盛夏時節(jié)，陜西陜煤澄合礦業(yè)西卓煤礦的井下工作面呈現(xiàn)出一派顛覆傳統(tǒng)認(rèn)知的景象，溫度計上25℃的舒適讀數(shù)，徹底改寫了人們對礦井高溫?zé)岷Φ墓逃杏∠?。而在寒冬臘月，當(dāng)凜冽的寒風(fēng)卷著雪花掠過黃土高原，整個礦區(qū)卻透著融融的暖意，這背后正是中國煤科北京華宇創(chuàng)新研發(fā)的礦井余熱轉(zhuǎn)化系統(tǒng)在高效運轉(zhuǎn)。作為國內(nèi)首個冬季供暖與井下降溫一體化綠色低碳項目，該EPC總承包工程已穩(wěn)定運行三年。

“曾經(jīng)被白白排放的礦井余熱，如今已成為覆蓋全礦生產(chǎn)生活的‘綠色能量源’。”在中央控制室的顯示屏前，項目技術(shù)負(fù)責(zé)人鄭利國自豪地介紹。這套創(chuàng)新系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了“冬季供暖不燒煤”，更讓“盛夏井下涼爽如春”成為現(xiàn)實。通過破解傳統(tǒng)供暖高能耗與深井降溫的技術(shù)瓶頸，為雙碳目標(biāo)下的能源行業(yè)轉(zhuǎn)型提供了可復(fù)制的“華宇方案”。

變廢為寶：五類余熱資源構(gòu)建清潔供能網(wǎng)絡(luò)

“煤礦生產(chǎn)堪稱‘天然能量庫’，關(guān)鍵在于把散落在各處的余熱‘吃干榨凈’?！编嵗麌谙到y(tǒng)構(gòu)架圖上勾勒出五大核心系統(tǒng)：礦井回風(fēng)余熱利用系統(tǒng)如同“乏風(fēng)熱能捕集器”，每年供暖季可回收熱能約57600吉焦，相當(dāng)于節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤近2000噸；礦井排水余熱利用系統(tǒng)則化身“地?zé)崮芴崛≌尽?，從井下水中提取恒溫地?zé)崮埽豢諌簷C(jī)余熱利用系統(tǒng)精準(zhǔn)捕獲設(shè)備運行廢熱，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的供暖能量；輔以太陽能與空氣能熱泵復(fù)合系統(tǒng)、地面集中制冷及礦井降溫系統(tǒng)，共同構(gòu)建起覆蓋全礦生產(chǎn)生活的清潔能源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。

“光有回收系統(tǒng)還不夠，更需要智能中樞的精準(zhǔn)調(diào)控?！编嵗麌M(jìn)一步解釋，這套系統(tǒng)配備自主研發(fā)的“能量管家”智能平臺，能根據(jù)季節(jié)負(fù)荷自動切換運行模式：冬季滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，可滿足全礦建筑采暖及井筒防凍需求；夏季則將富余制冷量定向輸送至井下，通過閉環(huán)冷水循環(huán)將工作面溫度嚴(yán)格控制在26℃以下。

“現(xiàn)在，我們徹底告別了高溫作業(yè)環(huán)境，在井下作業(yè)就像在恒溫車間工作一樣舒適?！蔽髯棵旱V綜采一隊隊長王劉剛說。

集約高效：一機(jī)雙效破解煤礦能耗困局

在改造復(fù)用的原燃煤鍋爐房內(nèi)，十臺熱泵機(jī)組正有序運轉(zhuǎn)?！绊椖孔钋擅畹脑O(shè)計，是將井下降溫與余熱回收耦合。”項目經(jīng)理張文治介紹。傳統(tǒng)高溫礦井需單獨建設(shè)制冷系統(tǒng)，而該項目利用余熱回收熱泵機(jī)組在夏季產(chǎn)生的大量富余制冷量，直接滿足井下降溫需求，避免了設(shè)備重復(fù)投資。“通過智能化控制，一套設(shè)備既能在冬季產(chǎn)出45℃以上熱水供暖，又能在夏季制取7-14℃冷水供冷，此一項技術(shù)就能節(jié)省設(shè)備投資約2000余萬元?！?/p>

在系統(tǒng)建設(shè)中，設(shè)計團(tuán)隊堅持“一舉多得”的設(shè)計理念，充分利用原有建筑結(jié)構(gòu)，將二層鍋爐基礎(chǔ)改造為設(shè)備平臺布置熱泵機(jī)組，大幅減少了拆改工程量；采用噴淋式礦井回風(fēng)換熱器，在回收熱量的同時還能凈化空氣中的粉塵，減少空氣污染，并降低主扇噪音近30dB?！盁焽璨鹆耍熳兯{(lán)了，現(xiàn)在礦區(qū)的空氣比城里還清凈！”家住礦旁的村民望著窗外嬉鬧的飛鳥笑道。從燃煤鍋爐到熱泵機(jī)組，從粉塵彌漫到鳥語花香，北京華宇在西卓煤礦的“變廢為寶”實踐，生動詮釋了煤炭行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的民生溫度。

綠色答卷：節(jié)能減排樹立低碳轉(zhuǎn)型標(biāo)桿

數(shù)據(jù)顯示，該項目自2022年投用以來，已累計節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤10000余噸。其中2023-2024供暖季，系統(tǒng)用電量757萬千瓦時，折合標(biāo)準(zhǔn)煤930噸，相較傳統(tǒng)燃煤鍋爐減少二氧化碳排放7360噸、二氧化硫31.58噸、氮氧化物27.5噸。在經(jīng)濟(jì)效益方面，項目年運行費用約568萬元，僅為燃?xì)忮仩t的1/3、電鍋爐的1/5，預(yù)計3至5年即可收回投資成本。

“這個項目不僅改變了煤礦‘傻大黑粗’的舊印象，更提供了一種可復(fù)制的綠色發(fā)展模式，通過余熱回收與智能調(diào)控的深度融合，該項目實現(xiàn)了環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏?！标兠杭瘓F(tuán)澄合礦業(yè)機(jī)電動力部副部長李海川表示。

展望未來，中國煤科北京華宇將繼續(xù)深化余熱利用技術(shù)創(chuàng)新，著力構(gòu)建綠色低碳、生態(tài)環(huán)保的長效發(fā)展機(jī)制，為推動煤炭行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展注入強(qiáng)勁動能。