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秀項目特等獎

企業名稱：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

企業概況

上海柯茂機械有限公司：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，并將產品推向市場。2010年取得生產許可證及ISO-9000認證，2015年取得AHRI認證。

主要推廣新產品：高溫熱泵螺桿/離心式機組，采用大壓比離心式壓縮機，開發蓄冰、熱泵機組；采用RC2-G/T高溫螺桿壓縮機，開發80-120℃高溫熱泵機組；采用水蒸汽壓縮機，開發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。大型變頻超低環溫空氣源熱泵機組。ORC膨脹發電機組，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：為有志工業節能、綠色建筑事業的EMC公司提供工業熱泵OEM服務，提供完善的工業節能技術方案服務，以及機組售前、售后技術支持服務。

北京中礦博能節能科技有限公司：成立于2013年5月，大地煤炭設計院控股子公司，專業從事煤礦節能技術開發的國家級高新技術企業；依托大地集團在煤炭行業的工程總承包、工程設計優勢，提供煤炭節能項目總包和EMC合同能源管理服務。目前已經為40多家煤炭企業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、內蒙古等各大煤業集團；節能技術涵蓋：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，以實現煤礦冬季分布式供熱，就成為中國煤炭產業的必然選擇。

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保形勢，對其西北部距工業廣場直線距離3km的蘆南進風井熱風爐煙氣排放系統開展脫硫、脫硝、除塵系統改造，以減少大氣污染物排放。進入2017年，環保形勢愈發嚴峻、減排指標更加嚴格。因此新景煤礦經過考察與研究提出兩個方案：（1）對熱風爐煙氣排放系統進行再次改造；（2）回收排風井的乏風水汽能實現分布式供熱。“前者不需要對系統進行大改造，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方案，以取代現有燃煤鍋爐供熱系統，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）實現三級提取乏風的溫降顯熱、凝露潛熱、結冰潛熱，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，系統簡單、投資少、可靠性高、維護量少、系統能效高。（5）滾動融霜使得熱泵機組保持連續取熱、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：

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%，乏風凝結水汽量4.26t/h；

乏風水汽能取熱：48臺乏風水汽能取熱箱，總取熱量6.24MW，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。

項目運行節能效果：每年節省運行費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煤礦分布式供熱，已在中國煤礦行業迅速產生重大影響，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；該成套技術已在利用乏風熱泵加熱井口空氣的煤礦行業細分市場成功獲得45%的市場占有率，并居于世界領先地位和國內壟斷地位。