基于梅花井煤礦暖通及燃?xì)忮仩t供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探究

姚輝

（國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)責(zé)任有限公司梅花井煤礦環(huán)保中心，寧夏 靈武 751400）

煤礦暖通和供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，只有做好了煤礦暖通和供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，才能夠確保煤礦行業(yè)的正常發(fā)展，確保煤礦能夠順利、安全的運(yùn)行，提高煤礦行業(yè)發(fā)展效果。

一、項(xiàng)目概況

（一）項(xiàng)目背景

新《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》、《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271—2014）已經(jīng)實(shí)施，目前銀川對(duì)于對(duì)具備拆除條件的20噸以下燃煤采暖小鍋爐實(shí)施拆除；對(duì)檢查過程中存在問題的企業(yè)提出了限期整改要求；對(duì)于已經(jīng)安裝污染防治設(shè)施的燃煤企業(yè)提出要求，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備加強(qiáng)維護(hù)和保養(yǎng)，確保冬季采暖期的大氣污染防治設(shè)施正常高效運(yùn)行，污染物達(dá)標(biāo)排放。同時(shí)集團(tuán)對(duì)10噸以下鍋爐逐步拆除，10噸以上的鍋爐增加脫硫脫硝設(shè)施。

（二）設(shè)計(jì)原則

為貫徹落實(shí)好國家節(jié)能減排政策，使改造項(xiàng)目更好的達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，本次方案設(shè)計(jì)遵循以下原則：

1.采用技術(shù)先進(jìn)、環(huán)保、安全可靠的工藝技術(shù)和設(shè)備，避免對(duì)周邊生態(tài)造成影響。充分發(fā)揮社會(huì)和環(huán)境效益。

2.在設(shè)計(jì)中力求廠區(qū)布置緊湊、環(huán)境優(yōu)雅、建筑美觀，做到與礦山建設(shè)相協(xié)調(diào)，成為經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境三方的良好統(tǒng)一體。

3.項(xiàng)目用房選址要充分考慮礦區(qū)自然條件，因地制宜，創(chuàng)造良好的外部條件，降低后期運(yùn)營成本。

4.實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無人值守，并且確保設(shè)備安全、可靠、平穩(wěn)運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)行集中自動(dòng)化控制。

5.盡可能降低設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用，保證系統(tǒng)的運(yùn)行壽命。

6.項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)應(yīng)該符合國家有關(guān)行業(yè)規(guī)定和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，工程設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行國家相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

二、燃?xì)忮仩t改造方案

（一）熱負(fù)荷分析

主井場地

1.地面建筑與井筒防凍熱負(fù)荷總計(jì)28091.1KW。

采暖為115/70℃熱水采暖。

副井場地

2.地面建筑與井筒防凍熱負(fù)荷總計(jì)7988.7KW。

采暖為80/60℃熱水采暖。

（二）方案確定

鍋爐燃料選用管道天然氣，由寧夏寧東恒瑞燃?xì)庥邢薰咎峁幭膶帠|恒瑞燃?xì)庥邢薰練庠匆灾惺臀鳉鈻|輸長寧7#閥室，燃?xì)獾臀话l(fā)熱量為33.4164MJ/m3、高位發(fā)熱量為37.0868MJ/m3，7#閥室位于寧東岳家溝。恒瑞燃?xì)夤練庹疚挥趯帠|化工材料園區(qū)3區(qū)。梅花井用氣引自沙竹路閥井，經(jīng)靈新煤礦后至設(shè)備維修中心，燃?xì)夤艿廊L約1公里。閥井至鍋爐燃燒器天然氣管道，及其附屬設(shè)施如調(diào)壓撬、流量計(jì)、配套閥門等均由寧東恒瑞燃?xì)庥邢薰就顿Y建設(shè)并管理。

選用管道天然氣有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.安全：天然氣的氣體密度是空氣密度的二分之一，比空氣輕，極易揮發(fā)，不易爆炸，天然氣中所含的甲烷、乙烷、丙烷等本身是無毒性的。

2.環(huán)保：天然氣的98%成分是甲烷，在完全燃燒時(shí)只產(chǎn)生少量二氧化碳與水蒸氣。天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)、清潔性、高效的綠色能源，是國家能源政策推廣和普及的能源。

3.經(jīng)濟(jì)：管道及調(diào)壓撬全部由天然氣公司投資、管理，只收取天然氣費(fèi)用（天然氣費(fèi)用由國家統(tǒng)一調(diào)價(jià)）。

（1）鍋爐選型

天然氣主要成分為甲烷，因燃料為碳?xì)浠衔铮暑w粒物、SOx、NOx含量都遠(yuǎn)小于燃煤鍋爐低，在燃燒完全的情況下幾乎不含顆粒物；燃料中的硫化物轉(zhuǎn)化為SO2，天然氣中硫化物含量極少，故轉(zhuǎn)化為SO2的排放量亦極少。因此顆粒物和SO2排放量滿足環(huán)保要求。

（三）施工措施

冬季采暖期間施工，鍋爐間內(nèi)燃煤鍋爐運(yùn)行期間安裝燃?xì)忮仩t，考慮安全措施，在燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t之間設(shè)臨時(shí)隔墻，臨時(shí)隔墻滿足二級(jí)防火要求，采用粉煤灰硅酸鹽砌塊墻，厚度200mm，配合采用鋼筋混凝土梁、柱，保證墻體強(qiáng)度。臨時(shí)墻在鍋爐安裝、調(diào)試、運(yùn)行后拆除，恢復(fù)原狀。

三、電氣及自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）工藝改造方案

主工廣鍋爐房內(nèi)拆除2臺(tái)20t鍋爐本體及配套鼓引風(fēng)機(jī)、1臺(tái)10t鍋爐本體及配套鼓引風(fēng)機(jī)。新增2臺(tái)20t燃?xì)庹羝仩t，配鼓風(fēng)機(jī)P=40kW/臺(tái)。副立井鍋爐房內(nèi)拆除1臺(tái)6t鍋爐本體及配套鼓引風(fēng)機(jī)，新增4臺(tái)2.8MW燃?xì)鉄崴仩t，配鼓風(fēng)機(jī)P=9kW/臺(tái)，配套一次網(wǎng)循環(huán)泵及二次網(wǎng)循環(huán)泵等。根據(jù)工藝專業(yè)提出的改造方案，拆除鼓引風(fēng)機(jī)的用電負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于新增燃?xì)忮仩t的用電負(fù)荷，因此本次設(shè)計(jì)中鍋爐房的原有配電系統(tǒng)中的進(jìn)線柜及聯(lián)絡(luò)柜均不作變動(dòng)，維持原配電系統(tǒng)。

鍋爐房內(nèi)設(shè)有低壓配電室及控制室，根據(jù)工藝專業(yè)提供的相應(yīng)設(shè)備在原有配電系統(tǒng)上進(jìn)行配電改造。

（二）電氣方案設(shè)計(jì)

1.負(fù)荷等級(jí)

根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第11.3.1條相關(guān)規(guī)定（即“單臺(tái)蒸發(fā)量為4t/h以上的鍋爐”），本設(shè)計(jì)中鍋爐房用電負(fù)荷等級(jí)為二級(jí)。

2.供電回路及電壓等級(jí)的確定

梅花井煤礦主工廣鍋爐房及副立井鍋爐房內(nèi)均已有低壓配電室，本次設(shè)計(jì)電源及電源及進(jìn)線均遵從原有設(shè)計(jì)，不作變動(dòng)； 鍋爐房內(nèi)用電設(shè)備電壓等級(jí)為0.4kV。

3.低壓供電系統(tǒng)接線形式及運(yùn)行方式

工藝改造方案：主工廣鍋爐房內(nèi)拆除2臺(tái)20t鍋爐本體及配套鼓引風(fēng)機(jī)、1臺(tái)10t鍋爐本體及配套鼓引風(fēng)機(jī)。新增2臺(tái)20t燃?xì)庹羝仩t，配鼓風(fēng)機(jī)P=40kW/臺(tái)。副立井鍋爐房內(nèi)拆除1臺(tái)6t鍋爐本體及配套鼓引風(fēng)機(jī)，新增4臺(tái)2.8MW燃?xì)鉄崴仩t，配鼓風(fēng)機(jī)P=9kW/臺(tái)，配套一次網(wǎng)循環(huán)泵及二次網(wǎng)循環(huán)泵等。根據(jù)工藝專業(yè)提出的改造方案，拆除鼓引風(fēng)機(jī)的用電負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于新增燃?xì)忮仩t的用電負(fù)荷，因此本次設(shè)計(jì)中鍋爐房的原有配電系統(tǒng)中的進(jìn)線柜及聯(lián)絡(luò)柜均不作變動(dòng)，維持原配電系統(tǒng)。

鍋爐房內(nèi)設(shè)有低壓配電室及控制室，根據(jù)工藝專業(yè)提供的相應(yīng)設(shè)備在原有配電系統(tǒng)上進(jìn)行配電改造。

四、結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)階段，環(huán)境問題是發(fā)展的主要問題，已經(jīng)引起社會(huì)的廣泛關(guān)注，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展是目前社會(huì)首要解決的問題。建筑是人造的環(huán)境，要保持與自然生態(tài)的和諧發(fā)展，并且也要適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的變化，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)良好的居住建筑環(huán)境。