特等獎：上海柯茂機械有限公司——新景煤礦直冷式乏風水汽能熱泵分布式供熱項目

2018年度中國分布式能源優(yōu)秀項目特等獎

企業(yè)名稱：上海柯茂機械有限公司

項目名稱：新景煤礦直冷式乏風水汽能熱泵分布式供熱項目

企業(yè)概況

上?？旅瘷C械有限公司：上海漢鐘精機股份有限公司的全資子公司，注冊資本5000萬元人民幣，占地面積53280平方米，2009年投入試產(chǎn)，并將產(chǎn)品推向市場。2010年取得生產(chǎn)許可證及ISO-9000認證，2015年取得AHRI認證。

主要推廣新產(chǎn)品：高溫熱泵螺桿/離心式機組，采用大壓比離心式壓縮機，開發(fā)蓄冰、熱泵機組；采用RC2-G/T高溫螺桿壓縮機，開發(fā)80-120℃高溫熱泵機組；采用水蒸汽壓縮機，開發(fā)正壓型水蒸汽熱泵機組。單/雙機頭磁懸浮離心機組，單/雙機頭風冷式變頻磁懸浮離心機組；300-350RT小型磁懸浮離心式冷水機組。大型變頻超低環(huán)溫空氣源熱泵機組。ORC膨脹發(fā)電機組，標準化半封閉、開啟式螺桿ORC機組，標準化半封閉、開啟式渦輪ORC機組。

主要客戶：為有志工業(yè)節(jié)能、綠色建筑事業(yè)的EMC公司提供工業(yè)熱泵OEM服務，提供完善的工業(yè)節(jié)能技術(shù)方案服務，以及機組售前、售后技術(shù)支持服務。

北京中礦博能節(jié)能科技有限公司：成立于2013年5月，大地煤炭設計院控股子公司，專業(yè)從事煤礦節(jié)能技術(shù)開發(fā)的國家級高新技術(shù)企業(yè)；依托大地集團在煤炭行業(yè)的工程總承包、工程設計優(yōu)勢，提供煤炭節(jié)能項目總包和EMC合同能源管理服務。目前已經(jīng)為40多家煤炭企業(yè)提供煤礦余熱利用替代燃煤鍋爐服務，項目遍布山東、河南、山西、陜西、內(nèi)蒙古等各大煤業(yè)集團；節(jié)能技術(shù)涵蓋：乏風余熱、空壓機余熱、礦井涌水余熱、電廠冷卻水余熱、化工余熱等。

項目背景

順應環(huán)保形勢，進風井口的冬季空氣加熱防凍，不僅是北方煤礦的剛性需求，而且其加熱負荷占有煤礦冬季供熱負荷的絕大比率。然而，目前各煤礦冬季采用燃煤熱風爐加熱井口空氣，因此受到煙氣污染物大氣排放的嚴格限制，30t/h以下的燃煤鍋爐已在逐步取締；而燃氣鍋爐雖然煙氣污染物大氣排放達標，但運行費用高昂。因此采用直冷式乏風水汽能熱泵回收排風井的乏風水汽能，以實現(xiàn)煤礦冬季分布式供熱，就成為中國煤炭產(chǎn)業(yè)的必然選擇。

項目介紹

新景煤礦直冷式乏風水汽能熱泵分布式供熱：2016年6月，山西省陽泉市新景煤礦順應環(huán)保形勢，對其西北部距工業(yè)廣場直線距離3km的蘆南進風井熱風爐煙氣排放系統(tǒng)開展脫硫、脫硝、除塵系統(tǒng)改造，以減少大氣污染物排放。進入2017年，環(huán)保形勢愈發(fā)嚴峻、減排指標更加嚴格。因此新景煤礦經(jīng)過考察與研究提出兩個方案：（1）對熱風爐煙氣排放系統(tǒng)進行再次改造；（2）回收排風井的乏風水汽能實現(xiàn)分布式供熱。“前者不需要對系統(tǒng)進行大改造，投入少、更省事，但會留下“后遺癥”；后者投入大，需要對燃煤鍋爐的供熱系統(tǒng)進行全面的余熱利用改造，但能一勞永逸。通過論證，最終采用回收礦井乏風水汽能熱泵分布式供熱系統(tǒng)方案，以取代現(xiàn)有燃煤鍋爐供熱系統(tǒng)，以滿足蘆南風井的井口加熱防凍以及建筑采暖需求。

直冷式乏風水汽能熱泵：（1）實現(xiàn)三級提取乏風的溫降顯熱、凝露潛熱、結(jié)冰潛熱，取熱后出風溫度可低達-15℃，取熱溫降可達30℃，取熱量可達53kJ/kg。（2）并行乏風水汽能取熱箱利用乏風余壓實現(xiàn)無動力取熱。（3）乏風水汽能取熱箱與熱泵機組的距離和高差不受限制。（4）只包含取熱室和熱泵機組兩部分，系統(tǒng)簡單、投資少、可靠性高、維護量少、系統(tǒng)能效高。（5）滾動融霜使得熱泵機組保持連續(xù)取熱、供熱、融霜，避免熱泵機組反向切換的吸氣管路熱容損失，精準投放融霜熱量。（6）實現(xiàn)乏風水汽能取熱箱、井口空氣加熱機組、熱泵機組的模塊化設計、標準化制造與安裝。（7）并行乏風水汽能取熱箱全時取熱大幅提高部分負荷熱泵能效。

項目運行參數(shù)：

分布式供熱對象：蘆南風井進風風量325m3/s，地面建筑采暖面積約5000m2，總供熱負荷8.52MW。

熱泵制熱量：6臺熱泵機組總制熱量8.52MW，替代12t/h蒸汽鍋爐；

熱泵電功率：2.5MW，折合3.6t/h蒸汽潛熱；熱泵能效比COP：3.41kW/kW；

乏風水汽能：乏風量408m3/s，進風干球溫度12℃/相對濕度85%，出風干球溫度4.5℃/相對濕度95%，乏風凝結(jié)水汽量4.26t/h；

乏風水汽能取熱：48臺乏風水汽能取熱箱，總?cè)崃?.24MW，折合8.91t/h蒸汽潛熱；取熱量中水汽能比率達48%；

分布式供熱末端：18臺井口空氣加熱機組，最大總加熱量8.64MW，總送風量225m3/s。

項目運行節(jié)能效果：每年節(jié)省運行費408.9-128.8=280.1萬元，并且作為EMC項目其分享回收期僅為3年。

本項目采用直冷式乏風水汽能熱泵實現(xiàn)煤礦分布式供熱，已在中國煤礦行業(yè)迅速產(chǎn)生重大影響，2017年已累計完成14個煤礦、52.65MW供熱量的項目改造；2018年正在完成12個煤礦、91MW供熱量的項目改造；該成套技術(shù)已在利用乏風熱泵加熱井口空氣的煤礦行業(yè)細分市場成功獲得45%的市場占有率，并居于世界領先地位和國內(nèi)壟斷地位。