在全球環保意識不斷增強,可持續發展理念深入人心的大背景下,礦山行業正面臨著前所未有的轉型壓力。礦用井口熱風設備作為保障礦井冬季安全生產的關鍵裝備,其環保轉型之路在一系列政策的驅動下,正穩步向前推進。
近年來,各國政府紛紛出臺嚴苛的環保法規與政策,旨在減少工業生產中的污染物排放,推動各行業向綠色、低碳方向發展。礦山行業作為能源消耗和污染物排放的重點領域,首當其沖。以我國為例,自 “藍天保衛戰” 打響以來,相繼發布了多項針對礦山企業的環保政策。明確規定了礦山企業在大氣污染物排放方面的嚴格指標,對傳統燃煤熱風設備的使用進行了諸多限制。如限制高硫、高揮發分煤炭的使用,提高燃煤鍋爐的排放標準,要求企業安裝高效的脫硫、脫硝和除塵設備等。這一系列政策的出臺,使得依賴傳統燃煤熱風設備的礦山企業面臨著巨大的合規壓力。若不及時對井口熱風設備進行環保升級改造,企業將面臨高額罰款、限產甚至停產整頓的風險。
不僅如此,隨著 “雙碳” 目標的提出,礦山企業在降低碳排放方面的責任更加重大。傳統的燃煤熱風設備燃燒過程中會釋放大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物,對環境造成嚴重破壞。據相關統計數據顯示,一座中等規模的礦山,若采用傳統燃煤熱風設備,每年因燃燒煤炭產生的二氧化碳排放量可達數千噸,二氧化硫排放量可達數十噸。在政策的高壓下,礦山企業急需尋求更加環保、高效的井口熱風設備解決方案,以實現自身的可持續發展。
面對政策驅動下的環保轉型需求,市場上涌現出了一批新型的礦用井口熱風設備,為礦山企業提供了更多選擇。
空氣源熱泵作為一種高效、環保的供熱設備,近年來在礦用井口熱風領域逐漸嶄露頭角。其工作原理是通過少量的電能驅動壓縮機,從空氣中吸收熱量,并將其傳遞給循環水或空氣,從而實現加熱的目的。與傳統的燃煤熱風設備相比,空氣源熱泵具有顯著的節能優勢。據實際應用案例統計,在同等供熱需求下,空氣源熱泵的能耗僅為燃煤熱風設備的 30% - 50%。這不僅大大降低了礦山企業的能源成本,還減少了因能源消耗產生的污染物排放。例如,山西某煤礦在進行井口熱風設備改造時,采用了華天成空氣源熱泵系統。共安裝了 66 臺 WBC - 170.0H - A - S (VE - L1) 采暖機組以及 6 臺 WBC - 170.0H - A - S (VL - H2) 煤礦熱風機組,覆蓋了廠房生產車間、辦公樓等區域以及井口。改造后,該煤礦的供暖效率顯著提升,能耗大幅降低,同時減少了大量的二氧化碳、二氧化硫等污染物排放,為企業的綠色轉型樹立了典范。
電加熱式礦用井口熱風設備也是環保轉型中的重要選擇之一。這類設備利用電能轉化為熱能,對空氣進行加熱,具有清潔、無污染、控溫精準等優點。隨著電力供應的日益穩定和清潔能源發電占比的不斷提高,電加熱設備的環保優勢愈發明顯。而且,部分先進的電加熱設備還配備了智能控制系統,能夠根據井口環境溫度和實際供熱需求,自動調節加熱功率,實現精準供熱,進一步提高能源利用效率。不過,電加熱設備的能耗相對較高,運行成本可能成為一些礦山企業的顧慮。為解決這一問題,一些企業開始探索利用谷電時段進行加熱,通過合理的用電策略降低運行成本。例如,陜西榆林某煤礦在冬季采用電采暖方式,安裝了 3 臺變頻電磁熱風機用于礦井防凍和取暖。這些電磁熱風機熱風溫度可達 300 度,熱風量 10 萬立方米每小時,取代了原來的燃煤鍋爐,實現了清潔取暖,滿足了環保要求。同時,該煤礦通過與電力部門協商,利用谷電優惠政策,有效降低了用電成本。
礦井乏風是指煤礦開采過程中從井下排出的含有少量瓦斯的空氣,長期以來,礦井乏風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,還對環境產生了一定影響。而乏風熱泵的出現,為礦井乏風的資源化利用提供了有效途徑。乏風熱泵利用礦井排出的低溫乏風作為熱源,通過特殊的熱泵循環系統將其中的低品位熱能提取出來,并轉化為可供利用的高品位熱能,用于井口熱風供應。這種設備既實現了能源的梯級利用,又減少了對外部能源的依賴,具有顯著的節能和環保效益。以鄂爾多斯布爾臺煤礦為例,該礦的松定霍洛風井原本采用 3 臺 8t/h 燃煤熱風爐為進風井口防凍供暖,每年采暖天數 168 天,消耗煤約 3200 噸。通過采用低溫熱管換熱回收技術和一套 plc 智能自動化控制系統,回收礦井乏風中的低溫熱能,同時利用風井場地內空氣壓縮機低溫余熱熱源,成功替代了燃煤熱風爐。改造后,該項目每年可節能量 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,取得了良好的節能減排效果。
盡管新型環保礦用井口熱風設備具有諸多優勢,但礦山企業在進行環保轉型過程中仍面臨著一系列挑戰。
新型環保設備的采購、安裝和調試費用往往較高,對于一些資金緊張的礦山企業來說,是一筆不小的開支。例如,一套大型的空氣源熱泵系統,其采購成本可能在數十萬元甚至上百萬元,加上安裝調試費用,總成本可能會更高。相比之下,傳統燃煤熱風設備的初始投資成本相對較低。這使得一些企業在面對環保轉型時,存在一定的經濟壓力,甚至產生觀望態度。
為應對這一挑戰,政府部門可以通過出臺補貼政策、設立專項扶持資金等方式,鼓勵礦山企業進行環保設備改造。同時,金融機構也可提供低息貸款、融資租賃等金融服務,幫助企業緩解資金壓力。例如,部分地區政府對采用環保型礦用井口熱風設備的企業給予設備采購金額 10% - 30% 的補貼,大大降低了企業的轉型成本。此外,企業自身也應充分認識到環保轉型的長期效益,從長遠發展的角度出發,合理安排資金,積極推進設備改造。
不同礦山的地質條件、氣候環境、生產規模等存在差異,對井口熱風設備的技術要求也不盡相同。一些新型環保設備在某些礦山可能無法完全適應其特殊需求,導致設備運行不穩定、供熱效果不佳等問題。例如,在一些高海拔、寒冷地區的礦山,空氣源熱泵的制熱效率可能會受到低溫環境的影響而下降;而在一些瓦斯含量較高的礦井,乏風熱泵的應用則需要更加嚴格的安全防護措施和技術保障。
針對技術適配性問題,設備制造商應加強與礦山企業的溝通與合作,深入了解礦山的實際需求,開展定制化研發和技術服務。同時,加大研發投入,不斷優化設備性能,提高設備對不同工況的適應能力。例如,一些設備制造商針對高海拔、寒冷地區的礦山,研發出了具有低溫制熱補償功能的空氣源熱泵,有效提高了設備在低溫環境下的制熱效率;對于瓦斯含量較高的礦井,通過采用特殊的防爆設計、安全監測系統等,確保乏風熱泵的安全穩定運行。
新型環保設備的技術相對復雜,對運維人員的專業素質要求較高。礦山企業現有的運維人員可能對這些設備的工作原理、操作方法和維護要點缺乏足夠的了解,導致設備在運行過程中出現故障時無法及時排除,影響生產正常進行。例如,電加熱設備的智能控制系統出現故障時,若運維人員不熟悉相關技術,可能難以快速定位和解決問題。
為解決運維管理難題,企業應加強對運維人員的培訓,邀請設備制造商的技術人員進行專業培訓,提高運維人員的技術水平和操作技能。同時,建立完善的設備運維管理制度,制定詳細的操作規程和維護計劃,定期對設備進行檢查、保養和維護。此外,利用物聯網、大數據等技術,實現設備的遠程監控和智能運維,及時掌握設備運行狀態,提前預警故障隱患,提高運維管理的效率和可靠性。
在政策的持續驅動下,礦用井口熱風設備的環保轉型已成為不可逆轉的趨勢。隨著技術的不斷進步和市場的逐步成熟,新型環保設備的性能將不斷優化,成本將逐漸降低,應用范圍也將進一步擴大。未來,我們有望看到更多高效、環保、智能的礦用井口熱風設備投入使用,為礦山行業的綠色發展提供堅實保障。同時,礦山企業也應積極順應這一趨勢,加快環保轉型步伐,在實現自身可持續發展的同時,為保護生態環境做出積極貢獻。在這場環保轉型的浪潮中,政策、技術、企業三方協同發力,將共同推動礦用井口熱風設備行業邁向更加綠色、美好的未來。