盛夏时节，陕西陕煤澄合矿业西卓煤矿的井下工作面呈现出一派颠覆传统认知的景象，温度计上25℃的舒适读数，彻底改写了人们对矿井高温热害的固有印象。而在寒冬腊月，当凛冽的寒风卷着雪花掠过黄土高原，整个矿区却透着融融的暖意，这背后正是中国煤科北京华宇创新研发的矿井余热转化系统在高效运转。作为国内首个冬季供暖与井下降温一体化绿色低碳项目，该EPC总承包工程已稳定运行三年。
“曾经被白白排放的矿井余热，如今已成为覆盖全矿生产生活的‘绿色能量源’。”在中央控制室的显示屏前，项目技术负责人郑利国自豪地介绍。这套创新系统不仅实现了“冬季供暖不烧煤”，更让“盛夏井下凉爽如春”成为现实。通过破解传统供暖高能耗与深井降温的技术瓶颈，为双碳目标下的能源行业转型提供了可复制的“华宇方案”。
变废为宝：五类余热资源构建清洁供能网络
“煤矿生产堪称‘天然能量库’，关键在于把散落在各处的余热‘吃干榨净’。”郑利国在系统构架图上勾勒出五大核心系统：矿井回风余热利用系统如同“乏风热能捕集器”，每年供暖季可回收热能约57600吉焦，相当于节省标准煤近2000吨；矿井排水余热利用系统则化身“地热能提取站”，从井下水中提取恒温地热能；空压机余热利用系统精准捕获设备运行废热，转化为稳定的供暖能量；辅以太阳能与空气能热泵复合系统、地面集中制冷及矿井降温系统，共同构建起覆盖全矿生产生活的清洁能源供应网络。
“光有回收系统还不够，更需要智能中枢的精准调控。”郑利国进一步解释，这套系统配备自主研发的“能量管家”智能平台，能根据季节负荷自动切换运行模式：冬季满负荷运转时，可满足全矿建筑采暖及井筒防冻需求；夏季则将富余制冷量定向输送至井下，通过闭环冷水循环将工作面温度严格控制在26℃以下。
“现在，我们彻底告别了高温作业环境，在井下作业就像在恒温车间工作一样舒适。”西卓煤矿综采一队队长王刘刚说。
集约高效：一机双效破解煤矿能耗困局
在改造复用的原燃煤锅炉房内，十台热泵机组正有序运转。“项目最巧妙的设计，是将井下降温与余热回收耦合。”项目经理张文治介绍。传统高温矿井需单独建设制冷系统，而该项目利用余热回收热泵机组在夏季产生的大量富余制冷量，直接满足井下降温需求，避免了设备重复投资。“通过智能化控制，一套设备既能在冬季产出45℃以上热水供暖，又能在夏季制取7-14℃冷水供冷，此一项技术就能节省设备投资约2000余万元。”
在系统建设中，设计团队坚持“一举多得”的设计理念，充分利用原有建筑结构，将二层锅炉基础改造为设备平台布置热泵机组，大幅减少了拆改工程量；采用喷淋式矿井回风换热器，在回收热量的同时还能净化空气中的粉尘，减少空气污染，并降低主扇噪音近30dB。“烟囱拆了，天变蓝了，现在矿区的空气比城里还清净！”家住矿旁的村民望着窗外嬉闹的飞鸟笑道。从燃煤锅炉到热泵机组，从粉尘弥漫到鸟语花香，北京华宇在西卓煤矿的“变废为宝”实践，生动诠释了煤炭行业绿色转型的民生温度。
绿色答卷：节能减排树立低碳转型标杆
数据显示，该项目自2022年投用以来，已累计节约标准煤10000余吨。其中2023-2024年供暖季，系统用电量757万千瓦时，折合标准煤930吨，相较传统燃煤锅炉减少二氧化碳排放7360吨、二氧化硫31.58吨、氮氧化物27.5吨。在经济效益方面，项目年运行费用约568万元，仅为燃气锅炉的1/3、电锅炉的1/5，预计3至5年即可收回投资成本。
“这个项目不仅改变了煤矿‘傻大黑粗’的旧印象，更提供了一种可复制的绿色发展模式，通过余热回收与智能调控的深度融合，该项目实现了环境效益与经济效益的双赢。”陕煤集团澄合矿业机电动力部副部长李海川表示。
展望未来，中国煤科北京华宇将继续深化余热利用技术创新，着力构建绿色低碳、生态环保的长效发展机制，为推动煤炭行业绿色转型与可持续发展注入强劲动能。
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