供熱方案123.1乏風熱泵供熱方案技術經濟數據匯總123.2乏風余熱量計算123.3乏風熱泵供熱能力計算133.4乏風熱泵能效計算133.5乏風熱泵供熱方案工程概算144.0工業

2、廣場井下涌水熱泵供熱方案154.1原生態涌水熱泵供熱方案技術經濟數據匯總154.2涌水余熱量計算154.3原生態涌水熱泵供熱能力計算164.5原生態涌水熱泵能效計算164.6原生態涌水熱泵工程估價175.0洗浴排水余熱熱泵供熱方案185.1原生態涌水熱泵供熱方案技術經濟數據匯總185.2洗浴排水余熱量計算185.3洗浴排水熱泵供熱能力計算195.5原生態涌水熱泵能效計算195.6洗浴廢水余熱供熱工程造價概算196.0壓風機余熱熱泵供熱方案216.1壓風機余熱分析216.2供熱能力216.3壓風機余熱回收項目概算217.0太陽能供洗浴熱水供熱方案237.1太陽能集熱面積計算237.2太陽能集熱分

3、析247.3太陽能集熱方案工程造價概算249.0白莊煤礦工業廣場綠色供熱系統運行費用2610.0項目結論281.0總體方案概述1.1白莊煤礦供熱系統現狀白莊煤礦簡介 白莊煤礦是山東XX礦業集團公司的骨干礦井。地處山東省肥城市湖屯鎮，井田面積15平方公里，于1979年建成投產，后經礦井改擴建，目前已建成核定生產能力為140萬噸/年，企業員工4200余人，精煤洗選能力100萬噸的現代化礦井。近年來，白莊煤礦在集團公司的正確領導下，認真貫徹落實科學發展觀，以建設“本質安全型、資源節約型、環境友好型、和諧發展型”礦井為目標，凝心聚力，求真務實，真抓實干，全礦各項工作實現了全面持續協調健康發展。企業先后

4、榮獲“全國文明煤礦”、“全國煤炭工業雙十佳煤礦”、“全國科技創新示范礦”、“全國煤炭工業企業文化示范礦”、“全國安全質量標準化一級礦井”和全省“雙十佳煤礦”、“安全文化建設示范單位”、“煤礦安全程度評估7A級礦井”、“平安山東建設先進單位”等榮譽稱號。白莊煤礦目前的供熱（冷）系統形式為2臺燃7MW煤熱水鍋爐，3臺4t/h燃氣蒸汽鍋爐，1臺2t/h燃氣蒸汽鍋爐，井口2000kW電加熱的多種形式供熱，和分體空調形式給建筑空調制冷。為響應節能環保的國家和地主政策，建設綠色（零排放）能源供熱（冷）煤礦，擬建設以礦井余熱為基本熱源，利用熱泵供熱系統代替白莊煤礦現有的燃煤供熱+燃氣供熱+分體空調制冷的方式

5、，原蒸汽源的烘干機由 “礦用衣物自生熱能烘干機組”代替，并充分利用現有的末端及管網等現有條件，完全取消現有鍋爐供熱，徹底解決了煤礦供熱系統燃煤污染、電費高、燃氣不足等現實問題，同時具有良好的經濟效益和社會效益。綜合白莊煤礦現有條件，我公司提出白莊煤礦綠色能源供熱/冷系統方案節能方案設計依據采暖通風與空氣調節設計規范(GB50019-2003)民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范（50736-2012）鍋爐房設計規范(GB50041-2008)煤炭工業礦井設計規范（GB50215-2005）鍋爐大氣污染物排放標準（GB13271-2001）煤炭洗選工程設計規范（GB50359-2005）煤炭工業供

6、熱通風與空氣調節設計規范（GB/T 50466-2008）城鎮供熱管網設計規范（CJJ34-2010）城鎮直埋供熱管道工程技術規程（CJJ/T 81-98）山東省鍋爐大氣污染物排放標準 DB37/2374-2013 白莊煤礦氣象參數其主要氣象參數如下：山東省濟寧市室外氣象參數站臺名稱：兗州54916臺站位置：北緯30。36， 東經116 51年平均溫度：13.6室外計算溫、濕度（）冬季供暖：-5.5冬季通風：-1.3冬季空調：-7.6冬季空調相對濕度：66%夏季空氣調節干球溫度：34.1夏季空氣調節室外計算濕球溫度：27.1夏季通風計算溫度：30.6夏季通風計算相對溫度：65%夏季空氣調節室外

7、計算日平均溫度：29.7設計計算供暖期天數及其平均溫度日平均溫度+5的天數：104天日平均溫度+8的天數：137天極端最高溫度：39.9極端最低溫度：-19.3極端平均最低溫度：-121.2綠色節能供熱方案概述白莊煤礦現有條件 鑒于白莊煤礦現有條件，配電富余負荷2000kW；南回風井排風7000m3/min，工業廣場井下排水5160t/d；洗浴熱水排水600t/d；壓風機連續運行2臺250kW。 節能方案設計原則節能方案設計原則：余熱資源連續穩定、安全可靠；供熱系統耐用高效，滿足煤礦供熱需求；智能調控，運行費用低，最大限度利用現有資源、管網和末端設施，投資合理；經濟效益好等。節能方案總體規劃：

8、根據上述要求，我們提出如下節能改造總體方案：利用南風井回風余熱（3100kW）；工業廣場現有井下排水余熱（1750 kW）；洗浴熱水排水余熱（290 kW）；壓風機余熱（150kW）。采用SMEET “直蒸式深焓取熱乏風熱泵”供熱專利技術和“原生態涌水熱泵” 供熱專利技術形成白莊煤礦工業廣場全年供熱“基本”熱源（7100 kW），補充部分太陽能（350 kW）全年供洗浴熱水，冬季最冷月供熱缺口（7000 kW）采用現有燃氣鍋爐調峰供熱的總體綠色供熱方案。1.2.4節能方案改造建設：節能方案改造建設： 1）南回風井擴散塔需建設乏風換熱室一座（體積約15000m3）； 2）南回風井院內建設乏風熱泵

9、機房一座（面積約360m2，凈高5m）； 3）利用原發電廠水池作為工業廣場井下排水沉積池與洗浴排水收集池，利用原發電廠水泵房作為涌水熱機房和中心供熱站； 4）改造主副井加熱設備，以滿足55熱源的供熱要求； 5）改造上倉、洗煤廠、運煤廠等高大空間建筑供熱末端設備，以改善建筑保溫效果； 6）改造男女洗浴排水管網，將其匯總導入井下排水沉積池； 7）部分重要辦公建筑，改造末端設備，利用涌水熱泵提供夏季制冷冬季供熱功能； 8）建設高效優質的智能調控系統，確保白莊煤礦工業廣場供熱系統高效、安全、可靠。1.3本項目主要技術經濟指標本項目主要技術經濟指標：1）本節能項目系統配電總負荷1950 kW；2）利用余

10、熱資源總量5290 kW，利用太陽能350 kW；3）熱泵總供熱7100 kW；太陽能冬季供熱350 kW；現有燃氣鍋爐調峰7000 kW；綠色節能供熱系統總供熱能力14500kW，完全滿足白莊煤礦工業廣場供熱需求（13763 kW）；4）本節能項目總投資2985萬元，其中：太陽能500萬元；乏風熱泵1350萬元；涌水熱泵450萬元；洗浴排水熱泵100萬元；壓風機熱泵85萬元；末端工程改造500萬元。5）本項目年運行總費用597.2萬元，其中：電費313.5萬元；氣費229.8萬元；人工綜合費53.85萬元。較原鍋爐供熱系統年節省運行費用1340萬元，年節省742.8萬元。 6）本項目EMC投

11、資效益：按4年回收，1.4倍投資額為4179萬元，每年支付1044.75萬元。本項目可安全可靠運行15年，總節能效益為11142萬元，EMC方連本帶息分享4179萬元（37.5%），業主分享6963萬元（62.5%）。項目經濟效益良好。7）綜上所述：本項目社會效益與經濟效益俱佳，技術成熟先進可靠，建議業主予以實施。1.4中礦博能煤礦節能技術1.4.1技術研發實力與優勢中礦博能擁有雄厚的技術資源與優秀的技術研發人才隊伍，不僅包括自身資深、專業、專注的熱泵技術研發團隊和國際研發團隊，同時擁有北京大學、清華大學、北京工業大學、中國科學院、北京航空航天大學、北京理工大學、合肥通用機械研究院等廣泛和友好

12、的技術支持配合團隊。在中礦博能“技術委員會”的統一領導與協調下，各路團隊共同組成了分工明確，方向相同、行動一致的和諧高效技術研發體系，形成真正意義上的“產、學、研”高水平技術研發的新模式。表1-2 公司技術委員會成員與研發團隊分工情況序號研發團隊與單位名稱技術領頭人團隊人數分工研發技術方向分工1北京博能節能科技有限公司（技術體系）謝嶠教授（總工）20主任委員主攻各類熱泵產品研發與生產制造2清華大學建筑環境與設備學院石文星、李先庭教授25副主任委員制冷系統理論研究與相關技術研發3北京大學分子與化學工程學院黃建濱教授25副主任委員原生態涌水與乏風組份分析、電化原理理論研究、新材料研發4北京航空航天

13、大學機械學院張建斌教授20委員制冷系統特制配件研發5北京理工大學動力學院黃若教授20委員制冷系統特制配件研發6北京工業大學環境與設備學院陳超教授25委員各類熱泵產品應用系統技術研究7合肥通用機械研究院史敏教授25委員各類熱泵產品實驗研究8芬蘭“BIF”公司Jouy教授10委員電器及變頻智控技術研發9中科院理化所黃劍峰教授20委員高溫熱力工質研發10中國礦業大學動力學院何滿潮教授20委員礦井通風與熱力環境研究1.4.2“直蒸式深焓取熱乏風熱泵”機組技術1）國內外研究情況由于各國能源結構差異，雖然煤礦礦井回風余熱資源豐富（流量大，溫度穩定，含濕量大，焓值高），是熱泵取熱理想的低溫熱源，但國外有關“

14、采用熱泵技術利用煤礦回風余熱的研究與應用案例”卻蘚有報道。我國基礎能源以煤炭為主，我國人口及其經濟發展與資源環境矛盾日益突出，“節能減排”已成為我國社會經濟發展的基本國策。自本世紀初，我國開始積極探索“采用熱泵技術利用煤礦回風余熱的研究與應用”，其中中國礦業大學“采用淋水式取熱+水源熱泵”的礦井回風余熱利用技術路線（稱之為第一代“表焓取熱技術”）與清華大學“采用直蒸式取熱與分體熱泵”的礦井回風余熱利用技術路線（稱之為第二代“淺焓取熱技術”）具有一定的代表意義。淋水式表焓取熱原理示意圖淺焓取熱原理示意圖而本公司力推“（第三代）直蒸深焓取熱及大型分體熱泵”與“高溫及大溫差供熱”的礦井回風余熱利用技

15、術路線更具劃時代意義。（第三代）直蒸深焓取熱式礦井乏風熱能利用系統示意圖（專利號：201320753320.5）2）我國煤礦原生態回風組份情況根據可查資料與現場調研情況，我國各地煤礦井下原生態回風組份具有許多共性特征，描述如表1-3表1-3礦井原生態回風組份項 目共性組份地區差異主要組份為空氣N2相 同CO2O2H2O氣體有一定量的懸浮固體物質煤石粉塵固體物質單位流量中有差異油性、粘性懸浮固體物質其他氣溶膠物質寄生、附生菌類物質有一定量的瓦斯氣體CH4單位流量中有差異CO微量的有害氣體H2S單位流量中有差異HClNH4NOx煤礦原生態回風組份對金屬換熱器將產生較大影響。煤礦通風安全要求對熱泵取

16、熱設施有嚴格要求。3）采用熱泵技術利用煤礦原生態乏風余熱必需解決的問題（1）對于循環淋水取熱技術，必需解決的問題：A回風低于12時無法取熱 or取熱量很少問題；B回風與淋水之間的熱濕交換效率問題與補水損失過大問題；C水體中煤石固體物質與腐蝕性物質循環堆積問題；D問題C對熱泵換熱器的使用壽命與熱泵機組可靠性影響問題；E問題C對淋水換熱器關鍵部件“噴嘴”的堵塞與腐蝕問題；F淋水換熱器對煤礦通風系統的影響問題。（2）對于直蒸（不論淺焓深焓）取熱技術，必需解決的問題：A原生態回風中的煤石固體物質對乏風換熱器金屬表面沖刷問題；B原生態回風中的腐蝕性物質對乏風換熱器金屬侵蝕問題；C原生態回風中的油粘性物質

17、及其附生菌類物質在乏風換熱器表面粘聚與滋生問題；D問題C引起的乏風換熱器堵塞問題及其對煤礦通風系統的影響問題；E 問題A、B、C對乏風換熱器換熱效率與熱泵可靠性影響問題；F 分體熱泵熱力系統回油配液與乏風換熱器防霜防凍等系列問題。4）本公司“深焓取熱乏風熱泵”機組技術特點公司憑借雄厚的技術資源與國內外資深專家學者組成的優秀團隊，通過市場機制的深入高效合作，攻克了“深焓取熱大型分體乏風熱泵”技術的道道難關，獲得系列發明與實用新型專利技術。形成了公司“深焓取熱大型分體乏風熱泵”機組的獨特技術優勢：A 獨特的模塊化多功能乏風取熱箱（專利產品），換熱效率高，取熱焓差大；同時具有耐沖刷抗腐蝕功能；B 采

18、用特殊工藝制作的高科技超親水翅片表層，大大降低了取熱器表層積塵積粘性物質的特性；C 采用針對煤礦原生態乏風取熱器表層積塵積粘性物質特性專門開發的清洗劑，由取熱器前后壓差控制，通過取熱箱的自動清洗裝置周期性清洗乏風取熱器，可保持取熱器長期如新；D 回風主風機切換時，可通過調節取熱箱風閥以確保通過每個取熱箱風量的均勻；E 模塊化乏風取熱箱設計，取熱焓差可選，系列齊；F 乏風取熱器箱式設計，安裝方便，排水快速，維護簡便；乏風熱泵G 常閉型自動旁通風門設計，既解決煤礦事故反風運行時換熱器阻力影響問題，也解決熱泵供熱系統不使用時回風主機功耗浪費問題；大型分體熱泵熱力系統采用“主動給液”與“油氣分離”專利

19、技術，徹底解決了熱泵熱力系統的配液與回油兩大技術難題，既提升了熱泵系統運行能效，又確保了熱泵系統長期高效可靠運行；HI 熱泵供熱溫度可達60，溫差可達20，既可降低水泵功耗，又可與建筑傳統供暖末端設備系統直接銜接，無需改造；針對煤礦風井對，本公司專門開發了“直蒸直熱式熱泵井口防凍供熱系統”專利技術，該系統具有高效、可靠、可實現無人值守，完全可取代傳統燃煤熱風鍋爐供熱方式；該系統既可為煤礦實現節能減排，又能為煤礦實現減員增效。乏風取熱箱“煤礦原生態涌水直流取熱式熱泵”技術與產品特點1) 國內外研究情況國外類似研究主要集中在城市污水余熱熱泵技術上，關于煤礦原生態涌水熱泵技術的研究鮮有報道。煤礦原生

20、態涌水直流取熱式熱泵機組國內煤礦涌水余熱開發利用起步于本世紀初，主要集中在采用普通水源熱泵與“二次換熱”的工程應用研究上，其主要問題是：其一，“二次換熱”技術浪費了寶貴涌水余熱資源，特別是當涌水水溫低于10時，采用以上技術已經無法取熱；其二，原生態涌水的工程凈化與電化學處理系統復雜，工程造價高昂，系統維護工作量大。中礦博能的“煤礦原生態涌水直流取熱式熱泵”技術與產品填補了該技術領域世界空白，處于當今該技術領域世界前沿，是該技術的倡導者與領導者。2）“煤礦原生態涌水直流取熱式熱泵”技術攻關難點（1）原生態涌水含有大量的煤石泥沙顆粒物，直接進入熱泵蒸發器將對換熱管產生沖刷與磨損，嚴重影響蒸發器與熱

21、泵機組的可靠性與使用壽命。“抗沖刷耐磨損”是“煤礦原生態涌水直流取熱式熱泵”技術必需攻克的難關之一。（2）原生態涌水含有各種氯化物鹽類與強腐蝕性硫酸根離子等物質，直接進入熱泵蒸發器將對換熱銅質換熱管與鋼制材料產生嚴重腐蝕，直接影響蒸發器與熱泵機組的可靠性與使用壽命。“耐電化學腐蝕”是“煤礦原生態涌水直流取熱式熱泵”技術必需攻克的難關之二。（3）原生態涌水含有各種微生物、菌類與粘性油性物質，直接進入熱泵蒸發器將在換熱管表面粘附與滋生，既影響蒸發器換熱效果又影響機組可靠性與使用壽命。“防粘附與滋生” 是“煤礦原生態涌水直流取熱式熱泵”技術必需攻克的難關之三。（4）煤礦原生態涌水直流式蒸發器流道結構

22、復雜，原生態涌水含有的煤石泥沙顆粒物在蒸發器某些局部空間內沉積產生堵塞，既影響蒸發器換熱效果又影響機組可靠性與使用壽命。“防沉積與堵塞” 是“煤礦原生態涌水直流取熱式熱泵”技術必需攻克的難關之四。（5）由于上述種種技術難題的客觀存在，煤礦原生態涌水直流式蒸發器內熱力工質蒸發溫度又較低，極易發生蒸發器換熱管凍裂的嚴重事故，該事故一旦發生將產生整體“煤礦原生態涌水直流取熱式熱泵”機組報廢的重大質量事故，造成較大的經濟損失。“防凍裂”是“煤礦原生態涌水直流取熱式熱泵”研發必需攻克的核心的、關鍵技術難關。由于“煤礦原生態涌水直流取熱式熱泵”需攻克技術難關較多，研發資源與資金投入大，風險大，故國內外目前

23、鮮有機構進入該領域進行研究與研發，成為空白地帶。3）“煤礦原生態涌水直流取熱式熱泵”技術特點中礦博能憑借雄厚的技術資源與國內外資深專家學者組成的優秀團隊，通過市場機制的深入高效合作，攻克了“煤礦原生態涌水直流取熱式熱泵”道道技術難關，獲得系列發明與實用新型專利技術，填補了該市場領域產品與技術空白。形成了公司“煤礦原生態涌水直流取熱式熱泵”機組的獨特優勢：1）可充分利用涌水余熱資源，寶貴的涌水余熱資源基本無浪費；2）可大溫差取熱與大溫差供熱，取熱溫差范圍5到30以上；供熱溫差可從5到20；最高供水溫度可達60；3）機組冷熱雙高效，制冷能效EER5.8；制熱能效COP4.0；4）機組安全耐用可靠，

24、機組具有“抗沖刷耐磨損”、“耐電化學腐蝕”、“防粘附與滋生”、“防沉積與堵塞”與“防凍裂”全部功能。5）機組采用環保高溫工質，無任何有毒有害物質排放，綠色環保；6）機組工程應用簡便，工程系統簡單，工程系統投資與維護工作量小；7）機組機電一體化程度高，各種智控與保護功能齊全；8）機組系列齊全，從單機冷熱量400kW到1500kW，用戶選擇方便。1.5政策背景1.5.1山東省鍋爐排放標準山東省環境保護廳和山東省質量技術監督局2013年5月發布山東省鍋爐大氣污染物排放標準 DB37/2374-2013中規定，除煤粉發電鍋爐和大于45.5MW（65t/h）的燃煤、燃油、燃氣發電鍋爐以外的各種容量和用途

25、的燃煤、燃油和燃氣鍋爐的大氣污染物排放管理，自2013年9月1日起現有鍋爐按下表規定的排放濃度限值執行。現有鍋爐大氣污染物排放濃度限值單位：mg/m3(煙氣黑度除外) 污染物項目燃煤鍋爐燃油鍋爐燃氣鍋爐監控位置煙塵503010煙囪排放口SO2300300100NOX（以NO2計）400250250煙氣林格曼黑度1.01.5.2國家行動計劃2013年9月10日，國務院印發大氣污染防治行動計劃。總體目標為：經過五年努力，全國空氣質量總體改善，重污染天氣較大幅度減少；京津冀、長三角、珠三角等區域空氣質量明顯好轉。力爭再用五年或更長時間，逐步消除重污染天氣，全國空氣質量明顯改善。具體指標為：到2017

26、年，全國地級及以上城市可吸入顆粒物濃度比2012年下降10%以上，優良天數逐年提高；京津冀、長三角、珠三角等區域細顆粒物濃度分別下降25%、20%、15%左右，其中北京市細顆粒物年均濃度控制在60微克/立方米左右。響應國務院大氣污染防治行動計劃，環發2013104號文件制定京津冀及周邊地區落實大氣污染防治行動計劃實施細則，明確規定：京津冀及周邊地區（包括北京市、天津市、河北省、山西省、內蒙古自治區、山東省）到2015年底，地級及以上城市建成區，除必要保留的以外，全部淘汰每小時10蒸噸及以下燃煤鍋爐、茶浴爐；北京市建成區取消所有燃煤鍋爐，改由清潔能源替代。到2017年底，北京市、天津市、河北省地

27、級及以上城市建成區基本淘汰每小時35蒸噸及以下燃煤鍋爐，城鄉結合部地區和其他遠郊區縣的城鎮地區基本淘汰每小時10蒸噸及以下燃煤鍋爐1.45.3國家政策支持煤利用煤礦礦井乏風與涌水余熱資源，采用熱泵代煤供熱（制冷）新技術，是我國政府積極鼓勵與大力支持的新技術：國家發改委 2010年33號公告將其列入重點推廣節能技術（第三批）國家發改委 2013年16號公告將其列入戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄煤礦余熱利用項目將獲得國家財政大力支持。2.0白莊煤礦工業廣場供熱負荷計算2.1井口保溫熱負荷計算表2-1進風加熱負荷計算表序號項目計算參數備注1室外計算最低溫度（）-14礦方提供2進風最低溫度2礦方

28、提供32，相對濕度50%空氣比熱（J/(kgk）1.01標準42，相對濕度50%空氣密度（Kg/m）1.27標準5井口進風量m3/s200礦方提供6冬季供熱負荷（kW）4096計算白莊煤礦新副井進風量約7000Nm/min，供熱負荷為2389kW；老副井進風量約5000 Nm/min，供熱負荷為1707kW。2.2建筑采暖保溫熱負荷計算表2-2煤礦建筑負荷計算表項目面積(m2)熱指標(W/m2)熱負荷(kW)原蒸汽采暖系統300001203600原熱水采暖系統64390704507合計9439081072.3洗浴熱水熱負荷計算表2-3洗浴熱水熱負荷計算表熱水用量補水溫度出水溫度工作時間平均負荷

29、管網損失供熱負荷t/天小時/天kW%kW60010421514865 15602.4白莊煤礦供熱總負荷白莊煤礦工業廣場冬季供熱總負荷為4096+8107+1560=13763 kW3.0回風余熱熱泵供熱方案3.1乏風熱泵供熱方案技術經濟數據匯總表3-1乏風熱泵供熱方案技術經濟數據匯總表序號項目名稱數據名稱單位數量備注1可資利用的乏風資源余熱量kW3106見詳細計算2乏風熱泵功耗耗電量kW1071見詳細計算3乏風熱泵供熱能力供熱量kW4093見詳細計算4熱泵供回水溫度供/回水溫度55/45設計5熱泵能效COPkW/kW3.90計算6熱水循環量熱水循環流量t/h360計算7熱泵型號/臺數SMEET

30、-FZ-R-1370/357MR1臺3設計8熱水循環泵參數/臺數G=400,H=32,N=55kW臺2設計9乏風熱泵方案總配電配電功率kW1126含水泵10乏風熱泵方案總投資投資萬元135011熱泵供熱系統使用壽命設備與系統使用壽命年1512設備與系統維護費用萬元13.5總投資1%3.2乏風余熱量計算表3-2乏風余熱量計算表項目符號計算參數公式說明乏風熱回收量溫度（）ti16.5礦區提供相對濕度（%）i85%礦區提供16.5/85%空氣焓值（kj/kg)ii42.069標準16.5/85%空氣密度（kg/m）i1.210標準出風溫度（）t05.50設計值出風相對濕度（%）095%設計值5.5/

31、95%空氣焓值（kj/kg)i020.005標準5.5/95%空氣密度（kg/m）01.259標準回風量（m3/s）Gi116礦區提供進出風焓差（kj/kg)i22.06i=ii-i0回風可利用熱負荷（kW）Qf3106Qf=Giii3.3乏風熱泵供熱能力計算表3-3乏風熱泵供熱能力計算表項目符號計算參數公式說明乏風熱泵回風可利用熱負荷（kW）Qf3106計算乏風熱泵電功率（kW）N乏1971N乏=Qs/(乏-1)乏風熱泵COP（kW/kW）乏3.83熱泵設計計算乏風熱泵供熱量（kW）Q乏4093Q乏=（Qs+N乏）*0.983.4乏風熱泵能效計算表3-4乏風熱泵能效COP計算表冷凝側蒸發側制

32、熱COP進水溫度出水溫度冷凝溫度進風溫度出風溫度蒸發溫度kW/kW45.055.058.016.56.02.03.903.5乏風熱泵供熱方案工程概算乏風熱泵方案的設備選配工程概算如下表|：表3-6乏風熱泵供熱方案工程估算表序號名稱主要參數數量單位單價總價備注萬元萬元一、熱泵主機設備1乏風熱泵（單熱）SMEET-FZ-R-1370/357MR13臺226678含工質管道安裝2乏風取熱箱SMEET-FQ-258/812個15.1186含工質管道安裝3小計864二、輔助設備及設施1循環泵G=400,H=32,N=55kW2臺4.59一用一備2軟水裝置G=5t/h1套1.91.93補水定壓裝置V=3M

33、33套5.85.84小計16.7三、配套工程1建筑工程19000m30.012228按全新建考慮2配電控制工程1181kW0. 12141.73安裝工程4100kW0.01249.24供熱管路DN300400延米0.2080暫估（部分可利用原有管路）5小計498.9總計1379.64.0工業廣場井下涌水熱泵供熱方案4.1原生態涌水熱泵供熱方案技術經濟數據匯總表4-1原生態涌水熱泵供熱方案技術經濟數據匯總表序號項目名稱數據名稱單位數量備注1可資利用的涌水資源余熱量kW1950詳見計算2涌水熱泵功耗耗電量kW659詳見計算3涌水熱泵供熱能力供熱量kW2556詳見計算4涌水熱泵供回水溫度供/回水溫度

34、55/45設計5涌水熱泵能效COPkW/kW3.96詳見計算6熱水循環量熱水循環流量t/h220設計7涌水循環量涌水循環量t/h58.3甲方提供8熱泵型號/臺數SMEET-FZ-R-1300/330MR1臺2設計9熱水循環泵參數/臺數G=230,H=32,N=22kW臺2設計10涌水循環泵參數/臺數G=63,H=32,N=11kW臺2設計10涌水熱泵方案總配電配電功率kW692含水泵11涌水熱泵方案總投資投資萬元450詳見計算12熱泵供熱系統使用壽命設備與系統使用壽命年15設計13設備與系統維護費用萬元4.5總投資1%4.2涌水余熱量計算表4-2原生態涌水余熱計算表項目符號計算參數公式說明涌水

35、熱回收量進水溫度（）ti13礦區提供出水溫度（）t05設計值涌水平均流量（kg/s）Gi58.3礦區提供5160(t/d)進出水溫差（)t8t=ti-t0水的定壓比熱(kJ/kg)C4.18設計值涌水可利用熱負荷（kW）Qf1950Qf=GitC4.3原生態涌水熱泵供熱能力計算表4-3原生態涌水熱泵供熱供熱能力計算表項目符號計算參數公式說明涌水熱泵涌水熱泵電功率（kW）N乏659N乏=Qs/(乏-1)涌水熱泵COP（kW/kW）乏3.96熱泵設計計算涌水熱泵供熱量（kW）Q乏2556Q乏=（Qs+N乏）*0.984.5原生態涌水熱泵能效計算表4-5原生態涌水熱泵能效COP計算表冷凝側蒸發側制熱

36、COP進水溫度出水溫度冷凝溫度進水溫度出水溫度蒸發溫度kW/kW45.055.058.013533.964.6原生態涌水熱泵工程估價表4-6原生態涌水熱泵供熱方案工程造價估算表序號名稱主要參數數量單位單價總價備注萬元萬元一、熱泵主機設備1原生態涌水熱泵（單熱）SMEET-YSZ-R-1300/330MR12臺125.52512小計251二、輔助設備及設施1熱水循環泵G=220,H=32,N=22kW2臺1.63.2一用一備2涌水循環泵G=64,H=32,N=11kW2臺0.81.6一用一備5小計4.8三、配套工程1安裝工程2600kW0.01231.22配電控制工程692kW0.1283.05

37、供熱管路DN250400延米0.2080暫估6小計194.2總計4505.0洗浴排水余熱熱泵供熱方案5.1原生態涌水熱泵供熱方案技術經濟數據匯總表5-1洗浴排水熱泵供熱方案技術經濟數據匯總表序號項目名稱數據名稱單位數量備注1可資利用的涌水資源余熱量kW290詳見計算2涌水熱泵功耗耗電量kW95詳見計算3涌水熱泵供熱能力供熱量kW378詳見計算4涌水熱泵供回水溫度供/回水溫度55/45設計5涌水熱泵能效COPkW/kW4.04詳見計算6熱水循環量熱水循環流量t/h32.4設計7涌水循環量涌水循環量t/h25甲方提供8熱泵型號/臺數SMEET-FZ-R-380/95MR1臺1設計9熱水循環泵參數/

38、臺數G=38,H=32,N=5.5kW臺2設計10涌水循環泵參數/臺數G=28,H=32,N=4.0kW臺2設計10涌水熱泵方案總配電配電功率kW104.5含水泵11涌水熱泵方案總投資投資萬元100.0詳見計算12熱泵供熱系統使用壽命設備與系統使用壽命年15設計13設備與系統維護費用萬元1.0總投資1%5.2洗浴排水余熱量計算表5-2洗浴排水余熱計算表項目符號計算參數公式說明涌水熱回收量進水溫度（）ti18礦區提供出水溫度（）t08設計值涌水平均流量（kg/s）Gi6.94礦區提供600(t/d)進出水溫差（)t10t=ti-t0水的定壓比熱(kJ/kg)C4.18設計值涌水可利用熱負荷（kW

39、）Qf290Qf=GitC5.3洗浴排水熱泵供熱能力計算表5-3原生態涌水熱泵供熱供熱能力計算表項目符號計算參數公式說明涌水熱泵涌水熱泵電功率（kW）N乏95N乏=Qs/(乏-1)涌水熱泵COP（kW/kW）乏4.04熱泵設計計算涌水熱泵供熱量（kW）Q乏378Q乏=（Qs+N乏）*0.985.5原生態涌水熱泵能效計算表5-5原生態涌水熱泵能效COP計算表冷凝側蒸發側制熱COP進水溫度出水溫度冷凝溫度進水溫度出水溫度蒸發溫度kW/kW45.055.058.018854.045.6洗浴廢水余熱供熱工程造價概算表5-6洗浴廢水余熱熱泵供熱系統工程造價估算表序號名稱主要參數數量單位單價總價備注萬元萬

40、元一、熱泵設備1原生態涌水熱泵（單熱）SMEET-YSZ-R-380/95MR11臺4040含土建、安裝、保溫2水源循環泵參數G=28,H=32,N=4.0kW2套0.51.0一用一備3熱水循環泵參數G=38,H=32,N=5.5kW2套0.61.2一用一備6換熱器循環泵參數G=38,H=20,N=15kW2套0.61.2一用一備7熱水供水泵參數G=60,H=40,N=15kW2套0.81.6一用一備8換熱器750kW2套8169軟水裝置G=1t/h1套0.80.810補水定壓裝置V=1M33套1.23.6小計64.6二、配套工程1安裝工程380kW0.0124.562電氣控制1套10103衛

41、生熱水管路DN125300延米0.0720.84暫估（部分可利用原有管路）4小計35.4總計1006.0壓風機余熱熱泵供熱方案6.1壓風機余熱分析壓風機數量：3臺 2用1備壓風機功率：250kw/臺壓風機能效：30%冷卻型式：風冷最大可利用余熱：250kw/臺2臺=150kw6.2供熱能力對壓風機進行水冷卻改造，冷卻水進出水溫度25/32。熱回收熱泵能效：表6-1壓風機余熱熱泵COP計算表冷凝側蒸發側制熱COP進水溫度出水溫度冷凝溫度進水溫度出水溫度蒸發溫度kW/kW50.060.065.032.025.018.04.65可行成供熱能力150kw（4.65-1）+150kw=190kw。6.3

42、壓風機余熱回收項目概算選用兩臺SMEET-YSZ-R-190/41MR1水源熱泵機組水源側循環泵：流量18t/h揚程：20m 2臺，1用1備。一次熱水循環泵：流量18t/h揚程：30m 2臺，1用1備。二次熱水循環泵：流量18t/h揚程：20m 2臺，1用1備。板式換熱器：100kw 2臺。工程概算表6-2壓風機余熱熱泵供熱系統工程造價估算表序號名稱主要參數數量數量單位單價總價備注萬元萬元一、熱泵設備1水熱泵（單熱）SMEET-SZ-R-190/40MR11臺15152水源循環泵參數G=18,H=20,N=3kW2套0.51.0一用一備3一次熱水循環泵參數G=18,H=30,N=5kW2套0.

43、51.0一用一備4二次循環泵參數G=18H=20,N=3kW2套0.51.0一用一備5換熱器100kW2套5106壓風改造3套5157軟水裝置G=0.5t/h1套0.50.58補水定壓裝置V=1M31套3.63.69小計47.1二、配套工程1安裝工程200kW0.024.02電氣控制工程1套10104衛生熱水管路DN65133延米0.1823.9暫估（部分可利用原有管路）5小計37.9總計857.0太陽能供洗浴熱水供熱方案7.1太陽能集熱面積計算太陽能集熱面積為：15000m2AC 直接系統集熱器采光面積，Qw=450 日用水量，kgtend=42 貯水箱內水的設計溫度，Cw 水的定壓比熱容，

44、4.18KJ/（）ti =12 水的初始溫度，JT=18000 當地集熱器采光面上的年平均日太陽輻照量18000KJ/=0.5 太陽能保證率，50；根據系統使用期內的太陽輻照、系統經濟性及用戶要求等因素綜合考慮后確定cd=0.35 集熱器的年平均集熱效率；根據經驗取值宜為0.250.50，具體數值應根據集熱器產品的實際測試結果而定,此處取值0.40L=0.3 貯水箱和管路的熱損失率；根據經驗宜取值為0.200.30, 此處取值0.3AC=65007.2太陽能集熱分析在肥城地區，全年約有120天的陰天，無法使用太陽能集熱器，即全年約有33%的供熱缺口。全年365天每天制取450t生活熱水，即全年

45、需490萬kw.h。缺口490萬kw.h=161萬kw.h7.3太陽能集熱方案工程造價概算表7-1太陽能供熱系統工程造價估算表序號名稱主要參數數量單位單價總價備注萬元萬元一、太陽能設備1太陽能集熱器47-1.5m 50支管;真空管4715001050臺0.35367.53太陽能支架1項50504次循環泵120t/h 20m 15kW2套1.53一用一備5軟水裝置100L1套2.42.46小計422.9二、配套工程1安裝工程1項47.147.12電氣控制1套443輔助設備及其他1套664衛生熱水管路DN125200延米0.120暫估（部分可利用原有管路）6小計77.1總計500 8.0白莊煤礦工

46、業廣場供熱末端改造工程造價表8-1末端系統系統工程造價估算表序號名稱主要參數數量單位單價總價備注萬元萬元一、井口保溫加熱設備1主井空氣加熱箱Smeet-SJ1050臺0.35367.53主井空氣加熱箱1項50504次循環泵120t/h 20m 15kW2套1.53一用一備5軟水裝置100L1套2.42.46小計422.9二、配套工程1安裝工程1項47.147.12電氣控制1套443輔助設備及其他1套664衛生熱水管路DN125200延米0.120暫估（部分可利用原有管路）6小計77.1總計500 9.0白莊煤礦工業廣場綠色供熱系統運行費用表9-1綠色節能供熱系統運行能耗費用計算表冬季過渡季夏季

47、合計一、井口保溫加熱系統項目單位極限供熱負荷kW409600平均負荷系數%0.25運行時間h2330總需供熱量萬kW.h238.59熱泵供熱平均能效COP3.9（乏風熱泵）熱泵耗電度數萬度61.2水泵耗電度數萬度12.8空氣進入箱耗電度數萬度10.3井口加熱總耗電度數萬度84.3井口加熱直接電費萬元61.5（電價0.73）61.5二、建筑供暖系統建筑總供熱負荷kW8107平均負荷系數%0.66建筑平均負荷kW5350運行時間h2330涌水熱泵供熱kW2556燃氣鍋爐調峰供熱kW2794涌水熱泵供熱量萬kW.h595.5燃氣鍋爐調峰供熱量萬kW.h651.0熱泵供熱平均能效COP/EER3.96

48、熱泵耗電度數萬度150.4水泵耗電度數萬度25.63末端設備耗電度數萬度23.0熱泵系統總耗電度數萬度199.0熱泵電費萬元145.3145.3燃氣鍋爐耗氣量萬Nm376.6（效率0.9）燃氣鍋爐耗氣費用萬元229.8（氣價3.0）229.8三、洗浴熱水洗浴熱水負荷kW156013001098運行時間h156025651350太陽能供熱kW350450560壓風機熱泵供熱kW190190190廢水涌水熱泵供熱kW1020660340熱泵供熱量萬kW.h188.8218.071.6熱泵綜合能效COP4.04.24.4熱泵耗電度數萬度47.251.916.3水泵耗電度數萬度8.814.47.6洗浴

49、耗電總度數萬度56.066.323.9洗浴耗電費用萬元40.948.417.4106.7四、熱泵供熱系統總費用萬元313.5燃氣調峰總費用萬元229.8合計萬元543.3其他費用：1）人工費用3萬元/p.a*6=18萬元 2）設備維護費用總投資2985*0.01=29.85 3）其他綜合費用1萬元/p.a*6=6萬元 4）其他費用合計53.85萬元白莊煤礦工業廣場綠色節能供熱系統全年總運行費用597.2萬元。10.0項目結論10,1本節能項目系統配電總負荷1950 kW；符合現有條件；10.2利用余熱資源總量5290 kW，冬季利用太陽能350 kW，均屬綠色能源，可享受政府財稅支持；10.3

50、熱泵總供熱7100 kW；太陽能冬季供熱350 kW；現有燃氣鍋爐調峰7000 kW；綠色節能供熱系統總供熱能力14500kW，完全滿足白莊煤礦工業廣場供熱需求（13763 kW）；10.4本節能項目總投資2985萬元，其中：太陽能500萬元；乏風熱泵1350萬元；涌水熱泵450萬元；洗浴排水熱泵100萬元；壓風機熱泵85萬元；末端工程改造500萬元；10.5本項目年運行總費用597.2萬元，其中：電費313.5萬元；氣費229.8萬元；人工綜合費53.85萬元。較原鍋爐供熱系統年節省運行費用1340萬元，年節省742.8萬元； 10.6本項目EMC投資效益：按4年回收，1.4倍投資額為4179萬元，每年支付1044.75萬元。本項目可安全可靠運行15年，總節能效益為11142萬元，EMC方連本帶息分享4179萬元（37.5%），業主分享6963萬元（62.5%）。項目經濟效益良好；10.7綜上所述：本項目社會效益與經濟效益俱佳，技術成熟先進可靠，建議業主予以實施。