第十六章 节能减排.docx

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第十六章节能减排

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第一节项目能源消耗

加强节能工作是深入贯彻科学发展观，落实节约资源基本国策、建设节约型和谐社会的一项重要措施，也是国民经济和社会发展一项长远战略方针和紧迫任务。

河畔煤矿是以生产煤炭能源为主的企业，所属煤矿开采的煤层为侏罗系中统延安组用于动力，气化，低温干馏用煤。

本企业煤炭产业的发展可推动煤炭下游产业结构发展，可大幅度减小煤炭终端消耗，实现煤炭及其深加工与转换的高附加值效益，可又好又快地促进经济社会可持续发展。

为深入贯彻《中华人民共和国节约能源法》、《国务院关于加强节能工作的决定》（国发〔2006〕28号）和《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》（国发〔2007〕15号）、《国家发展改革委关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》（发改投资〔2006〕2787号）、《国家发改委和环保总局关于印发煤炭工业节能减排工作意见和通知》（发改能源〔2007〕1456号）文件精神。

以科学发展观和构建社会主义和谐社会重大战略思想为指导，依靠科学进步，发展循环经济，转变增长方式，坚持开发煤炭与节能并举，坚持应用先进技术与淘汰落后工艺相结合，坚持优化设计与强化管理相结合，坚持清洁生产与资源综合利用相结合，努力实现河畔煤矿的节约发展、安全发展、清洁发展和可持续发展。

一、节能设计依据的法律、法规

1、国务院关于加强节能工作的决定（国发[2006]28号）；

2、中华人民共和国节约能源法（1998年1月1日起实施）；

3、国家发展和改革委员会文件（发改投资（2006）2787号）“关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知”；

4、陕西省发展和改革委员会文件陕发改环资（2007）931号“关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知”；

5、建设部关于发展节能省地型住宅和公共建筑的指导意见（建科[2005]78号）；

6、建设部、国家发展和改革委员会关于加强城市照明管理，促进节约用电工作的意见（建城[2004]204号）；

7、中国煤炭工业协会文件关于转发国家发展和改革委员会等五部委《千家企业节能行动实施方案》暨在全行业开展促进节能活动的通知（中煤协会[2006]63号）；

8、《节能中长期专项规划》发改环资[2004]2505号；

9、重点用能单位节能管理办法（原国家经贸委令第7号）；

10、煤矸石综合利用技术政策要点（国经贸资源[1999]1005号）；

11、国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术（国家发改委2005第65号）；

12、中华人民共和国建设部部长令民用建筑节能管理规定（第76号）；

13、陕西省主要工业产品能耗限额指导目录（陕发改环资[2007]1178号）。

二、节能设计依据的标准、规范

1、公共建筑节能设计标准（GB50189—2005）；

2、工业企业能源管理导则（GB/T15587-1995）；

3、陕西省节能设计导则（2006）；

4、通风机能效限定值及节能平价值（GB19761—2005）；

5、清水离心泵能效限定值及节能平价值（GB19762—2005）；

6、中小型三相异步电动机能效限定值及节能平价值（GB18613—2002）；

7、容积式空气压缩机能效限定值及节能平价值（GB19153—2003）；

8、三相配电变压器能效限定值及节能平价值（GB20052—2006）；

9、民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）JCJ26—95；

10、生活锅炉热效率及热工试验方法（GB/T10820—2002）；

11、建筑照明设计标准（GB50034—2004）；

12、外墙外保温工程技术规范（JGJ144—2004）；

三、矿井能源消耗种类

我国现阶段的能源主要有:

煤炭、原油、天然气、电力、焦炭、煤气、热力、成品油、液化石油气以及生物质能和其他直接或者间接通过加工、转换而取得的有用能资源。

河畔煤矿为井工开采的煤炭企业，根据本矿井煤炭开采和加工工艺与设备，以及生产和生活服务设施的要求及特点，确定本矿井的主要能耗种类为电力、采暖和空气加热的能耗以及成品油的消耗。

四、项目所在地能源供应状况分析

1、电力供应：

本矿双回路电源一路引自神木电力局拧条塔35/10kV变电站。

另一回路引自张家峁110/10kV变电站。

2、成品油供应：

本矿距神木县城约22km，包（头）～神（木）～朔（州）铁路及S204省道从煤矿东部通过，府（谷）～新（街）公路从煤矿北部通过，上述地区经济发达，市场繁荣，柴油、汽油等成品油供应充足，购买方便。

3、热力供应：

本矿井工业场地内建有一座锅炉房，为工业场地建筑物采暖、洗浴和主、副井筒防冻提供热源，矿井热力供应情况良好。

4、煤炭供应：

本矿为煤炭生产企业，煤炭供应自给。

第二节节能措施及评价

煤矿既是能源的生产企业，同时也是耗能大户。

落实节约资源是基本国策，节能优先是基本原则。

无论从整个国民经济发展的需要，还是从提高煤炭企业自身经济效益要求而论，都必须重视节能减排。

煤矿节能主要包括节电、节煤、节水、节汽、节油五个方面。

电能是煤矿消耗的主要能源，节电是降低煤矿总能耗的重要环节和主攻方向；节煤的重点是提高煤炭的回采率和回收率；节水的重点是把矿井井下水资源作为第二水源加大开发利用和重复利用；节约热水的重点是提高供热系统的整体效率，节约自用煤；节油主要是节约各种汽车油耗。

煤矿减排主要是要有对固、液、气体废弃物、共伴生资源和余热等进行综合利用的措施，要有污染治理措施并做到达标排放。

（在本次设计“环境保护”章中已有详述）。

根据煤炭工业下一步节能工作，主要围绕节电、节煤、节热和发展煤炭洗选、煤矸石和煤泥综合利用及煤层气勘探开发的布署，结合河畔煤矿的实际，本设计以节电、节煤、节水、节热为重点，对矿井开拓和掘进、采区布置和采煤方法、矿井主要设备、供配电系统、供水系统、供热系统、提升系统、地面生产系统和建筑节能等方面，采取了一系列措施。

一、矿井开拓与掘进作业节能减排措施

1、优化开拓布置，减少井巷工作量。

矿井为斜井开拓方式，除主、副斜井和斜风井掘进段为穿岩掘进外井下主要巷道基本布置在煤层中。

2、合理确定掘进断面，使掘进作业实现节能和高效。

胶带输送机大巷利用原有4-2煤层胶带机运输大巷刷大后的矩形断面，采用树脂锚杆喷射混凝土支护，必要时挂钢筋网，底板采用混凝土铺底。

辅助运输大巷利用原有4-2煤层胶轮辅运大巷刷大后的矩形断面，树脂锚杆喷射混凝土支护，必要时挂钢筋网，底板采用混凝土铺底。

回风大巷利用原有4-2煤层回风大巷刷大后的矩形断面，采用树脂锚杆喷射混凝土支护，必要时挂钢筋网。

二、采区布置和采煤方法节能减排措施

本设计矿井采煤方法为长壁综采采煤法，工作面采用液压支架支护全部垮落法管理顶板。

优化井下生产系统，实现集中生产。

设计回采工作面采用双向割煤方式，移架采用依次顺序移架的及时支护方式，可以做到既提高矿井产量和生产效率，又提高煤炭资源的回采率和采煤生产的安全保障水平。

矿井采用先进的综合机械化采煤法，其回采率可达到70.6%，相对于周边矿井房柱式采煤法回采率49%，提高了21.6%。

三、矿井主要设备节能减排措施

1、运输设备

（1）大巷胶带输送机采用液力偶合器装置，和减速器装置。

系统简单、可靠，适应环境能力强，投资省。

（2）辅助运输本矿采用无轨胶轮车运输。

无轨胶轮车运输系统运输速度快，单车载重量大，爬坡能力强，连续运输时间长，对煤层辅助运输大巷坡度的起伏变化适应性强，井下巷道无需铺轨，机动灵活，可一机多用，适应多种辅助运输作业需要，可实现从副斜井井底至井下各采掘工作面的直达运输，运输环节少、用人少、效率高、速度快、安全可靠、维护简单。

2、通风设备

矿井通风机为矿井主要设备，功率较大，昼夜连续运转，所消耗电能

在矿井电耗中占很大比重。

为节省能源，设计在选择通风机时，选用两台FBCDZ—10—№24（B）型隔爆对旋轴流通风机，这种通风机是效率高、噪音低、节能效果显著的产品。

风机的选择除考虑初期投资外，对风机节能效果也很重视，设计所选风机叶片采用机翼扭曲型，气动性能好，运行平稳，高效区宽广，叶片角度可任意调节，以适应矿井通风量和负压在不同时期的变化，使通风机的工况尽量靠近矿井通风实际需要的风量、负压，达到降低电耗的目的。

河畔矿井通风机的电耗：

通风容易时期为0.400kW·h/Mm3Pa,通风困难时期为0.377kW·h/Mm3Pa,小于规定的0.440kW·h/Mm3Pa，达到了规定的节能指标。

3、排水设备

（1）矿井排水设备选用我国新开发的矿用耐磨多级离心水泵MD80-45×2型，该水泵过流部件采用合金耐磨材料，各配合表面采取特殊工艺处理，水泵性能范围广，效率高，汽蚀性能好，耐磨损，寿命长，运行平稳可靠。

（2）矿井排水设备选用无缝钢管为排水管，减少摩擦系数，以降低排水管路阻力损失，使管路特性曲线变缓。

（3）合理确定水泵工况点，实现经济运行，避免造成水泵长期处在低效率区工作而浪费能源。

（4）采用无底阀排水，吸水阻力小，可提高吸水高度，提高排水效率。

（5）采用喷射泵，以保证水泵无底阀运行，既减轻工人劳动强度，又可吨水节电5%以上。

（6）考虑到河畔煤矿井下涌水的不均衡性，设计选用3台水泵，在正常涌水量时1台工作，1台备用，1台检修。

最大涌水量时2台工作，以达到节能的目的。

4、压缩空气设备

井下掘进工作面配置设备需压缩空气消耗量28.73m3/min。

计入损失后选用两台单螺杆式压缩机（LG-30/8G型）。

该压缩机噪音低、效率高，其经济性、可靠性和安全性都优于活塞式空气压缩机。

空气压缩机站建在工业场地内，压缩空气主干管沿主斜井井筒敷设，井下干管沿4－2煤层胶带运输大巷架空敷设，在各工作面运输大巷预留管路分支接口。

压风管均采用无缝钢管，管路及管件均做防腐处理，以减少损耗。

四、供配电系统节能措施

1、河畔煤矿10kV输电线路电线均按经济电流密度选择导线截面，使线路运行在经济状态，以降低线路损耗。

2、本矿采用较高等级的井上下供配电电压，减少降压次数。

中央排水泵房、综采工作面等主要耗电场所及单机功率200kW及以上的设备，均采用10kV高压供电。

高低压供配电系统均设于负荷中心，减少输电损失，达到节能效果。

3、合理选择变电所的主变压器容量，选用S9型低损耗节能型产品，采用分列运行方式，保持电力变压器三相负载平衡和合理分配负载及配电半径，减少线网电能损失。

为降低变压器有载损耗，变压器负荷率一般均在73.5%左右。

4、所有变压器的自然功率因素达不到0.966以上时均采用补偿方式，以使功率因素达到0.966。

5、在供配电系统中，选用了先进的真空开关设备，变配电室10kV母线采用电容器集中补偿方式。

计算负荷时，合理选用各种参数，对矿井主要机电设备，均按达产时选用的轴功率和运转时间计算负荷和耗电量。

五、供热系统节能措施

1、本矿工业场地锅炉房内蒸汽锅炉制备的0.30MPa表压的饱和蒸汽，生产系统采暖热媒为蒸汽，生活辅助建筑及浴室灯房等则采用板式换热器将蒸汽热交换成95℃的热水为采暖热媒，分质供暖，更好的节能。

锅炉房内的主机及主要辅机（主风机、引风机、循环水泵及补给水泵电机），均选用节能产品。

每台热水锅炉均配置相适应的除尘器，除尘效率97％。

可保证锅炉排出的大气污染物低于GB13271—2001《锅炉大气污染物排放标准》中Ⅱ时段二级标准。

2、浴室加热：

浴室热水热源来自锅炉房内热水供应换热器制取60℃的热水，送到浴室热水箱与自来水混合到40℃供洗浴。

3、供热管网采用地沟敷设，地沟内管道采用优质保温材料保温，提高输送效率，保温厚度按《民用建筑节能设计标准》（JG26-95）中有关规定设计。

4、在每个用户的入户小井里安装ZBV型数字锁定平衡阀，控制用户用热量，最终达到节能目的。

六、提升设备节能措施

本矿主斜井胶带输送机采用调速型液力耦合器和减速器装置。

该系统简单、可靠，适应环境能力强、省电。

七、地面生产系统节能减排措施

1、主斜井胶带输送机将井下原煤运至地面驱动机房后经胶带输送机转载至筛分车间分选后储存。

地面生产系统简单，工艺布置紧凑，输送长度短，降低了产品运输的动力消耗。

2、变压器选用节能低损耗电力变压器；供电电压高压采用10kV,低压采用380V，减少线路能耗损失；接触器选用节能型设备，照明选用节能灯具并进行集中控制，以节省用电。

3、为减少粉尘（煤尘）排入大气，胶带输送机机头处设置了捕尘防尘装置，胶带走廊采取了封闭措施，在采掘工作面、煤仓、胶带输送机的机头、转载点，均设置喷雾降尘装置，在回风顺槽靠近出口及距工作面50m处，装煤点下风向20m处，胶带输送机巷道、采区回风巷、回风大巷等均应设置风流净化水幕。

减少煤尘污染和排入大气保护环境。

八、地面建筑节能措施

1、尽量使建筑物布置在通风、向阳地段，朝向选择南北向，建筑物的外形不宜较多的凹凸面尽可能减少与外界空气直接接触的表面，减少散热。

2、合理选用建筑材料，墙体采用多孔砖、砌块。

3、选择合理门窗尺寸，防止门窗过大或冷风直吹造成大量热损失，并采用双层密闭窗，获得保温效果。

4、大力发展“节能省地型建筑”推动新建筑节能50%的标准。

5、重视屋面保温设施，屋面采用憎水膨胀珍珠岩保温材料。

厚度不小于150mm。

详见DBJ61－44－2007节能设计标准的四项要求。

九、节油措施

1、地面道路和场地需硬化；井下辅助运输系统中行驶柴油机车的巷道尽可能平直，起伏和坡度不要过大。

以便减少机车和汽车运行的燃油消耗。

2、加强燃油车辆的日常维修，保持油路、气路畅通，燃油燃烧完全和不漏油。

建立维修制度，使各种车辆的工况状态均处于良好的状态下，以降低燃油消耗。

十、其他节能减排措施

1、井下矸石（纯矸和煤矸）尽量不出井，填入废旧巷道或采空区。

矸石出井后要将纯矸石和煤矸分开堆放。

煤矸石应及时供给煤矸石电厂或建材厂综合利用，临时堆存要有防止自燃措施。

2、定期测试提升、运输、通风和排水系统的能耗，达不到有关规定要求的，必须限期进行改造或更新。

3、统筹调度用电负荷，努力做到“避峰填谷”、经济运行（如主排水设施及相关系统运行，尽量实现分时用电“避峰填谷”）。

十一、保障措施

1、煤矿企业必须建立和完善节能减排专职管理、节能计量、环境监测机构，配齐专职工作人员，明确责任和任务，健全节能减排管理制度。

2、煤矿企业要保证节能减排技改资金的投入，拓宽融资渠道，专款专用，大力推进节能技术改造。

3、煤矿企业要按照有关规定，配备计量器具和仪表，建立健全原始记录和统计台帐，并按期报送节能减排统计报表。

4、煤矿企业要建立和完善节能减排奖惩制度。

5、加强节能减排宣传教育，普及节能减排知识，有计划的组织节能减排业务学习和培训，主要耗能设备操作人员须经考试合格，方可上岗。

第三节节水措施及评价

矿井用水按照《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005）以及其它有关的用水量指标进行水量计算。

矿井平均吨煤耗水量为0.461m3/t。

1、为了节约水资源，开源节流，建设生态矿井，供水水源采用分质分量的方式合理解决。

2、在做好矿井涌水的前期探测和提高对矿井水文地质规律认识基础上，设计考虑了开采对地下水的破坏可能，选择合适区域布置采区，减少采煤对地下水的破坏。

在可能破坏地下水的地段，设计选用保护性开采方式。

3、为了充分利用井下排水，尽可能减少地下水的开采，本矿将井下排水（正常涌水量45m3/h,最大涌水量68m3/h）利用全自动煤水处理器经混凝沉淀、气浮、过滤、消毒进行处理后，用于生产、消防、井下消防、井下洒水等。

本矿生活污水处理采用MBR工艺技术，经过消毒使处理后的水质符合各项卫生指标，处理后清水进入中水池做为单身宿舍及办公楼的冲洗厕所及绿化场地用水。

4、水池、水箱、水管上均设置水位控阀与水位报警等装置，以防止水跑、滴、漏发生。

浴室，公寓，办公楼等卫生器具采用节水型产品以达到节约用水目的。

5、设计采用的淋浴器为红外感应式，淋浴器下无人时，淋浴器出水自动停止，洗衣机的漂水考虑复用，可节约用水量50%，大便器水箱一次冲水量≤6L。

第四节减排

一、矿井能源消耗实物量

1、矿井电耗

采取前述节电措施后，矿井全年电能消耗量为：

1796.23×104kW·h；

2、矿井热耗

本矿井全年供热采暖总耗热量为：

6902.20kW。

3、矿井油耗

矿井全年总耗油量为井下辅助运输采用9台胶轮车（每日柴油消耗约108L）和地面10辆汽车的耗油量（鉴于各型汽车每日行驶里程的不确定和不均一性，设计按日耗油量≤100L的最大值估算），全年耗油量68640L。

二、吨煤产品能耗及比较

1、吨煤电耗（kW·h/t）

矿井全年电量总消耗量/矿井年产量

＝1796.23×104/90×104

＝19.96kW•h/t

2、吨煤综合能耗（kgce/t）

综合能耗包括矿井热耗、油耗和电耗，按标准煤折算的能耗。

（1）电耗折算标准煤能耗为：

9.673kgce/t（按《中国煤炭报》2007年11月报，刊载平均每kW·h电需354g煤折算）。

（2）热耗折算标准煤能耗为：

4.332kgce/t（每年冬季耗煤1662.03t标准煤，夏季耗煤286.97t标准煤，全年耗煤共1949t标准煤）。

（3）油耗折算标准煤能耗约为：

0.196kgce/t（按1L油折1.286kg标准煤计）。

本矿吨煤综合能耗＝9.673＋4.332＋0.196

＝14.201kgce/t。

陕西省发改委陕发改环资（2007）1178号文《陕西省主要工业产品能耗限额指导目录》规定：

2010年限额标准原煤生产综合能耗（井工）为20kgce/t，原煤生产电耗（井工）为40kgce/t，河畔煤矿的综合能耗和电耗设计指标均小于上述限额值，符合要求。

第五节节能减排指标综合评价

一、节能效果

1、节约电能

矿井节约电能为：

吨煤电耗降低值（kW·h/t）×矿井年产量（t/a）；

式中：

吨煤电耗降低值—1.79kW·h/t；

矿井年产量—90×104t/a；

即：

1.79×90×104

＝161.1×104kW·h/a。

2、节约水量

矿井节约水量为：

吨煤节约水量（m3/t）×矿井年产量（t/a）；

式中：

吨煤节约水量—0.141m3/t；

矿井年产量—90×104t/a；

即：

0.141×90×104＝12.69×104m3/a。

3、节约热量

矿井节约热量为：

式中：

—矿井总耗热量。

6902.20kW；

tB—室内采暖计算温度综合值，16℃；

tW—室外采暖计算温度综合值，-15℃；

n—日平均温度＜+5℃的天数，n＝144d；

tcp—日平均温度＜+5℃期间的平均温度，-4.5℃；

—标准煤低热发热量，7000kcaL/kg；

φ—节煤百分数，30%；

η—锅炉热效率，0.76；

G—节煤量t标准煤/a。

将上述参数代入公式可得：

煤矿节约热量G＝780.50t标准煤/a。

4、矿井提高煤炭回收率19%，多回收煤炭增量为：

90×104×0.19×0.714＝12.21×104t标准煤/a

式中：

90×104—煤矿年产量，t/a。

0.19—矿井提高回收率19%。

0.714—1t原煤折算0.714t标准煤。

河畔煤矿节能降耗和煤炭资源回收增量汇总表见表16－5－1。

表16－5－1河畔煤矿节能降耗和煤炭资源回收增量汇总表

项目

指标

备注

一、矿井原耗能指标

1、吨煤电耗（kW·h/t）

19.96

2、一个采暖季耗热量（kW）

6902.20

3、生产生活吨煤耗水量（m3/t）

0.384

二、节能降耗单位指标

1、吨煤电耗降低（kW·h/t）、

1.79

2、一个采暖季节能（t标准煤）

415.64

3、生产生活吨煤节约水量（m3/t）

0.141

三、年节能降耗指标

1、电力（kW·h/a）

161.1×104

2、热量（t标准煤/a）

780.50

3、节约水（104m3/a）

12.69

四、多回收煤炭（104t标准煤/a）

12.21

二、节能效益分析及评价

1、河畔煤矿技术改造设计每年可节约电能161.1×104kW·h,工业用电按每kW·h＝0.54元计算，创造的节能价值为87万元。

2、河畔煤矿每年可节约热能780.50t标准煤，折原煤1092.68t，吨煤售价按400元计，创造的节能价值为43.71万元。

3、每年全矿还可节约生产生活用水12.69×104m3，创造的节能价值约为50.76万元。

以上3项节能每年创节能价值约181.47万元。

4、改造矿井开拓布置和采煤方法，每年可多回收煤炭资源12.21×104t标准煤，煤炭资源回收的增量又能为河畔煤矿每年增加几千万元的隐形经济效益。

5、矿井井下水经净化处理后，用于生产、消防、井下消防、井下洒水等，实现了井下水的资源化利用。

生活污水经流离生化技术处理后，主要污染物去除了80～90％，经过消毒使处理后的水质符合各项卫生指标，做为单身宿舍及办公楼的冲洗厕所及绿化场地用水。

锅炉烟气经处理后，烟尘中的TSP和SO2排放量也去除了90％，减少了对环境空气的污染。

三、建议

河畔煤矿设计的能耗指标综合能耗为14.201kgce/t、电耗为33.82kW·h/t，低于陕西省2008年和2010年能耗限额指标（22和20kgce/t、43和40kW·h/t），符合要求。

建议矿方在今后的生产实践中，学习先进单位的经验，进一步改进本矿的节能措施，更好的节约能源，使河畔煤矿的能耗指标进入全省先进水平。

四、结论

河畔煤矿机械化改造项目，符合国家的产业政策和矿区发展规划；项目的节能减排措施切实可行，经济效益明显；对污染物的防治措施可有效的减少污染物的排放量，符合国家的节能减排政策和能耗控制限额指标。

同时，节能减排措施的实施，对矿区的社会和谐和构建资源节约、环境友好型的河畔煤矿也十分有利。