在全球環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng),可持續(xù)發(fā)展理念深入人心的大背景下,礦山行業(yè)正面臨著前所未有的轉(zhuǎn)型壓力。礦用井口熱風(fēng)設(shè)備作為保障礦井冬季安全生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備,其環(huán)保轉(zhuǎn)型之路在一系列政策的驅(qū)動(dòng)下,正穩(wěn)步向前推進(jìn)。
近年來,各國(guó)政府紛紛出臺(tái)嚴(yán)苛的環(huán)保法規(guī)與政策,旨在減少工業(yè)生產(chǎn)中的污染物排放,推動(dòng)各行業(yè)向綠色、低碳方向發(fā)展。礦山行業(yè)作為能源消耗和污染物排放的重點(diǎn)領(lǐng)域,首當(dāng)其沖。以我國(guó)為例,自 “藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)” 打響以來,相繼發(fā)布了多項(xiàng)針對(duì)礦山企業(yè)的環(huán)保政策。明確規(guī)定了礦山企業(yè)在大氣污染物排放方面的嚴(yán)格指標(biāo),對(duì)傳統(tǒng)燃煤熱風(fēng)設(shè)備的使用進(jìn)行了諸多限制。如限制高硫、高揮發(fā)分煤炭的使用,提高燃煤鍋爐的排放標(biāo)準(zhǔn),要求企業(yè)安裝高效的脫硫、脫硝和除塵設(shè)備等。這一系列政策的出臺(tái),使得依賴傳統(tǒng)燃煤熱風(fēng)設(shè)備的礦山企業(yè)面臨著巨大的合規(guī)壓力。若不及時(shí)對(duì)井口熱風(fēng)設(shè)備進(jìn)行環(huán)保升級(jí)改造,企業(yè)將面臨高額罰款、限產(chǎn)甚至停產(chǎn)整頓的風(fēng)險(xiǎn)。
不僅如此,隨著 “雙碳” 目標(biāo)的提出,礦山企業(yè)在降低碳排放方面的責(zé)任更加重大。傳統(tǒng)的燃煤熱風(fēng)設(shè)備燃燒過程中會(huì)釋放大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物,對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,一座中等規(guī)模的礦山,若采用傳統(tǒng)燃煤熱風(fēng)設(shè)備,每年因燃燒煤炭產(chǎn)生的二氧化碳排放量可達(dá)數(shù)千噸,二氧化硫排放量可達(dá)數(shù)十噸。在政策的高壓下,礦山企業(yè)急需尋求更加環(huán)保、高效的井口熱風(fēng)設(shè)備解決方案,以實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展。
面對(duì)政策驅(qū)動(dòng)下的環(huán)保轉(zhuǎn)型需求,市場(chǎng)上涌現(xiàn)出了一批新型的礦用井口熱風(fēng)設(shè)備,為礦山企業(yè)提供了更多選擇。
空氣源熱泵作為一種高效、環(huán)保的供熱設(shè)備,近年來在礦用井口熱風(fēng)領(lǐng)域逐漸嶄露頭角。其工作原理是通過少量的電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī),從空氣中吸收熱量,并將其傳遞給循環(huán)水或空氣,從而實(shí)現(xiàn)加熱的目的。與傳統(tǒng)的燃煤熱風(fēng)設(shè)備相比,空氣源熱泵具有顯著的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。據(jù)實(shí)際應(yīng)用案例統(tǒng)計(jì),在同等供熱需求下,空氣源熱泵的能耗僅為燃煤熱風(fēng)設(shè)備的 30% - 50%。這不僅大大降低了礦山企業(yè)的能源成本,還減少了因能源消耗產(chǎn)生的污染物排放。例如,山西某煤礦在進(jìn)行井口熱風(fēng)設(shè)備改造時(shí),采用了華天成空氣源熱泵系統(tǒng)。共安裝了 66 臺(tái) WBC - 170.0H - A - S (VE - L1) 采暖機(jī)組以及 6 臺(tái) WBC - 170.0H - A - S (VL - H2) 煤礦熱風(fēng)機(jī)組,覆蓋了廠房生產(chǎn)車間、辦公樓等區(qū)域以及井口。改造后,該煤礦的供暖效率顯著提升,能耗大幅降低,同時(shí)減少了大量的二氧化碳、二氧化硫等污染物排放,為企業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型樹立了典范。
電加熱式礦用井口熱風(fēng)設(shè)備也是環(huán)保轉(zhuǎn)型中的重要選擇之一。這類設(shè)備利用電能轉(zhuǎn)化為熱能,對(duì)空氣進(jìn)行加熱,具有清潔、無污染、控溫精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)。隨著電力供應(yīng)的日益穩(wěn)定和清潔能源發(fā)電占比的不斷提高,電加熱設(shè)備的環(huán)保優(yōu)勢(shì)愈發(fā)明顯。而且,部分先進(jìn)的電加熱設(shè)備還配備了智能控制系統(tǒng),能夠根據(jù)井口環(huán)境溫度和實(shí)際供熱需求,自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱功率,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)供熱,進(jìn)一步提高能源利用效率。不過,電加熱設(shè)備的能耗相對(duì)較高,運(yùn)行成本可能成為一些礦山企業(yè)的顧慮。為解決這一問題,一些企業(yè)開始探索利用谷電時(shí)段進(jìn)行加熱,通過合理的用電策略降低運(yùn)行成本。例如,陜西榆林某煤礦在冬季采用電采暖方式,安裝了 3 臺(tái)變頻電磁熱風(fēng)機(jī)用于礦井防凍和取暖。這些電磁熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度可達(dá) 300 度,熱風(fēng)量 10 萬立方米每小時(shí),取代了原來的燃煤鍋爐,實(shí)現(xiàn)了清潔取暖,滿足了環(huán)保要求。同時(shí),該煤礦通過與電力部門協(xié)商,利用谷電優(yōu)惠政策,有效降低了用電成本。
礦井乏風(fēng)是指煤礦開采過程中從井下排出的含有少量瓦斯的空氣,長(zhǎng)期以來,礦井乏風(fēng)一直被視為廢棄物直接排放到大氣中,不僅造成了能源浪費(fèi),還對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了一定影響。而乏風(fēng)熱泵的出現(xiàn),為礦井乏風(fēng)的資源化利用提供了有效途徑。乏風(fēng)熱泵利用礦井排出的低溫乏風(fēng)作為熱源,通過特殊的熱泵循環(huán)系統(tǒng)將其中的低品位熱能提取出來,并轉(zhuǎn)化為可供利用的高品位熱能,用于井口熱風(fēng)供應(yīng)。這種設(shè)備既實(shí)現(xiàn)了能源的梯級(jí)利用,又減少了對(duì)外部能源的依賴,具有顯著的節(jié)能和環(huán)保效益。以鄂爾多斯布爾臺(tái)煤礦為例,該礦的松定霍洛風(fēng)井原本采用 3 臺(tái) 8t/h 燃煤熱風(fēng)爐為進(jìn)風(fēng)井口防凍供暖,每年采暖天數(shù) 168 天,消耗煤約 3200 噸。通過采用低溫?zé)峁軗Q熱回收技術(shù)和一套 plc 智能自動(dòng)化控制系統(tǒng),回收礦井乏風(fēng)中的低溫?zé)崮?,同時(shí)利用風(fēng)井場(chǎng)地內(nèi)空氣壓縮機(jī)低溫余熱熱源,成功替代了燃煤熱風(fēng)爐。改造后,該項(xiàng)目每年可節(jié)能量 3200 噸煤,減少二氧化碳排放量約 6000 噸,二氧化硫排放總量 23 噸,氮氧化物總量 17 噸,粉塵顆粒物總量 25 噸左右,取得了良好的節(jié)能減排效果。
盡管新型環(huán)保礦用井口熱風(fēng)設(shè)備具有諸多優(yōu)勢(shì),但礦山企業(yè)在進(jìn)行環(huán)保轉(zhuǎn)型過程中仍面臨著一系列挑戰(zhàn)。
新型環(huán)保設(shè)備的采購、安裝和調(diào)試費(fèi)用往往較高,對(duì)于一些資金緊張的礦山企業(yè)來說,是一筆不小的開支。例如,一套大型的空氣源熱泵系統(tǒng),其采購成本可能在數(shù)十萬元甚至上百萬元,加上安裝調(diào)試費(fèi)用,總成本可能會(huì)更高。相比之下,傳統(tǒng)燃煤熱風(fēng)設(shè)備的初始投資成本相對(duì)較低。這使得一些企業(yè)在面對(duì)環(huán)保轉(zhuǎn)型時(shí),存在一定的經(jīng)濟(jì)壓力,甚至產(chǎn)生觀望態(tài)度。
為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn),政府部門可以通過出臺(tái)補(bǔ)貼政策、設(shè)立專項(xiàng)扶持資金等方式,鼓勵(lì)礦山企業(yè)進(jìn)行環(huán)保設(shè)備改造。同時(shí),金融機(jī)構(gòu)也可提供低息貸款、融資租賃等金融服務(wù),幫助企業(yè)緩解資金壓力。例如,部分地區(qū)政府對(duì)采用環(huán)保型礦用井口熱風(fēng)設(shè)備的企業(yè)給予設(shè)備采購金額 10% - 30% 的補(bǔ)貼,大大降低了企業(yè)的轉(zhuǎn)型成本。此外,企業(yè)自身也應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到環(huán)保轉(zhuǎn)型的長(zhǎng)期效益,從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度出發(fā),合理安排資金,積極推進(jìn)設(shè)備改造。
不同礦山的地質(zhì)條件、氣候環(huán)境、生產(chǎn)規(guī)模等存在差異,對(duì)井口熱風(fēng)設(shè)備的技術(shù)要求也不盡相同。一些新型環(huán)保設(shè)備在某些礦山可能無法完全適應(yīng)其特殊需求,導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定、供熱效果不佳等問題。例如,在一些高海拔、寒冷地區(qū)的礦山,空氣源熱泵的制熱效率可能會(huì)受到低溫環(huán)境的影響而下降;而在一些瓦斯含量較高的礦井,乏風(fēng)熱泵的應(yīng)用則需要更加嚴(yán)格的安全防護(hù)措施和技術(shù)保障。
針對(duì)技術(shù)適配性問題,設(shè)備制造商應(yīng)加強(qiáng)與礦山企業(yè)的溝通與合作,深入了解礦山的實(shí)際需求,開展定制化研發(fā)和技術(shù)服務(wù)。同時(shí),加大研發(fā)投入,不斷優(yōu)化設(shè)備性能,提高設(shè)備對(duì)不同工況的適應(yīng)能力。例如,一些設(shè)備制造商針對(duì)高海拔、寒冷地區(qū)的礦山,研發(fā)出了具有低溫制熱補(bǔ)償功能的空氣源熱泵,有效提高了設(shè)備在低溫環(huán)境下的制熱效率;對(duì)于瓦斯含量較高的礦井,通過采用特殊的防爆設(shè)計(jì)、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等,確保乏風(fēng)熱泵的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
新型環(huán)保設(shè)備的技術(shù)相對(duì)復(fù)雜,對(duì)運(yùn)維人員的專業(yè)素質(zhì)要求較高。礦山企業(yè)現(xiàn)有的運(yùn)維人員可能對(duì)這些設(shè)備的工作原理、操作方法和維護(hù)要點(diǎn)缺乏足夠的了解,導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)無法及時(shí)排除,影響生產(chǎn)正常進(jìn)行。例如,電加熱設(shè)備的智能控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),若運(yùn)維人員不熟悉相關(guān)技術(shù),可能難以快速定位和解決問題。
為解決運(yùn)維管理難題,企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)運(yùn)維人員的培訓(xùn),邀請(qǐng)?jiān)O(shè)備制造商的技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn),提高運(yùn)維人員的技術(shù)水平和操作技能。同時(shí),建立完善的設(shè)備運(yùn)維管理制度,制定詳細(xì)的操作規(guī)程和維護(hù)計(jì)劃,定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查、保養(yǎng)和維護(hù)。此外,利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能運(yùn)維,及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),提前預(yù)警故障隱患,提高運(yùn)維管理的效率和可靠性。
在政策的持續(xù)驅(qū)動(dòng)下,礦用井口熱風(fēng)設(shè)備的環(huán)保轉(zhuǎn)型已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的逐步成熟,新型環(huán)保設(shè)備的性能將不斷優(yōu)化,成本將逐漸降低,應(yīng)用范圍也將進(jìn)一步擴(kuò)大。未來,我們有望看到更多高效、環(huán)保、智能的礦用井口熱風(fēng)設(shè)備投入使用,為礦山行業(yè)的綠色發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)保障。同時(shí),礦山企業(yè)也應(yīng)積極順應(yīng)這一趨勢(shì),加快環(huán)保轉(zhuǎn)型步伐,在實(shí)現(xiàn)自身可持續(xù)發(fā)展的同時(shí),為保護(hù)生態(tài)環(huán)境做出積極貢獻(xiàn)。在這場(chǎng)環(huán)保轉(zhuǎn)型的浪潮中,政策、技術(shù)、企業(yè)三方協(xié)同發(fā)力,將共同推動(dòng)礦用井口熱風(fēng)設(shè)備行業(yè)邁向更加綠色、美好的未來。