0引言
煤矿企业广泛使用蒸汽供暖系统用于冬季取暖、工业生产和生活热水供应，蒸汽供暖系统主要由燃煤锅炉、蒸汽管道、散热器和冷凝水回收系统组成。然而，燃煤锅炉存在高能耗和污染排放问题，对环境和运营成本造成压力。随着能源价格上涨和环保法规趋严，煤矿企业亟需通过节能降耗技术降低能耗，实现可持续发展。
1燃煤锅炉蒸汽供暖系统
燃煤锅炉是蒸汽供暖系统的核心设备，通过燃烧煤炭产生高温热能，在燃烧室内燃烧后加热锅炉内的水。送风系统提供必要的氧气，确保燃煤充分燃烧，同时除尘系统处理产生的烟尘，减少环境污染。蒸汽通过主蒸汽管道和分支管道输送到各供暖区域，管道通常采用保温材料包裹，减少热损失，阀门和控制装置调节蒸汽流量和压力。散热器将蒸汽热量传递给周围空气，提高室内温度，而热交换器则将热能传递给水或其他介质，提供热水或工艺热能。末端控制设备如温控阀和恒温器确保温度稳定。冷凝水在散热过程中冷凝成水，通过冷凝水回收管道和冷凝水泵输送回锅炉，热能回收装置提取余热用于预热锅炉进水，水处理设备则净化回收的冷凝水，确保水质。
2蒸汽供暖系统存在的能耗问题
当前燃煤锅炉蒸汽供暖系统存在的能耗问题主要有：1）锅炉效率低下，燃煤锅炉效率低，因燃烧不完全、设计落后、操作不当和维护不善导致能源浪费；
2）蒸汽管道热损失，蒸汽管道因保温效果差、布局不合理、表面受损等问题，导致热损失和能耗增加；3）散热器及终端设备效率问题，散热器老化、设计不合理、控制系统不完善，导致热能利用率低和能耗增加；4）冷凝水回收利用不足，冷凝水回收系统不健全、设备效率低、管道保温不良，导致水资源和热能浪费；5）管道泄漏及维护不当，管道泄漏和维护不当，因密封不良、腐蚀磨损，增加了能耗和泄漏风险。
3节能降耗技术在蒸汽供暖系统中的应用
燃煤锅炉蒸汽供暖系统中的节能降耗技术主要有锅炉燃烧优化技术、蒸汽管网优化技术、余热回收技术、散热器和终端设备的改进、智能监控与管理系统。
3.1锅炉燃烧优化技术
锅炉燃烧优化技术主要为先进燃烧控制技术。先进燃烧控制技术包括自动控制系统、空气分级燃烧、低氮燃烧技术、烟气再循环技术和分级燃烧技术。通过自动控制系统实时监测并调节锅炉运行参数，确保最佳燃烧状态；空气分级燃烧优化空气与燃料的混合比例，提高燃烧效率，减少有害成分；低氮燃烧技术通过改进燃烧器设计和控制燃烧温度，减少氮氧化物排放；烟气再循环技术将部分烟气重新引入燃烧室，降低燃烧温度，减少氮氧化物生成，提高燃料利用率；分级燃烧技术分阶段添加燃料和空气，优化燃烧过程，减少未燃尽物质和有害气体排放。
3.2蒸汽管网优化技术
1）管道保温和维护。管道保温和维护包括采用高效保温材料、优化保温层厚度、表面防腐处理、定期检查维护以及接头特殊处理。使用高效、耐久的保温材料，覆盖蒸汽管道以减少热损失；根据管道直径和蒸汽温度合理设计保温层厚度，兼顾成本和效果；进行管道表面防腐处理，延长使用寿命；定期检查和维护保温层，及时修复破损或老化部分；对接头部位进行特殊处理，采用耐高温、抗老化的密封材料，防止热量散失。
2）蒸汽泄漏检测与修复。蒸汽泄漏检测与修复包括常规检查、超声波检测、红外热成像、在线监测、快速修复和管道更换。定期检查蒸汽管网易泄漏部位，利用超声波和红外热成像技术准确定位泄漏点，并通过在线监测实时监控管道压力、温度和流量。针对泄漏问题，采用金属补焊、聚合物修复和密封剂填充等快速修复技术。对于老化严重的管道，及时更换或升级为耐高温、高压、耐腐蚀的新型管材，提高管网安全性和稳定性。
3.3余热回收技术
1）冷凝水余热回收。冷凝水余热回收包括建立完善的回收系统、应用高效热交换器、引入自动控制系统、优化冷凝水泵以及配置水处理设备。将蒸汽冷凝水通过管道回收至锅炉或预热系统，减少水资源浪费；使用高效热交换器将冷凝水余热用于预热锅炉给水，提高热效率；通过自动控制系统根据冷凝水温度和流量调节热交换器，确保最佳回收效果；选用高效低能耗的冷凝水泵，减少回收过程中的能耗；配置水处理设备，净化回收的冷凝水，防止杂质和水垢对锅炉设备的腐蚀和结垢。
2）烟气余热回收。烟气余热回收包括安装烟气热交换器、空气预热器、烟气冷凝回收、烟气再循环技术和余热锅炉。通过烟气热交换器，将锅炉高温烟气的热量传递给锅炉进水或空气，降低烟气温度，提高热能利用率；利用空气预热器预热进入锅炉的燃烧空气，提高燃烧效率，减少燃料消耗；冷却烟气至露点以下回收潜热，通过热交换器将冷凝热传递给锅炉给水；部分低温烟气再循环进入燃烧室，与新鲜空气混合进行二次燃烧，减少排烟损失和污染物排放；在高温烟气出口安装余热锅炉，用于生产蒸汽或热水，进一步回收烟气中的热能。
3.4散热器的改进
高效散热器的应用。高效散热器的应用包括使用新型材料、优化设计、纳米涂层技术、模块化散热器和高效辐射散热器。采用导热性能更好的铜铝复合材料或不锈钢，提高散热效率；增加散热片和表面积，优化气流通道，提升热交换效率；应用纳米涂层减少氧化和污垢堆积，延长使用寿命；开发模块化散热器系统，灵活配置以优化热能分配。
3.5智能监控与管理系统
1）能耗监测与管理平台。能耗监测与管理平台通过部署先进传感器和计量设备，实时采集蒸汽供暖系统的能耗数据，包括锅炉燃料消耗、蒸汽流量、温度和压力。利用物联网技术将数据传输到中央服务器，实现实时上传和远程访问。大数据分析和可视化技术用于实时分析能耗数据，生成报告和评估图表，帮助管理人员了解系统运行状况和能耗趋势。平台还通过建立能耗模型和阈值，实时监控能耗异常，提供预警信息，并通过故障诊断算法快速定位和分析故障。历史数据存储系统保存能耗数据和运行记录，支持数据回溯和历史对比分析，为系统优化和节能改造提供数据支持。
2）智能控制系统的应用。智能控制系统应用包括自动化控制、智能温控、自学习算法、远程监控、智能调度和节能策略库。通过PLC和DCS，实现锅炉、蒸汽管道和终端设备的自动化控制，优化供热参数，提高运行效率；智能温控系统根据温度变化和用户需求自动调节供暖输出，减少能源浪费；自学习算法不断调整控制策略，确保系统在不同工况下保持最佳状态；远程监控技术允许管理人员实时监控和操作系统，提高管理效率；智能调度算法优化锅炉启动和停机顺序，合理分配蒸汽流量，减少能耗差异；节能策略库收集各类节能控制策略，根据实际工况自动选择最优方案。
4结语
本研究分析了煤矿企业蒸汽供暖系统的能耗问题，并提出了相应的节能降耗技术，包括锅炉燃烧优化、蒸汽管网优化、余热回收、高效散热器应用和智能控制系统。这些技术在实际应用中证明能够显著提高系统能效，减少能源消耗和污染排放。通过优化燃料预处理、改进燃烧控制、加强管道保温、检测和修复泄漏，以及智能化管理，蒸汽供暖系统的整体能效得到了显著提升。节能技术不仅有助于降低运营成本，还能满足环保法规要求，提升企业的环境形象和竞争力。
参考文献
[1]陈卓,秦其昌,姚爱国,等.基于5G通信技术的供暖系统智能化控制研究与应用[J].有色冶金节能,2022,38(01):49-51+55.
[2]赵艳珍.乏风热泵节能技术在矿井供暖系统中的应用分析[J].能源与节能,2020,(01):77-78.
作者简历：崔富青（1987•03——），男，山西朔州人，2007年7月毕业于山西大学工程学院，建筑环境与设备工程专业，现就职于中煤平朔集团有限公司动力保障公司。