[发明专利]一种基于煤矿余热利用的绿色供热系统

说明书

本发明涉及一种基于煤矿余热利用的绿色供热系统，包括煤矿余热热源单元、热源输配单元、煤矿末端供热单元以及PLC控制单元。本发明依据煤矿现有的余热资源情况，采用高效传热或高效热泵技术，充分开发利用煤矿各种余热资源并形成各种余热热源，节省了大量的一次能源，根据不同的余热热源品味特点，采用串并耦合方式，形成统一的较大温差的热水热源，既能高效利用煤矿低品味余热，又能节省热源输送能耗，以代替煤矿传统燃煤锅炉供热系统，能够为煤矿供热系统提供全新的节能解决方案。

技术领域

本发明涉及煤矿供热领域，特别是涉及一种基于煤矿余热利用的绿色供热系统。

背景技术

我国煤矿用于满足洗浴热水制备、建筑采暖与井口防冻加热等功能要求的供热系统，目前多数采用传统燃煤锅炉供热方式，众所都知，传统燃煤锅炉供热系统存在如下问题：1、大气污染严重；2、燃煤锅炉热效率低，一次能源浪费大；3、工人劳动环境差，劳动强度大；4、燃煤锅炉维护成本高，安全性能差。

而我国煤矿生产生活过程中存在大量各种热品位的余热资源，如：煤矿乏风与煤矿涌水均具有较为稳定可靠的低品味余热资源，是热泵较为理想的取热热源；煤矿空压机与煤矿瓦斯发电机组均具有较稳定可靠的高品味余热资源，可直接采用传热技术利用；煤矿坑口电厂乏汽具有大量的冷凝余热资源，可直接采用高背压技术利用，也可采用水源热泵技术利用。

目前我国多数煤矿一方面采用传统燃煤锅炉供热方式，消耗大量宝贵的一次能源，造成我国大气严重污染，另一面完全忽视身边免费的余热资源，弃之不用，造成大量的资源浪费。

发明内容

本发明的目的是依据煤矿现有的余热资源情况，采用高效传热或高效热泵技术，充分开发利用煤矿各种余热资源并形成各种余热热源，通过各种余热热源串并耦合方式，结合现代控制技术，形成一种基于煤矿余热利用的绿色供热系统，以代替煤矿传统燃煤锅炉供热系统，为煤矿供热系统提供全新的节能解决方案。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于煤矿余热利用的绿色供热系统，包括煤矿余热热源单元、热源输配单元、煤矿末端供热单元以及PLC控制单元，所述煤矿余热热源单元包括通过串并联耦合连接的煤矿乏风余热热泵热源、煤矿涌水余热热泵热源、煤矿压风机余热回收热源、煤矿瓦斯发电余热回收热源、煤矿煤泥烘干余热回收热源、煤矿坑口电厂乏汽余热回收热源、乏汽高背压余热回收热源和/或空气源热泵热源，所述热源输配单元包括与煤矿余热热源单元并联连接的采暖季热水循环泵与非采暖季热水循环泵、用于补水的热水补水泵与补水水箱、与煤矿末端供热单元连接的分路分水器以及分别与煤矿末端供热单元和煤矿余热热源单元相连的分路集水器，所述煤矿末端供热单元包括煤矿洗浴热水制备末端、煤矿进风井口防冻供热末端、煤矿栈桥防冻供热末端、煤矿高大厂房防冻供热末端和/或煤矿建筑采暖末端，PLC控制单元包括中央PLC控制柜以及通过通讯网络分别与所述中央PLC控制柜相连的煤矿余热热源端PLC控制分站、煤矿末端供热端PLC控制分站、热源输配端PLC控制分站。

优选地，所述煤矿乏风余热热泵热源包括依次连通的煤矿回风机、扩散室、乏风热泵机构，所述乏风热泵机构包括设置在扩散室内的乏风热泵取热换热器、与所述乏风热泵取热换热器依次串连的压缩机、热泵冷凝器、膨胀阀；所述煤矿涌水余热热泵热源包括设置在煤矿井下的排水泵、设置在地面的蓄水池、与蓄水池相连的水源侧循环泵以及第一水源热泵机组。

优选地，所述煤矿压风机余热回收热源包括与压风机自带的空冷器并联设置的油-水换热器与空气-水换热器；所述煤矿瓦斯发电余热回收热源包括与瓦斯发电机组上的空冷器并联设置水-水换热器、与所述水-水换热器相连的缸套水内循环泵以及设置在排烟道内的烟气-水换热器；所述煤矿煤泥烘干余热回收热源包括与烘干尾气湿式脱硫脱硝机构相连的浆液循环泵以及与所述浆液循环泵相连的第二水源热泵机组。

优选地，所述煤矿坑口电厂乏汽余热回收热源包括并联设置在电厂凝汽器冷却水回路上的第三水源热泵机组；所述乏汽高背压余热回收热源包括并联设置在电厂凝汽器冷却水回路上的阀门切换机构。