1、白庄煤矿绿色节能供热系统改造方案目录1.0总体方案概述41.1白庄煤矿供热系统现状4白庄煤矿简介4节能方案设计依据5白庄煤矿气象参数61.2绿色节能供热方案概述7白庄煤矿现有条件7节能方案总体规划：7节能方案改造建设：71.3本项目主要技术经济指标82.0白庄煤矿工业广场供热负荷计算102.1井口保温热负荷计算102.2建筑采暖保温热负荷计算102.3洗浴热水热负荷计算102.4白庄煤矿供热总负荷113.0回风余热热泵供热方案123.1乏风热泵供热方案技术经济数据汇总123.2乏风余热量计算123.3乏风热泵供热能力计算133.4乏风热泵能效计算133.5乏风热泵供热方案工程概算144.0工业2、广场井下涌水热泵供热方案154.1原生态涌水热泵供热方案技术经济数据汇总154.2涌水余热量计算154.3原生态涌水热泵供热能力计算164.5原生态涌水热泵能效计算164.6原生态涌水热泵工程估价175.0洗浴排水余热热泵供热方案185.1原生态涌水热泵供热方案技术经济数据汇总185.2洗浴排水余热量计算185.3洗浴排水热泵供热能力计算195.5原生态涌水热泵能效计算195.6洗浴废水余热供热工程造价概算196.0压风机余热热泵供热方案216.1压风机余热分析216.2供热能力216.3压风机余热回收项目概算217.0太阳能供洗浴热水供热方案237.1太阳能集热面积计算237.2太阳能集热分3、析247.3太阳能集热方案工程造价概算249.0白庄煤矿工业广场绿色供热系统运行费用2610.0项目结论281.0总体方案概述1.1白庄煤矿供热系统现状白庄煤矿简介 白庄煤矿是山东XX矿业集团公司的骨干矿井。地处山东省肥城市湖屯镇，井田面积15平方公里，于1979年建成投产，后经矿井改扩建，目前已建成核定生产能力为140万吨/年，企业员工4200余人，精煤洗选能力100万吨的现代化矿井。近年来，白庄煤矿在集团公司的正确领导下，认真贯彻落实科学发展观，以建设“本质安全型、资源节约型、环境友好型、和谐发展型”矿井为目标，凝心聚力，求真务实，真抓实干，全矿各项工作实现了全面持续协调健康发展。企业先后4、荣获“全国文明煤矿”、“全国煤炭工业双十佳煤矿”、“全国科技创新示范矿”、“全国煤炭工业企业文化示范矿”、“全国安全质量标准化一级矿井”和全省“双十佳煤矿”、“安全文化建设示范单位”、“煤矿安全程度评估7A级矿井”、“平安山东建设先进单位”等荣誉称号。白庄煤矿目前的供热（冷）系统形式为2台燃7MW煤热水锅炉，3台4t/h燃气蒸汽锅炉，1台2t/h燃气蒸汽锅炉，井口2000kW电加热的多种形式供热，和分体空调形式给建筑空调制冷。为响应节能环保的国家和地主政策，建设绿色（零排放）能源供热（冷）煤矿，拟建设以矿井余热为基本热源，利用热泵供热系统代替白庄煤矿现有的燃煤供热+燃气供热+分体空调制冷的方式5、，原蒸汽源的烘干机由 “矿用衣物自生热能烘干机组”代替，并充分利用现有的末端及管网等现有条件，完全取消现有锅炉供热，彻底解决了煤矿供热系统燃煤污染、电费高、燃气不足等现实问题，同时具有良好的经济效益和社会效益。综合白庄煤矿现有条件，我公司提出白庄煤矿绿色能源供热/冷系统方案节能方案设计依据采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003)民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（50736-2012）锅炉房设计规范(GB50041-2008)煤炭工业矿井设计规范（GB50215-2005）锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）煤炭洗选工程设计规范（GB50359-2005）煤炭工业供6、热通风与空气调节设计规范（GB/T 50466-2008）城镇供热管网设计规范（CJJ34-2010）城镇直埋供热管道工程技术规程（CJJ/T 81-98）山东省锅炉大气污染物排放标准 DB37/2374-2013 白庄煤矿气象参数其主要气象参数如下：山东省济宁市室外气象参数站台名称：兖州54916台站位置：北纬30。36， 东经116 51年平均温度：13.6室外计算温、湿度（）冬季供暖：-5.5冬季通风：-1.3冬季空调：-7.6冬季空调相对湿度：66%夏季空气调节干球温度：34.1夏季空气调节室外计算湿球温度：27.1夏季通风计算温度：30.6夏季通风计算相对温度：65%夏季空气调节室外7、计算日平均温度：29.7设计计算供暖期天数及其平均温度日平均温度+5的天数：104天日平均温度+8的天数：137天极端最高温度：39.9极端最低温度：-19.3极端平均最低温度：-121.2绿色节能供热方案概述白庄煤矿现有条件 鉴于白庄煤矿现有条件，配电富余负荷2000kW；南回风井排风7000m3/min，工业广场井下排水5160t/d；洗浴热水排水600t/d；压风机连续运行2台250kW。 节能方案设计原则节能方案设计原则：余热资源连续稳定、安全可靠；供热系统耐用高效，满足煤矿供热需求；智能调控，运行费用低，最大限度利用现有资源、管网和末端设施，投资合理；经济效益好等。节能方案总体规划：8、根据上述要求，我们提出如下节能改造总体方案：利用南风井回风余热（3100kW）；工业广场现有井下排水余热（1750 kW）；洗浴热水排水余热（290 kW）；压风机余热（150kW）。采用SMEET “直蒸式深焓取热乏风热泵”供热专利技术和“原生态涌水热泵” 供热专利技术形成白庄煤矿工业广场全年供热“基本”热源（7100 kW），补充部分太阳能（350 kW）全年供洗浴热水，冬季最冷月供热缺口（7000 kW）采用现有燃气锅炉调峰供热的总体绿色供热方案。1.2.4节能方案改造建设：节能方案改造建设： 1）南回风井扩散塔需建设乏风换热室一座（体积约15000m3）； 2）南回风井院内建设乏风热泵9、机房一座（面积约360m2，净高5m）； 3）利用原发电厂水池作为工业广场井下排水沉积池与洗浴排水收集池，利用原发电厂水泵房作为涌水热机房和中心供热站； 4）改造主副井加热设备，以满足55热源的供热要求； 5）改造上仓、洗煤厂、运煤厂等高大空间建筑供热末端设备，以改善建筑保温效果； 6）改造男女洗浴排水管网，将其汇总导入井下排水沉积池； 7）部分重要办公建筑，改造末端设备，利用涌水热泵提供夏季制冷冬季供热功能； 8）建设高效优质的智能调控系统，确保白庄煤矿工业广场供热系统高效、安全、可靠。1.3本项目主要技术经济指标本项目主要技术经济指标：1）本节能项目系统配电总负荷1950 kW；2）利用余10、热资源总量5290 kW，利用太阳能350 kW；3）热泵总供热7100 kW；太阳能冬季供热350 kW；现有燃气锅炉调峰7000 kW；绿色节能供热系统总供热能力14500kW，完全满足白庄煤矿工业广场供热需求（13763 kW）；4）本节能项目总投资2985万元，其中：太阳能500万元；乏风热泵1350万元；涌水热泵450万元；洗浴排水热泵100万元；压风机热泵85万元；末端工程改造500万元。5）本项目年运行总费用597.2万元，其中：电费313.5万元；气费229.8万元；人工综合费53.85万元。较原锅炉供热系统年节省运行费用1340万元，年节省742.8万元。 6）本项目EMC投11、资效益：按4年回收，1.4倍投资额为4179万元，每年支付1044.75万元。本项目可安全可靠运行15年，总节能效益为11142万元，EMC方连本带息分享4179万元（37.5%），业主分享6963万元（62.5%）。项目经济效益良好。7）综上所述：本项目社会效益与经济效益俱佳，技术成熟先进可靠，建议业主予以实施。1.4中矿博能煤矿节能技术1.4.1技术研发实力与优势中矿博能拥有雄厚的技术资源与优秀的技术研发人才队伍，不仅包括自身资深、专业、专注的热泵技术研发团队和国际研发团队，同时拥有北京大学、清华大学、北京工业大学、中国科学院、北京航空航天大学、北京理工大学、合肥通用机械研究院等广泛和友好12、的技术支持配合团队。在中矿博能“技术委员会”的统一领导与协调下，各路团队共同组成了分工明确，方向相同、行动一致的和谐高效技术研发体系，形成真正意义上的“产、学、研”高水平技术研发的新模式。表1-2 公司技术委员会成员与研发团队分工情况序号研发团队与单位名称技术领头人团队人数分工研发技术方向分工1北京博能节能科技有限公司（技术体系）谢峤教授（总工）20主任委员主攻各类热泵产品研发与生产制造2清华大学建筑环境与设备学院石文星、李先庭教授25副主任委员制冷系统理论研究与相关技术研发3北京大学分子与化学工程学院黄建滨教授25副主任委员原生态涌水与乏风组份分析、电化原理理论研究、新材料研发4北京航空航天13、大学机械学院张建斌教授20委员制冷系统特制配件研发5北京理工大学动力学院黄若教授20委员制冷系统特制配件研发6北京工业大学环境与设备学院陈超教授25委员各类热泵产品应用系统技术研究7合肥通用机械研究院史敏教授25委员各类热泵产品实验研究8芬兰“BIF”公司Jouy教授10委员电器及变频智控技术研发9中科院理化所黄剑峰教授20委员高温热力工质研发10中国矿业大学动力学院何满潮教授20委员矿井通风与热力环境研究1.4.2“直蒸式深焓取热乏风热泵”机组技术1）国内外研究情况由于各国能源结构差异，虽然煤矿矿井回风余热资源丰富（流量大，温度稳定，含湿量大，焓值高），是热泵取热理想的低温热源，但国外有关“14、采用热泵技术利用煤矿回风余热的研究与应用案例”却藓有报道。我国基础能源以煤炭为主，我国人口及其经济发展与资源环境矛盾日益突出，“节能减排”已成为我国社会经济发展的基本国策。自本世纪初，我国开始积极探索“采用热泵技术利用煤矿回风余热的研究与应用”，其中中国矿业大学“采用淋水式取热+水源热泵”的矿井回风余热利用技术路线（称之为第一代“表焓取热技术”）与清华大学“采用直蒸式取热与分体热泵”的矿井回风余热利用技术路线（称之为第二代“浅焓取热技术”）具有一定的代表意义。淋水式表焓取热原理示意图浅焓取热原理示意图而本公司力推“（第三代）直蒸深焓取热及大型分体热泵”与“高温及大温差供热”的矿井回风余热利用技15、术路线更具划时代意义。（第三代）直蒸深焓取热式矿井乏风热能利用系统示意图（专利号：201320753320.5）2）我国煤矿原生态回风组份情况根据可查资料与现场调研情况，我国各地煤矿井下原生态回风组份具有许多共性特征，描述如表1-3表1-3矿井原生态回风组份项 目共性组份地区差异主要组份为空气N2相 同CO2O2H2O气体有一定量的悬浮固体物质煤石粉尘固体物质单位流量中有差异油性、粘性悬浮固体物质其他气溶胶物质寄生、附生菌类物质有一定量的瓦斯气体CH4单位流量中有差异CO微量的有害气体H2S单位流量中有差异HClNH4NOx煤矿原生态回风组份对金属换热器将产生较大影响。煤矿通风安全要求对热泵取16、热设施有严格要求。3）采用热泵技术利用煤矿原生态乏风余热必需解决的问题（1）对于循环淋水取热技术，必需解决的问题：A回风低于12时无法取热 or取热量很少问题；B回风与淋水之间的热湿交换效率问题与补水损失过大问题；C水体中煤石固体物质与腐蚀性物质循环堆积问题；D问题C对热泵换热器的使用寿命与热泵机组可靠性影响问题；E问题C对淋水换热器关键部件“喷嘴”的堵塞与腐蚀问题；F淋水换热器对煤矿通风系统的影响问题。（2）对于直蒸（不论浅焓深焓）取热技术，必需解决的问题：A原生态回风中的煤石固体物质对乏风换热器金属表面冲刷问题；B原生态回风中的腐蚀性物质对乏风换热器金属侵蚀问题；C原生态回风中的油粘性物质17、及其附生菌类物质在乏风换热器表面粘聚与滋生问题；D问题C引起的乏风换热器堵塞问题及其对煤矿通风系统的影响问题；E 问题A、B、C对乏风换热器换热效率与热泵可靠性影响问题；F 分体热泵热力系统回油配液与乏风换热器防霜防冻等系列问题。4）本公司“深焓取热乏风热泵”机组技术特点公司凭借雄厚的技术资源与国内外资深专家学者组成的优秀团队，通过市场机制的深入高效合作，攻克了“深焓取热大型分体乏风热泵”技术的道道难关，获得系列发明与实用新型专利技术。形成了公司“深焓取热大型分体乏风热泵”机组的独特技术优势：A 独特的模块化多功能乏风取热箱（专利产品），换热效率高，取热焓差大；同时具有耐冲刷抗腐蚀功能；B 采18、用特殊工艺制作的高科技超亲水翅片表层，大大降低了取热器表层积尘积粘性物质的特性；C 采用针对煤矿原生态乏风取热器表层积尘积粘性物质特性专门开发的清洗剂，由取热器前后压差控制，通过取热箱的自动清洗装置周期性清洗乏风取热器，可保持取热器长期如新；D 回风主风机切换时，可通过调节取热箱风阀以确保通过每个取热箱风量的均匀；E 模块化乏风取热箱设计，取热焓差可选，系列齐；F 乏风取热器箱式设计，安装方便，排水快速，维护简便；乏风热泵G 常闭型自动旁通风门设计，既解决煤矿事故反风运行时换热器阻力影响问题，也解决热泵供热系统不使用时回风主机功耗浪费问题；大型分体热泵热力系统采用“主动给液”与“油气分离”专利19、技术，彻底解决了热泵热力系统的配液与回油两大技术难题，既提升了热泵系统运行能效，又确保了热泵系统长期高效可靠运行；HI 热泵供热温度可达60，温差可达20，既可降低水泵功耗，又可与建筑传统供暖末端设备系统直接衔接，无需改造；针对煤矿风井对，本公司专门开发了“直蒸直热式热泵井口防冻供热系统”专利技术，该系统具有高效、可靠、可实现无人值守，完全可取代传统燃煤热风锅炉供热方式；该系统既可为煤矿实现节能减排，又能为煤矿实现减员增效。乏风取热箱“煤矿原生态涌水直流取热式热泵”技术与产品特点1) 国内外研究情况国外类似研究主要集中在城市污水余热热泵技术上，关于煤矿原生态涌水热泵技术的研究鲜有报道。煤矿原生20、态涌水直流取热式热泵机组国内煤矿涌水余热开发利用起步于本世纪初，主要集中在采用普通水源热泵与“二次换热”的工程应用研究上，其主要问题是：其一，“二次换热”技术浪费了宝贵涌水余热资源，特别是当涌水水温低于10时，采用以上技术已经无法取热；其二，原生态涌水的工程净化与电化学处理系统复杂，工程造价高昂，系统维护工作量大。中矿博能的“煤矿原生态涌水直流取热式热泵”技术与产品填补了该技术领域世界空白，处于当今该技术领域世界前沿，是该技术的倡导者与领导者。2）“煤矿原生态涌水直流取热式热泵”技术攻关难点（1）原生态涌水含有大量的煤石泥沙颗粒物，直接进入热泵蒸发器将对换热管产生冲刷与磨损，严重影响蒸发器与热21、泵机组的可靠性与使用寿命。“抗冲刷耐磨损”是“煤矿原生态涌水直流取热式热泵”技术必需攻克的难关之一。（2）原生态涌水含有各种氯化物盐类与强腐蚀性硫酸根离子等物质，直接进入热泵蒸发器将对换热铜质换热管与钢制材料产生严重腐蚀，直接影响蒸发器与热泵机组的可靠性与使用寿命。“耐电化学腐蚀”是“煤矿原生态涌水直流取热式热泵”技术必需攻克的难关之二。（3）原生态涌水含有各种微生物、菌类与粘性油性物质，直接进入热泵蒸发器将在换热管表面粘附与滋生，既影响蒸发器换热效果又影响机组可靠性与使用寿命。“防粘附与滋生” 是“煤矿原生态涌水直流取热式热泵”技术必需攻克的难关之三。（4）煤矿原生态涌水直流式蒸发器流道结构22、复杂，原生态涌水含有的煤石泥沙颗粒物在蒸发器某些局部空间内沉积产生堵塞，既影响蒸发器换热效果又影响机组可靠性与使用寿命。“防沉积与堵塞” 是“煤矿原生态涌水直流取热式热泵”技术必需攻克的难关之四。（5）由于上述种种技术难题的客观存在，煤矿原生态涌水直流式蒸发器内热力工质蒸发温度又较低，极易发生蒸发器换热管冻裂的严重事故，该事故一旦发生将产生整体“煤矿原生态涌水直流取热式热泵”机组报废的重大质量事故，造成较大的经济损失。“防冻裂”是“煤矿原生态涌水直流取热式热泵”研发必需攻克的核心的、关键技术难关。由于“煤矿原生态涌水直流取热式热泵”需攻克技术难关较多，研发资源与资金投入大，风险大，故国内外目前23、鲜有机构进入该领域进行研究与研发，成为空白地带。3）“煤矿原生态涌水直流取热式热泵”技术特点中矿博能凭借雄厚的技术资源与国内外资深专家学者组成的优秀团队，通过市场机制的深入高效合作，攻克了“煤矿原生态涌水直流取热式热泵”道道技术难关，获得系列发明与实用新型专利技术，填补了该市场领域产品与技术空白。形成了公司“煤矿原生态涌水直流取热式热泵”机组的独特优势：1）可充分利用涌水余热资源，宝贵的涌水余热资源基本无浪费；2）可大温差取热与大温差供热，取热温差范围5到30以上；供热温差可从5到20；最高供水温度可达60；3）机组冷热双高效，制冷能效EER5.8；制热能效COP4.0；4）机组安全耐用可靠，24、机组具有“抗冲刷耐磨损”、“耐电化学腐蚀”、“防粘附与滋生”、“防沉积与堵塞”与“防冻裂”全部功能。5）机组采用环保高温工质，无任何有毒有害物质排放，绿色环保；6）机组工程应用简便，工程系统简单，工程系统投资与维护工作量小；7）机组机电一体化程度高，各种智控与保护功能齐全；8）机组系列齐全，从单机冷热量400kW到1500kW，用户选择方便。1.5政策背景1.5.1山东省锅炉排放标准山东省环境保护厅和山东省质量技术监督局2013年5月发布山东省锅炉大气污染物排放标准 DB37/2374-2013中规定，除煤粉发电锅炉和大于45.5MW（65t/h）的燃煤、燃油、燃气发电锅炉以外的各种容量和用途25、的燃煤、燃油和燃气锅炉的大气污染物排放管理，自2013年9月1日起现有锅炉按下表规定的排放浓度限值执行。现有锅炉大气污染物排放浓度限值单位：mg/m3(烟气黑度除外) 污染物项目燃煤锅炉燃油锅炉燃气锅炉监控位置烟尘503010烟囱排放口SO2300300100NOX（以NO2计）400250250烟气林格曼黑度1.01.5.2国家行动计划2013年9月10日，国务院印发大气污染防治行动计划。总体目标为：经过五年努力，全国空气质量总体改善，重污染天气较大幅度减少；京津冀、长三角、珠三角等区域空气质量明显好转。力争再用五年或更长时间，逐步消除重污染天气，全国空气质量明显改善。具体指标为：到201726、年，全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上，优良天数逐年提高；京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物浓度分别下降25%、20%、15%左右，其中北京市细颗粒物年均浓度控制在60微克/立方米左右。响应国务院大气污染防治行动计划，环发2013104号文件制定京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则，明确规定：京津冀及周边地区（包括北京市、天津市、河北省、山西省、内蒙古自治区、山东省）到2015年底，地级及以上城市建成区，除必要保留的以外，全部淘汰每小时10蒸吨及以下燃煤锅炉、茶浴炉；北京市建成区取消所有燃煤锅炉，改由清洁能源替代。到2017年底，北京市、天津市、河北省地27、级及以上城市建成区基本淘汰每小时35蒸吨及以下燃煤锅炉，城乡结合部地区和其他远郊区县的城镇地区基本淘汰每小时10蒸吨及以下燃煤锅炉1.45.3国家政策支持煤利用煤矿矿井乏风与涌水余热资源，采用热泵代煤供热（制冷）新技术，是我国政府积极鼓励与大力支持的新技术：国家发改委 2010年33号公告将其列入重点推广节能技术（第三批）国家发改委 2013年16号公告将其列入战略性新兴产业重点产品和服务指导目录煤矿余热利用项目将获得国家财政大力支持。2.0白庄煤矿工业广场供热负荷计算2.1井口保温热负荷计算表2-1进风加热负荷计算表序号项目计算参数备注1室外计算最低温度（）-14矿方提供2进风最低温度2矿方28、提供32，相对湿度50%空气比热（J/(kgk）1.01标准42，相对湿度50%空气密度（Kg/m）1.27标准5井口进风量m3/s200矿方提供6冬季供热负荷（kW）4096计算白庄煤矿新副井进风量约7000Nm/min，供热负荷为2389kW；老副井进风量约5000 Nm/min，供热负荷为1707kW。2.2建筑采暖保温热负荷计算表2-2煤矿建筑负荷计算表项目面积(m2)热指标(W/m2)热负荷(kW)原蒸汽采暖系统300001203600原热水采暖系统64390704507合计9439081072.3洗浴热水热负荷计算表2-3洗浴热水热负荷计算表热水用量补水温度出水温度工作时间平均负荷29、管网损失供热负荷t/天小时/天kW%kW60010421514865 15602.4白庄煤矿供热总负荷白庄煤矿工业广场冬季供热总负荷为4096+8107+1560=13763 kW3.0回风余热热泵供热方案3.1乏风热泵供热方案技术经济数据汇总表3-1乏风热泵供热方案技术经济数据汇总表序号项目名称数据名称单位数量备注1可资利用的乏风资源余热量kW3106见详细计算2乏风热泵功耗耗电量kW1071见详细计算3乏风热泵供热能力供热量kW4093见详细计算4热泵供回水温度供/回水温度55/45设计5热泵能效COPkW/kW3.90计算6热水循环量热水循环流量t/h360计算7热泵型号/台数SMEET30、-FZ-R-1370/357MR1台3设计8热水循环泵参数/台数G=400,H=32,N=55kW台2设计9乏风热泵方案总配电配电功率kW1126含水泵10乏风热泵方案总投资投资万元135011热泵供热系统使用寿命设备与系统使用寿命年1512设备与系统维护费用万元13.5总投资1%3.2乏风余热量计算表3-2乏风余热量计算表项目符号计算参数公式说明乏风热回收量温度（）ti16.5矿区提供相对湿度（%）i85%矿区提供16.5/85%空气焓值（kj/kg)ii42.069标准16.5/85%空气密度（kg/m）i1.210标准出风温度（）t05.50设计值出风相对湿度（%）095%设计值5.5/31、95%空气焓值（kj/kg)i020.005标准5.5/95%空气密度（kg/m）01.259标准回风量（m3/s）Gi116矿区提供进出风焓差（kj/kg)i22.06i=ii-i0回风可利用热负荷（kW）Qf3106Qf=Giii3.3乏风热泵供热能力计算表3-3乏风热泵供热能力计算表项目符号计算参数公式说明乏风热泵回风可利用热负荷（kW）Qf3106计算乏风热泵电功率（kW）N乏1971N乏=Qs/(乏-1)乏风热泵COP（kW/kW）乏3.83热泵设计计算乏风热泵供热量（kW）Q乏4093Q乏=（Qs+N乏）*0.983.4乏风热泵能效计算表3-4乏风热泵能效COP计算表冷凝侧蒸发侧制32、热COP进水温度出水温度冷凝温度进风温度出风温度蒸发温度kW/kW45.055.058.016.56.02.03.903.5乏风热泵供热方案工程概算乏风热泵方案的设备选配工程概算如下表|：表3-6乏风热泵供热方案工程估算表序号名称主要参数数量单位单价总价备注万元万元一、热泵主机设备1乏风热泵（单热）SMEET-FZ-R-1370/357MR13台226678含工质管道安装2乏风取热箱SMEET-FQ-258/812个15.1186含工质管道安装3小计864二、辅助设备及设施1循环泵G=400,H=32,N=55kW2台4.59一用一备2软水装置G=5t/h1套1.91.93补水定压装置V=3M33、33套5.85.84小计16.7三、配套工程1建筑工程19000m30.012228按全新建考虑2配电控制工程1181kW0. 12141.73安装工程4100kW0.01249.24供热管路DN300400延米0.2080暂估（部分可利用原有管路）5小计498.9总计1379.64.0工业广场井下涌水热泵供热方案4.1原生态涌水热泵供热方案技术经济数据汇总表4-1原生态涌水热泵供热方案技术经济数据汇总表序号项目名称数据名称单位数量备注1可资利用的涌水资源余热量kW1950详见计算2涌水热泵功耗耗电量kW659详见计算3涌水热泵供热能力供热量kW2556详见计算4涌水热泵供回水温度供/回水温度34、55/45设计5涌水热泵能效COPkW/kW3.96详见计算6热水循环量热水循环流量t/h220设计7涌水循环量涌水循环量t/h58.3甲方提供8热泵型号/台数SMEET-FZ-R-1300/330MR1台2设计9热水循环泵参数/台数G=230,H=32,N=22kW台2设计10涌水循环泵参数/台数G=63,H=32,N=11kW台2设计10涌水热泵方案总配电配电功率kW692含水泵11涌水热泵方案总投资投资万元450详见计算12热泵供热系统使用寿命设备与系统使用寿命年15设计13设备与系统维护费用万元4.5总投资1%4.2涌水余热量计算表4-2原生态涌水余热计算表项目符号计算参数公式说明涌水35、热回收量进水温度（）ti13矿区提供出水温度（）t05设计值涌水平均流量（kg/s）Gi58.3矿区提供5160(t/d)进出水温差（)t8t=ti-t0水的定压比热(kJ/kg)C4.18设计值涌水可利用热负荷（kW）Qf1950Qf=GitC4.3原生态涌水热泵供热能力计算表4-3原生态涌水热泵供热供热能力计算表项目符号计算参数公式说明涌水热泵涌水热泵电功率（kW）N乏659N乏=Qs/(乏-1)涌水热泵COP（kW/kW）乏3.96热泵设计计算涌水热泵供热量（kW）Q乏2556Q乏=（Qs+N乏）*0.984.5原生态涌水热泵能效计算表4-5原生态涌水热泵能效COP计算表冷凝侧蒸发侧制热36、COP进水温度出水温度冷凝温度进水温度出水温度蒸发温度kW/kW45.055.058.013533.964.6原生态涌水热泵工程估价表4-6原生态涌水热泵供热方案工程造价估算表序号名称主要参数数量单位单价总价备注万元万元一、热泵主机设备1原生态涌水热泵（单热）SMEET-YSZ-R-1300/330MR12台125.52512小计251二、辅助设备及设施1热水循环泵G=220,H=32,N=22kW2台1.63.2一用一备2涌水循环泵G=64,H=32,N=11kW2台0.81.6一用一备5小计4.8三、配套工程1安装工程2600kW0.01231.22配电控制工程692kW0.1283.0537、供热管路DN250400延米0.2080暂估6小计194.2总计4505.0洗浴排水余热热泵供热方案5.1原生态涌水热泵供热方案技术经济数据汇总表5-1洗浴排水热泵供热方案技术经济数据汇总表序号项目名称数据名称单位数量备注1可资利用的涌水资源余热量kW290详见计算2涌水热泵功耗耗电量kW95详见计算3涌水热泵供热能力供热量kW378详见计算4涌水热泵供回水温度供/回水温度55/45设计5涌水热泵能效COPkW/kW4.04详见计算6热水循环量热水循环流量t/h32.4设计7涌水循环量涌水循环量t/h25甲方提供8热泵型号/台数SMEET-FZ-R-380/95MR1台1设计9热水循环泵参数/38、台数G=38,H=32,N=5.5kW台2设计10涌水循环泵参数/台数G=28,H=32,N=4.0kW台2设计10涌水热泵方案总配电配电功率kW104.5含水泵11涌水热泵方案总投资投资万元100.0详见计算12热泵供热系统使用寿命设备与系统使用寿命年15设计13设备与系统维护费用万元1.0总投资1%5.2洗浴排水余热量计算表5-2洗浴排水余热计算表项目符号计算参数公式说明涌水热回收量进水温度（）ti18矿区提供出水温度（）t08设计值涌水平均流量（kg/s）Gi6.94矿区提供600(t/d)进出水温差（)t10t=ti-t0水的定压比热(kJ/kg)C4.18设计值涌水可利用热负荷（kW39、）Qf290Qf=GitC5.3洗浴排水热泵供热能力计算表5-3原生态涌水热泵供热供热能力计算表项目符号计算参数公式说明涌水热泵涌水热泵电功率（kW）N乏95N乏=Qs/(乏-1)涌水热泵COP（kW/kW）乏4.04热泵设计计算涌水热泵供热量（kW）Q乏378Q乏=（Qs+N乏）*0.985.5原生态涌水热泵能效计算表5-5原生态涌水热泵能效COP计算表冷凝侧蒸发侧制热COP进水温度出水温度冷凝温度进水温度出水温度蒸发温度kW/kW45.055.058.018854.045.6洗浴废水余热供热工程造价概算表5-6洗浴废水余热热泵供热系统工程造价估算表序号名称主要参数数量单位单价总价备注万元万40、元一、热泵设备1原生态涌水热泵（单热）SMEET-YSZ-R-380/95MR11台4040含土建、安装、保温2水源循环泵参数G=28,H=32,N=4.0kW2套0.51.0一用一备3热水循环泵参数G=38,H=32,N=5.5kW2套0.61.2一用一备6换热器循环泵参数G=38,H=20,N=15kW2套0.61.2一用一备7热水供水泵参数G=60,H=40,N=15kW2套0.81.6一用一备8换热器750kW2套8169软水装置G=1t/h1套0.80.810补水定压装置V=1M33套1.23.6小计64.6二、配套工程1安装工程380kW0.0124.562电气控制1套10103卫41、生热水管路DN125300延米0.0720.84暂估（部分可利用原有管路）4小计35.4总计1006.0压风机余热热泵供热方案6.1压风机余热分析压风机数量：3台 2用1备压风机功率：250kw/台压风机能效：30%冷却型式：风冷最大可利用余热：250kw/台2台=150kw6.2供热能力对压风机进行水冷却改造，冷却水进出水温度25/32。热回收热泵能效：表6-1压风机余热热泵COP计算表冷凝侧蒸发侧制热COP进水温度出水温度冷凝温度进水温度出水温度蒸发温度kW/kW50.060.065.032.025.018.04.65可行成供热能力150kw（4.65-1）+150kw=190kw。6.342、压风机余热回收项目概算选用两台SMEET-YSZ-R-190/41MR1水源热泵机组水源侧循环泵：流量18t/h扬程：20m 2台，1用1备。一次热水循环泵：流量18t/h扬程：30m 2台，1用1备。二次热水循环泵：流量18t/h扬程：20m 2台，1用1备。板式换热器：100kw 2台。工程概算表6-2压风机余热热泵供热系统工程造价估算表序号名称主要参数数量数量单位单价总价备注万元万元一、热泵设备1水热泵（单热）SMEET-SZ-R-190/40MR11台15152水源循环泵参数G=18,H=20,N=3kW2套0.51.0一用一备3一次热水循环泵参数G=18,H=30,N=5kW2套0.43、51.0一用一备4二次循环泵参数G=18H=20,N=3kW2套0.51.0一用一备5换热器100kW2套5106压风改造3套5157软水装置G=0.5t/h1套0.50.58补水定压装置V=1M31套3.63.69小计47.1二、配套工程1安装工程200kW0.024.02电气控制工程1套10104卫生热水管路DN65133延米0.1823.9暂估（部分可利用原有管路）5小计37.9总计857.0太阳能供洗浴热水供热方案7.1太阳能集热面积计算太阳能集热面积为：15000m2AC 直接系统集热器采光面积，Qw=450 日用水量，kgtend=42 贮水箱内水的设计温度，Cw 水的定压比热容，44、4.18KJ/（）ti =12 水的初始温度，JT=18000 当地集热器采光面上的年平均日太阳辐照量18000KJ/=0.5 太阳能保证率，50；根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定cd=0.35 集热器的年平均集热效率；根据经验取值宜为0.250.50，具体数值应根据集热器产品的实际测试结果而定,此处取值0.40L=0.3 贮水箱和管路的热损失率；根据经验宜取值为0.200.30, 此处取值0.3AC=65007.2太阳能集热分析在肥城地区，全年约有120天的阴天，无法使用太阳能集热器，即全年约有33%的供热缺口。全年365天每天制取450t生活热水，即全年45、需490万kw.h。缺口490万kw.h=161万kw.h7.3太阳能集热方案工程造价概算表7-1太阳能供热系统工程造价估算表序号名称主要参数数量单位单价总价备注万元万元一、太阳能设备1太阳能集热器47-1.5m 50支管;真空管4715001050台0.35367.53太阳能支架1项50504次循环泵120t/h 20m 15kW2套1.53一用一备5软水装置100L1套2.42.46小计422.9二、配套工程1安装工程1项47.147.12电气控制1套443辅助设备及其他1套664卫生热水管路DN125200延米0.120暂估（部分可利用原有管路）6小计77.1总计500 8.0白庄煤矿工46、业广场供热末端改造工程造价表8-1末端系统系统工程造价估算表序号名称主要参数数量单位单价总价备注万元万元一、井口保温加热设备1主井空气加热箱Smeet-SJ1050台0.35367.53主井空气加热箱1项50504次循环泵120t/h 20m 15kW2套1.53一用一备5软水装置100L1套2.42.46小计422.9二、配套工程1安装工程1项47.147.12电气控制1套443辅助设备及其他1套664卫生热水管路DN125200延米0.120暂估（部分可利用原有管路）6小计77.1总计500 9.0白庄煤矿工业广场绿色供热系统运行费用表9-1绿色节能供热系统运行能耗费用计算表冬季过渡季夏季47、合计一、井口保温加热系统项目单位极限供热负荷kW409600平均负荷系数%0.25运行时间h2330总需供热量万kW.h238.59热泵供热平均能效COP3.9（乏风热泵）热泵耗电度数万度61.2水泵耗电度数万度12.8空气进入箱耗电度数万度10.3井口加热总耗电度数万度84.3井口加热直接电费万元61.5（电价0.73）61.5二、建筑供暖系统建筑总供热负荷kW8107平均负荷系数%0.66建筑平均负荷kW5350运行时间h2330涌水热泵供热kW2556燃气锅炉调峰供热kW2794涌水热泵供热量万kW.h595.5燃气锅炉调峰供热量万kW.h651.0热泵供热平均能效COP/EER3.9648、热泵耗电度数万度150.4水泵耗电度数万度25.63末端设备耗电度数万度23.0热泵系统总耗电度数万度199.0热泵电费万元145.3145.3燃气锅炉耗气量万Nm376.6（效率0.9）燃气锅炉耗气费用万元229.8（气价3.0）229.8三、洗浴热水洗浴热水负荷kW156013001098运行时间h156025651350太阳能供热kW350450560压风机热泵供热kW190190190废水涌水热泵供热kW1020660340热泵供热量万kW.h188.8218.071.6热泵综合能效COP4.04.24.4热泵耗电度数万度47.251.916.3水泵耗电度数万度8.814.47.6洗浴49、耗电总度数万度56.066.323.9洗浴耗电费用万元40.948.417.4106.7四、热泵供热系统总费用万元313.5燃气调峰总费用万元229.8合计万元543.3其他费用：1）人工费用3万元/p.a*6=18万元 2）设备维护费用总投资2985*0.01=29.85 3）其他综合费用1万元/p.a*6=6万元 4）其他费用合计53.85万元白庄煤矿工业广场绿色节能供热系统全年总运行费用597.2万元。10.0项目结论10,1本节能项目系统配电总负荷1950 kW；符合现有条件；10.2利用余热资源总量5290 kW，冬季利用太阳能350 kW，均属绿色能源，可享受政府财税支持；10.350、热泵总供热7100 kW；太阳能冬季供热350 kW；现有燃气锅炉调峰7000 kW；绿色节能供热系统总供热能力14500kW，完全满足白庄煤矿工业广场供热需求（13763 kW）；10.4本节能项目总投资2985万元，其中：太阳能500万元；乏风热泵1350万元；涌水热泵450万元；洗浴排水热泵100万元；压风机热泵85万元；末端工程改造500万元；10.5本项目年运行总费用597.2万元，其中：电费313.5万元；气费229.8万元；人工综合费53.85万元。较原锅炉供热系统年节省运行费用1340万元，年节省742.8万元； 10.6本项目EMC投资效益：按4年回收，1.4倍投资额为4179万元，每年支付1044.75万元。本项目可安全可靠运行15年，总节能效益为11142万元，EMC方连本带息分享4179万元（37.5%），业主分享6963万元（62.5%）。项目经济效益良好；10.7综上所述：本项目社会效益与经济效益俱佳，技术成熟先进可靠，建议业主予以实施。