T/AHEMA 21-2022 煤矿企业矿井水、洗浴污水余热利用 技术规范

ICS13.060.30

CCSZ60

团体标准

T/AHEMA21—2022

煤矿企业矿井水、洗浴污水余热利用

技术规范

UtilizationTechnologyofWasteHeatofPitWaterandBathWastewater

inCoalEnterprises

2022-06-01发布2022-06-01实施

安徽省环境检测行业协会  发布

T/AHEMA21—2022

目次

前言.................................................................................III

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4工程可行性评估......................................................................2

5余热利用系统设计参数................................................................3

6余热系统设计........................................................................4

7系统安装............................................................................7

8余热系统验收.......................................................................13

9监控与运行管理.....................................................................18

I

T/AHEMA21—2022

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由安徽华融能源科技有限公司提出。

本文件由安徽省环境检测行业协会归口。

本文件起草单位：安徽华融能源科技有限公司、淮北矿业股份有限公司、淮北矿业股份有限公司杨

柳煤矿、淮北矿业股份有限公司临涣煤矿。

本文件主要起草人：杨舜琪、胡斌、曹金芳、王建文、朱发和、程世国、薛斌、李雷、张勇、张晓

安、廖绍锋、程海峰、谢宝国。

III

T/AHEMA21—2022

煤矿企业矿井水、洗浴污水余热利用技术规范

1范围

本文件适用于煤矿企业新建、扩建和改建时，以矿井水、洗浴污水等原生污水为低温热源，以水或

添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用蒸汽压缩热泵技术进行制冷、供暖和制取生活热水的系统工程设

计、施工及验收。

余热利用系统工程的规划设计需要综合考虑当前的技术和经济条件、建筑用能特点、用热性质和水

质状况，针对系统经济性进行合理设计、规范施工。

为使矿区余热利用在工程设计、施工及验收时，做到技术先进、经济合理、安全可靠，保证工程质

量，避免项目实施过程中的盲目性，促进余热利用技术的良性发展，特制定本文件。

余热利用系统工程的规划、设计、施工及验收，除应符合本文件外，尚应符合国家现行有关法律、

标准和规范的规定。

本文件不适用于以城市供热为目的的余热回收系统设计。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB1576锅炉工业水质

GB4272设备及管道绝热技术通则

GB5749生活饮用水卫生标准

GB8877家用和类似用途电器安装、使用、维修安全要求

GB11790设备及管道保冷技术通则

GB50015建筑给水排水设计标准

GB50019采暖通风与空气调节设计规范

GB50168电气装置安装工程接地装置施工及验收规范

GB50185工业设备及管道绝热工程施工质量验收规范

GB50205钢结构工程施工质量验收规范

GB50207屋面工程质量验收规范

GB50212建筑防腐蚀工程施工及验收规范

GB50242建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范

GB50264工业设备及管道绝热工程设计规范

GB50275压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范

GB50300建筑工程施工质量验收统一标准

GB50303建筑电气工程施工质量验收规范

GB50411建筑节能工程施工质量验收规范

DB34/1466安徽省居住建筑节能设计标准

DB34/1467安徽省公共建筑节能设计标准

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

矿井水minewate

矿井水通常是指煤炭开采过程中所有渗入井下采掘空间的水。

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洗浴污水bathwastewate

洗浴污水是指人类在日常生活中用于洗浴后排放的水，其中含有大量的蛋白质、脂肪、毛发和病原

微生物。

水源热泵heatpump

水源热泵是以水为介质，通过消耗少量高品位能量，将水中不可直接利用的低品位热量提取出来，

变成可以直接利用的高品位能源的装置实现制热和制冷。

污水专用换热器dedicatedheatexchangerforsewage

在间接式污水源热泵系统中从污水取热或向污水释热的换热器称为污水专用换热器。

污水防阻机sewageclog-proofmachine

污水源热泵系统中能自动截留并排除水中污物，有效防止污杂物阻塞换热器、水泵和管路的一种机

械设备。

传热介质heattransferfluid

热泵系统中，通过换热管与水进行热交换的一种液体，一般为水或添加防冻剂的水溶液。

开式换热系统open-loopsurfacewatersystem

在循环泵的驱动下，经处理直接进入水源热泵机组或通过中间换热器进行热交换的系统。

闭式换热系统closed-loopsurfacewatersystem

将封闭的换热盘管按照特定的排列方法置于具有一定深度的水体中，传热介质通过换热盘管管壁与

水进行热交换的系统。

系统能效比systemenergyefficiencyratio

水源热泵系统的制冷/制热量与系统输入功率之比，这里的系统输入功率是热泵机组和与热泵机组

相关的源水侧所有水泵及水处理设备的输入功率之和。夏季制冷系统能效比用EER表示，冬季制热能效

比用性能系数COP表示。

4工程可行性评估

利用污水低温余热前，应充分了解对热泵技术与经济可行性进行评估，编制可行性方案。可行性

评估（研究）报告作为工程立项的主要依据之一。

可行性评估除必要的技术、经济和资源利用与环境影响评估资料外，还应对项目长期运行的可靠

性、初期投资和运行费用等进行分析评估。

可行性评估（研究）报告应包含以下主要内容：

1)项目建设必要性：分析拟建项目余热利用后的节能、环保及可持续发展的意义和必要性，

分析利用余热后的产生的经济效益和社会效益的贡献等。

2)余热源的特征分析：矿区内的余热源种类、分布情况和利用条件。

3)工程概况：包括工程项目所在地的位置、环境气候条件、水质特点、工程建设规模、沿

管线走向的地上地下建（构）筑物和管线分布情况等。

4)水质特征：污水的特征和分布，污水的年平均温度、水质、流量动态变化情况以及污水

处理工艺特征等，以及冷水的年平均温度、水质状况。

5)开发利用方案制定：内容应有用热量（冷）量、换热方式、换热量、换热温差和监测方

案等。

6)技术和经济分析：对拟采用的余热系统进行技术可行性、经济性分析。

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7)环境影响与安全预评估：根据项目的建设方案分析预测余热利用后可能存在的危险、有

害因素的种类和程度，在环境质量现状监测和调查的基础上，运用技术手段进行分析、

预测和评估，提出经济合理、技术可行的解决方案。

8)投资估算：主要包括余热系统建筑工程费、设备购置费、安装工程费、其他不可预计费

和建设期利息等。

9)财务评价：按规定科目详细分析余热利用的运行收入和成本费用、项目增量成本、投资

回收期和费效比等相关指标，评价财务可行性。

10)社会效益：分析评估余热利用后的全年常规能源替代量，二氧化碳、二氧化硫和粉尘等

的减排量；分析项目在经济、环境、社会效益的积极作用；评估像对社会影响和社会风

险；分析社会对项目的支持和接受程度。

11)结论与建议。

5余热利用系统设计参数

污水设计参数

5.1.1污水余热利用在设计前应对污水的全年（每天）最大流量和最小流量、流速、每天排水时间

段、以及全年最高水温和最低水温等参数进行现场调查，同时应记录各季节变化情况和典型天的逐时

变化数据。

5.1.2设计工况下污水源可利用的温降（温升）不宜小于3℃。

5.1.3污水源为矿井水时，污水温度宜在25℃左右。

5.1.4污水源为洗浴污水时，污水温度宜在35℃左右。

污水处理措施

5.2.1在低温污水源利用中需要对污水进行处理时，宜采用低成本的物理措施，具体方法的选择应

综合考虑污水处理技术效果与换热器运行维护要求等因素，经技术经济分析后确定。

5.2.2污水源为洗浴污水时，污水在进入污水取水管路前应设置废水收集池，池前宜设置孔径≤10mm

的自动清洗滤网或格栅。且在进入换热设备前应设置具有连续自动除污功能的取水除污器，并满足换

热设备使用要求。

5.2.3除污器滤网孔眼面积的总和应不小于连接管道截面积的2.0倍，滤网孔眼直径宜采用3mm～

4mm，或过滤网眼宜采用10～15目。

5.2.4污水源为矿井水，且换热器设置在原水池（沉淀池）与二沉池之间时，在取水管路上宜设置

常规过滤装置。

集水池设计参数

5.3.1集水池有效容积不宜小于最大一台污水泵5min的出水量，且污水泵每小时自动次数不宜超过

6次。

5.3.2集水池除满足有效容积外，还应满足水泵装置、水位控制器、格栅等安装、检查要求。

5.3.3集水池设计最低水位，应满足水泵吸水要求。

5.3.4集水池应设置保温盖板。

5.3.5集水池底部应设集水坑，污水泵泵池或离心泵吸水管放置在集水坑内；池底宜有不小于5%坡

度坡向泵位；集水坑的深度及平面尺寸，一般不小于深度600mm、宽度600mm和长度800mm，也可按

水泵类型而定。

5.3.6考虑到检修和维护的方便，集水池宜设计2个，中间隔墙用过流洞连通，过流洞安装双向承

压阀门，需要排空集水池时可切断上游阀门进水，用移动潜污泵排空清洗。

5.3.7集水池平面尺寸应根据水泵工作液位和保护液位之间的容积进行设计，容积不宜太大一面淤

积沉淀物。设计时应结合泵的布置形式、联建格栅渠的共璧尺寸、集水池配水渠尺寸以及配水渠与泵

的距离等参数确定。

5.3.8集水池最高设计水位不得高于重力进水管设计充满度时的水位标高，设计最低水位应满足所

选水泵吸水头的要求；自灌式水泵应满足水泵叶轮浸没深度的要求。

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5.3.9水位设计主要确定如下参数：

1)最高水位。一般指水泵正常运行情况下进水达到设计流量时的集水池水位，为“进水+管

设计水位-格栅、阀门等设备及沿途水头损失”。对于日处理量小5000t的污水而言，一

般去进水干管管底标高。

2)集水池有效水深（用于计算有效容积）。指从最高水位到保护液位之间的水深，一般取

1.5m～2.0m，每小时启泵次数不得超过6次，因此对于间歇工作的水泵最短工作周期应

大于10min。

3)正常水位。正常水位指集水池运行中经常保持的水位，一般根据水池有效水深的平均值

确定。初定扬程时主要根据集水池正常水位与所需提升的最高水位来计算。但由于水泵

在运行过程中，集水池水位在最高与最低水位之间变化，因此校核水泵运行工况时应考

虑其在此范围内是否均处于高效段工作。

4)最低液位。应该同时满足不高于按照集水池最高水位和集水池有效容积推算的最低水位，

以及满足管道、水泵养护管理需要的最低水位。最低液位宜淹没泵体，省去冷却及管理

的需要。

5)启泵液位。单泵启动水位不仅要结合集水池的构造特点设计，而且要满足但水泵为自动

控制时每小时开启水泵不得超过6次的规范要求，因此水泵启动水位到最低水位之间水

体的体积至少要满足最大一台水泵最短工作周期（10min）出水量的要求。

冷热水、水质及空调设计参数

5.4.1冷水的计算温度，应以当地最冷月平均水温资料确定，当无水温资料时，可按10℃～15℃计

算。

5.4.2热水用水定额、水温和水质应符合GB50015要求。

5.4.3生活热水的原水水质应符合GB5749的要求。

5.4.4集中热水供应系统的原水的水处理，应根据水质、水量、水温、水加热设备的构造、使用要

求等因素按下列要求确定。

1)生活日用热水量（按60℃计）大于或等于10m3且原水总硬度（以碳酸钙计）大于300mg/L

时，宜进行水质软化或稳定处理。

2)经软化处理后的水质总硬度宜为：洗衣房用水：50mg/L～100mg/L；其它用水：75mg/L～

120mg/L。

3)水质稳定处理应根据水的硬度、适用流速、温度、作用时间或有效管道长度及工作电压

等，选择合适的物理处理或化学稳定剂处理方法。

5.4.5集中热水供应系统的水加热设备出水温度应根据原水水质、使用要求、系统大小及消毒设施

灭菌效果等确定，如达不到本条规定时，应设置致病菌的设施或采取消灭致病菌的措施，并应符合下

列规定：

1)进入水加热设备的冷水总硬度（以碳酸钙计）小于120mg/L时，水加热设备最高出水温

度应小于或等于70℃；冷水总硬度（以碳酸钙计）大于或等于120mg/L时，最高出水温

度应小于或等于60℃。

2)配水点水温不应低于45℃。

5.4.6建筑内冬季采暖、夏季制冷时设计参数应符合DB34/1467和DB34/1466规定。

6余热系统设计

一般规定

6.1.1方案设计前，应对污水参数进行详细调查，应收集尽可能长时间的相关监测调查资料，并对

污水输送管线与污水源热泵站选址进行工程勘察。

6.1.2利用矿井水作为热源时，通常将污水处理厂内原水池（沉淀池）作为污水收集池。

6.1.3洗浴污水作为热源时，在排放口应设置污水收集池。

6.1.4水源热泵站选址宜靠近污水水源收集池。

6.1.5热泵循环系统宜设计为开式系统，设计为闭式系统时应遵循本文件相关要求。

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6.1.6热泵机组、循环水泵、换热装置和污水处理器宜设计为一用一备。

6.1.7低温污水余热系统设计根据使用特征，应包括污水取水部分、用热水部分、热泵机组性能部

分、换热部分、管路部分、空调水部分、控制部分和数据监测部分等设计内容。

热泵机组设计

6.2.1装机容量设计应根据污水源能够提取的热量为依据，选择水源热泵机组的容量。

6.2.2热泵机组台数的选择不宜少于两台；两台以上机组并联运行时，应保持水的平衡，避免偏流。

6.2.3水源热泵机组的设计或运行工况与名义工况不一致时，应根据性能曲线对水源热泵机组的制

冷量、制热量及实际电机输出功率等参数进行修正。

6.2.4水源热泵机组换热器环路中添加防冻液时，应对水源热泵激素的制冷量、制热量和换热器阻

力进行修正。

6.2.5当热泵机组仅承担建筑物内空调显热负荷时，宜选用高温型水源热泵机组。

6.2.6当水源热泵机组不具有夏冬季功能转换阀门时，应在水系统上设置夏冬季节的功能转换阀门，

并在转换阀门上做出明显标识。

6.2.7污水直接进入污水源热泵机组，机组换热器应采用防腐材质，且机组宜设置自动清洗装置。

6.2.8热泵机组COP宜选择在3.5～6.7范围内，系统污水排放温度宜≥9℃。

6.2.9为防止换热装置和机组内换热器结垢、腐蚀，作为水源热泵机组热媒循环水的水质应符合GB

1576要求。必要时可设置反渗透水处理设备。

6.2.10机组循环泵的流量应满足机组内蒸发器和冷凝器的流量要求，压力应与机组水阻力相适应。

热泵系统设计

6.3.1水源热泵系统方案确定时，应综合考虑水源热泵站选址、热泵机组选型、供冷供热管网系统

配置、辅助热源运行等技术措施，并应确保冬季热泵供热系统平均COP值不低于3.65。

6.3.2水源热泵站位置应根据建筑总体规划、污水取水位置、冷（热）用户位置、环境卫生和管理

维护要求等因素确定。

6.3.3建筑冷热负荷计算方法应符合国标GB50019、DB34/1466和DB34/1467的有关规定。建筑

应进行全年负荷计算分析，并根据分析结果确定热泵机组的选型。水源热泵站为多幢建筑服务时，热

泵机组容量应根据各建筑的使用功能考虑同时使用系数。

6.3.4应根据建筑或全年负荷量、全年污水温度与污水量、热泵机组的性能和辅助冷热源的形式，

经技术经济分析决定是否设置辅助冷热源系统。

6.3.5水源热泵系统冷热水设计参数，应通过技术经济比较后确定。宜采用以下数值：

1)冷水供水温度：4℃～9℃。

2)冷水供回水温差：5℃～10℃。

3)热水供水温度：40℃～60℃。

4)热水供回水温差：5℃～15℃。

6.3.6多个水源热泵站联网运行的系统中，各热泵站的设计供回水温度应一致。

6.3.7水源热泵机组热源侧的进出水温差应不小于使用侧的进出水温差。

6.3.8当水源热泵站的供冷与供热转换通过热泵机组外部阀门的启闭来实现时，应根据水质状况选

择具有良好防腐、密闭性能的转换阀。

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