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在煤炭开采过程中，矿井乏风（即回风井排出的低浓度瓦斯尾气）长期被视为 “无用排放”—— 其风量巨大（单座矿井日均排风量可达百万立方米级）、温度稳定（受地热影响常年维持在 15-25℃），却因热能分散、含尘含湿等特性被白白浪费。而矿井乏风余热回收技术的突破，正将这一 “放散资源” 转化为覆盖矿山生产生活的 “绿色能源”，既破解了传统供暖高能耗难题，又为深井降温提供了新方案，成为矿山低碳转型的关键抓手。​ 一、技术原理：低品位热能的 “捕获与升级”​ 矿井乏风余热回收的核心是通过热泵技术实现低品位热能的高效提升，其工作逻辑基于 “逆卡诺循环”，具体过程可分为三步：​ 热能捕获：利用翅片式换热器与乏风直接接触，通过环保冷媒（如 R410a，臭氧层破坏系数为 0）的相变吸收空气中的热量，即使在 - 35℃的低环温下，也能通过低温喷气增焓技术实现高效取热。部分系统采用喷淋式换热设计，在回收热量的同时还能净化乏风中的粉尘，降低主扇噪音近 30dB。​ 能量升级：通过压缩机消耗 1 份电能，将捕获的 4 份乏风热能升级为高品位热能，使水温提升至 45℃以上，满足采暖、热水等需求。这种 “1:4” 的能效比远超电采暖（1:1），运行成本仅为燃气锅炉的 1/3、电锅炉的 1/5。​ 智能配送：借助物联网监控平台，将升级后的热能定向输送至用热终端，冬季可用于井口防冻、建筑采暖，夏季则可将富余制冷量转化为 7-14℃冷水，通过闭环循环为井下工作面降温，实现 “一机双效”。 二、应用价值：经济、安全与环保的三重收益​ 经济效益显著：单座中型矿井的余热回收系统每年可回收热能约 5.76×10⁴吉焦，相当于节省标准煤近 2000 吨。西卓煤矿项目投用三年累计节约标准煤 1 万吨，年运行费用仅 568 万元，预计 3-5 年即可收回投资。对北方矿山而言，仅井口防冻一项就能替代传统燃煤锅炉，每年减少燃料支出数百万元。​ 安全保障升级：传统井口防冻采用燃煤锅炉，存在一氧化碳泄漏、火灾等风险，而乏风余热回收系统无明火作业，从根本上消除安全隐患。同时，夏季将回收系统产生的冷量输送至井下，可将工作面温度控制在 26℃以下，彻底解决深井高温热害问题，改善作业环境。​ 环保效益突出：替代燃煤供暖后，可大幅削减污染物排放。西卓煤矿项目每年减少二氧化碳排放 7360 吨、二氧化硫 31.58 吨、氮氧化物 27.5 吨，相当于种植 4 万余棵树。系统采用环保冷媒，无臭氧层破坏风险，完全符合 “双碳” 战略与 “煤改电” 政策要求。 三、运维要点：保障系统长效运行的关键措施​ 定期清洁维护：每季度检查翅片清洗装置运行状况，确保喷嘴无堵塞；每半年拆解换热器，用高压水冲洗内部积尘（压力≤0.3MPa），避免换热效率下降。对高粉尘矿山，需每月监测压差变化，当换热器压损超过 0.1MPa 时立即强制清洗。​ 防爆部件巡检：每月检查隔爆外壳密封面、电缆引入装置，确保无变形、老化；每半年委托专业机构对防爆性能进行检测，重点校验本质安全电路的参数稳定性，避免防爆等级衰减。​ 智能系统校准：每季度通过物联网平台对温度传感器、流量仪表进行校准，确保供回水温度控制偏差不超过 ±2℃；根据季节切换运行模式前，进行 72 小时空载调试，验证模块协同与故障报警功能。​ 备件管理规范：储备核心备件如防爆电磁阀、翅片清洗泵时，需选用原厂配件（如卡林新能源专用清洗模块），避免非防爆备件引发安全事故。建立备件更换档案，记录型号、更换时间及运行效果，便于追溯优化。​ 随着矿山绿色转型的深入推进，矿井乏风余热回收已从 “技术探索” 走向 “规模化应用”。其核心价值不仅在于 “变废为宝” 的节能效益，更在于重构了矿山的能源利用逻辑 —— 通过挖掘内部资源潜力，实现生产与环保的协同发展。对于煤矿企业而言，布局乏风余热回收既是响应政策要求的必然选择，更是降本增效、保障安全的务实之举，为传统矿业的可持续发展注入新动能。