从远古时期的钻木取火发明生物热能，到17世纪末英国人发明蒸汽机开启工业革命，再到1969年法国人建成第一台太阳能发电站清洁能源登上历史舞台，可以说，人类生长史陪同着能源的开发和利用。现如今，绿色生长、低碳生长、循环利用，成为能源革命首要目标。
作为全国第一个全省域转型综改试验区，第一个能源革命革新试点，山西把落实低碳目标、建设美丽山西摆在战略优先位置，把低碳、节能、提效作为重要突破口。而作为新晋国家级专精特新重点的“小巨人”企业，山西文龙中美环能科技股份有限公司（以下简称“文龙中美”）多年来锚定环保事业、聚焦低碳技术，在余热资源接纳、煤矿充填开采、火电深度调峰领域，连续攻关，相继推出一系列“黑”科技，为能源革命提供了“山西计划”，成绩了一番“绿”事业。
■■ 聚焦工矿企业余热资源
应收尽收
工矿企业余热资源接纳利用技术，是文龙中美的第一项“黑”科技。在他们的眼中，煤矿职工洗浴废水是撬动节能减排的杠杆，矿井自由流动的乏风是调理资源浪费的节排器。
2013年，煤矿洗浴废水余热利用技术研发乐成，并获得国家专利，2014年开始在相关企业推广应用，2015年在山西焦煤西山煤电东曲矿大获乐成。
该技术通过一次换热和污水源热泵，划分提取洗浴废水热量，加热自来水，满足洗浴需求，替代原有燃煤、燃气、燃油、甲醇锅炉。制备一吨42摄氏度的洗浴水仅需3度电，本钱是燃煤锅炉的1/3、燃气锅炉的1/4，热效率是空气源热泵的3倍，节能效果显著�？晒惴河糜诳缶却笾行凸た笃笠导把！⒁皆旱热沼孟丛∪人啃枨蟛恍∮�150吨的浴室。
今后，文龙中美研发团队乘胜追击，空压机余热利用技术、矿井回风热能梯度高效利用技术、矿井水余热高效利用技术等九大焦点技术相继登场亮相。其中，矿井回风乙二醇双级提热热泵技术，入选国家自然资源部宣布的《矿产资源节约与综合利用先进适用技术目录（2019）》，是该目录中70项煤炭类技术中，唯一一项煤矿余热资源化利用技术。
中国富煤贫油少气的资源禀赋，决定了煤炭恒久以来是中国工业的“主粮”。煤炭工业链条长，涉及面宽，许多技术都是一直在研发、升级中。如何让古板工业环保节能生长，是许多科研团队孜孜以求的攻坚目标。文龙中美的矿井回风乙二醇双级提热热泵技术正是切中了这一时代命题。
矿井回风是煤矿生产的生命线宁静线，进风温度必须大于2摄氏度。可是关于山西的忻州、大同乃至许多高纬度地区来说，冬天的温度动辄零下二三十摄氏度，这几十度的温差之下，进风温度提高到2度以上，无论用煤照旧用电加热，一刻都不可停，每年都是一笔很大的开支。
“全世界煤矿目前在采的中国最多，山西又是中国煤矿最多的省份之一。世界上最先进的煤矿技术在山西，最实用、最先进的煤矿节能环保技术也一定降生在山西。”文龙中美的卖力人如是说。公司专注于做节能技术效劳计划解决商，2015年提出高寒地区矿井回风热能梯度高效利用技术的设想，从山西实际情况出发，把矿井出来的热风热量，用公司研发的专业设备提取，接纳热能梯度高效利用要领，把进风温度从零下二三十摄氏度加热到划定温度再送至井下。经过两年的研发和实验，2018年，晋能控股集团同忻煤矿首先使用了这项全世界唯一的技术。煤矿数据显示，和古板的燃气锅炉加热相比，节约70%的用度，和电热风炉相比，节约2/3的用度。
立足省情和煤矿实际，在古板工业中挖掘新技术，是山西省专精特新技术生长的一个特点。特别是节能减排和清洁能源、环保技术方面，山西有着得天独厚的优势。近年来的实践证明，任何一个技术只要能在节能环保方面有大的突破，就当之无愧可以说是“单项冠军”技术企业。
戴着节能环保技术“桂冠”的文龙中美，吸引了越来越多工矿企业的目光，催生了工矿企业余热资源接纳利用技术大面积推广的“马太效应”。几年来，文龙中美的“黑”科技，在晋能控股塔山煤矿等数十家煤矿企业相继落户，开花结果，成绩了山西省域更多煤矿企业的“绿”事业，取得良好经济和社会效益。
■■ 聚焦煤矿充填多重目标
一注告竣
如何实现我国煤矿超大宗三废（固、液、气）低成外地质封存及生态情况协同生长，是中国科协宣布的2022十大工程技术难题之一。文龙中美研发的数智化覆岩离层注浆充填技术，正是重点解决这一难题的要害“密钥”，是文龙中美瞄准煤矿绿色开采而聚力攻关的第二大“黑”科技。
山西因煤而兴，山西也受煤之困。
恒久以来，古板长壁式采煤要领由于袒露面积较大，无休止的地表塌陷——充填治理怪圈，成为困扰煤矿企业可连续生长的一浩劫题。无数采矿人不绝寻求控制地表塌陷，又充分复用煤基固废（煤矸石、粉煤灰、煤泥等）更优解。
采煤沉陷区治理同样是获得高度关注的问题。“开展煤矿充填开采可行性研究”是国务院采煤沉陷区综合治理部级联席集会确定的11项重点事情之一，为掌握煤矿充填开采现状和保存问题，探讨推行充填开采技术的可行性，“因地制宜推广高效充填开采等先进工艺技术，降低采煤沉陷影响”成为煤矿充填技术研究偏向。
文龙中美研发团队将目光锁定煤矿充填技术研究。据文龙中美研究团队卖力人介绍，煤矿离层注浆技术在上个世纪80年代引进我国，相继在辽宁老虎台、河北开滦等地实践，后因设备工艺、支撑理论等瓶颈制约逐渐暂停。21世纪初，中国矿大研究团队，经过重复革新和提升，该技术在两淮地区再次兴起。
山东、陕北、内蒙古等地的部分矿井，地层中的要害层，具有厚度大，强度高，埋深适中，连续性好等特点，被称之为典范要害层。但典范要害层的赋存条件相对理想化，我国大部分煤矿中非典范要害层赋存则比较普遍。以我国山西太原、长治为例，如西山煤电屯兰矿、山煤国际霍尔辛赫矿等，其缓慢下沉带地层中的所谓要害层，具有厚度不太厚，强度不太高，连续性不敷好的特点，被称之为非典范要害层。
在这种地层条件下，继续接纳典范要害层下注浆控制技术，往往泛起效果不尽如人意，重复跑浆、地层断裂等现象。
鉴于此，数智化覆岩离层注浆充填技术应运而生。
关于如何坚持离层注浆效果的恒久稳定性，以及包管受护工具恒久宁静的使用。文龙中美团队接纳“脚穿鞋、顶戴帽”的综合处理步伐来实现。
所谓“穿鞋”是将检查孔打入煤层底板以下，通过高压旋喷加固技术将浆液注入到稳定的地层中，在受护建构筑物底部区域形成稳定的可以对地基承载力增强的底部支撑。“戴帽”指提前对上覆岩层中可能爆发离层的岩层进行预判，对检查孔中此地层所在的位置进行射孔操作。并进行压水监测，以判断离层的发育情况，一旦有漏失现象爆发，即进行二次注浆操作。实际操作中，将粉煤灰、煤泥、煤矸石等煤基固废与矿井水混淆配比成浆液，通过地面钻孔向要害层下方采动裂隙注浆充填。注浆凝固后，爆发“压下托上”作用，在要害层下方形玉成域支撑体，有效阻止要害层断裂，避免地表塌陷。
通过“穿鞋带帽”技术的实施，可对建/构筑物的地基承载力进行行之有效的增强，同时关于离层注浆减沉技术实施后可能爆发的地层滞后下沉现象。该技术应用包括“三下”采煤、沉陷控制、处理固废、减震防冲、保水开采等，实现了多重目标一“注”告竣，绿色开采宁静高效。
首先，我国“三下”压煤量巨大，尤其在埋深大、煤层层数多的矿区。该技术应用不但�；ち说孛娼ㄖ铩⑻贰⒌叵滤宀槐黄苹�，并且实现多出煤、降本钱、高效率、保宁静、解放压覆煤炭资源、提高资源接纳率。
其次，地表减沉技术最广泛适应于建/构筑物压煤开采。推广应用后，实现了“三下”宁静开采，建/构筑物下沉系数小于0.1，处于规范允许变形以内。
第三，处理固废。“双碳”目标下，煤矿面临固废减排和综合利用迫切需求。该技术处理粉煤灰、煤矸石、煤泥等固废，实现无害化减排目的。
第四，减震防冲。该技术能够避免坚硬岩层破断，减小其能量释放，减缓实体煤应力集中，从而实现减震防冲目的。
第五，保水开采。该技术通过控制要害层不破断，降低充填层位以上岩层破裂水平，使其免于长壁开采导致的渗透性增加，从而减少浅部含水层向下渗流，抵达保水效果，在干旱、半干旱矿区水资源�；ぶ芯哂兄匾庖�。
总之，这项控制要害层不绝裂的源头技术，在不改变事情面采煤工艺与装备的同时，包管地面注浆与井下采煤互不滋扰、同步实施，一举实现提高资源接纳率、延长矿井效劳年限、�；ず阕试础⒓跎俟セ鞯匮埂⒈；さ孛娼ǎü梗┲铩⒈；ね恋赜肭榭觥⑽藓砻夯谭系榷嘀啬勘�，突破了我国煤矿绿色开采技术难题，为煤炭开采开启全生命周期“绿色循环之旅”。
2021年10月，数智化覆岩离层注浆充填技术首先在山西焦煤山煤国际霍尔辛赫煤矿3501事情面推广，目前该矿一期工程胜利竣工。经测算，可释放“三下”压覆煤量约51万吨，爆发直接经济效益3.7亿元。每年处理矸石70万吨，节约矸石处理费3400万元。每年处理矿井水1156立方米，节约处理费208万元，节约地表附着物迁建、修复等用度5854万元。
一期工程结束后，项目评审组一直认为，文龙中美的这项技术，在霍尔辛赫矿的乐成实践，不但解决了非典范要害层下注浆控制沉浆工程中，易跑浆、效果差等现象，富厚了离层注浆理论，也可有效解决我国许多地区，非典范要害层下的煤炭解放难题。
项目上报集团后，也获得集团外聘专家的交口赞美，认为这项技术不但解决了许多技术难题，经济价值也十分可观。一是效果好。地面一注能够有效�；そ�/构筑物、工业设施与情况，损伤低。二是效率高。技术操作不繁琐，只需地面打孔注浆，无需对采面做任何改变，无需专用充填支架，不改现有采煤工艺，充填与采煤同步实施滋扰最小，单事情面年产量可达300万t/a。三是本钱低。覆岩离层注浆充填使用的质料是煤基固废，可就地取材，不但来源广、本钱低，并且无害化处理、减轻环保压力，综合充填本钱仅需40元/吨-60元/吨。要害还能有效利用煤基固废，无需申请排堆场雇人拉运，免除固废污染后顾之忧。四是适应广。覆岩离层注浆充填技术，凭借强大的适用性，已乐成用于综采、综放事情面、简单煤层及多煤层开采，最大采厚达9米。
山西焦煤山煤国际霍尔辛赫煤矿3501事情面的试采乐成，为解决山西省这个煤炭大省诸多高产高效矿井受“三下”压煤困扰问题，以及大宗固废煤矸石的堆放及情况污染问题，提供了十分名贵的可借鉴经验，具有可连续生长示范效应，社会效益潜力巨大。
■■ 聚焦火电机组深度调峰
以煤代油
近年来，风电、光伏发电等新能源电力行业高速生长，正在引领新一轮能源革命。随着新能源电力在电力系统中占比将逐步提高，对电力系统调理能力提出了更高的要求。时间上，景物发电受自然情况影响，发电波动性较大，且着力往往同用电负荷不匹配�？占渖�，景物装机主要漫衍在东北、华北北部和西北地区，与用电负荷较高的中东部地区保存空间上的不匹配。
为了维持弃风弃光率在合理规模，亟需通过加大调峰能力建设投入，来连续推动消纳水平的提升。此时，文龙中美研发的大调理比燃烧器深度调峰技术，作为又一项“黑”科技，应运而生。
该技术通过融合煤粉燃烧技术、中频电加热技术和两相流输送技术，一举突破冷炉条件下直接点燃煤粉燃烧器的难关，可使火电机组降低负荷75%。2018年8月，在哈尔滨锅炉厂有限公司30MW试验台乐成完成热态试验。2019年5月，开始在山西焦煤武乡电厂2#发电机组工业化应用。2021年1月完成调试。同年10月山西省能源局委托山西省电科院完成验收。
该项目顺利完成国家电网对2#机组纯凝工况下最小着力试验、AGC试验、一次调频试验三项验收，各项参数均切合划定。武乡电厂因此成为山西省调峰能力抵达35%额定负荷且通过国家电网验收的电厂。
项目投入使用后，1台600MW机组1年调峰2000小时，可消纳2.4亿Kwh新能源电力，节约标煤8万吨，且不爆发固废、废水及废气，在一定水平上减少油气依赖，大宗消纳新能源，实现锅炉全煤种燃烧和深度调峰能力。
近年来，新能源电力快速生长，装机规模不绝扩大，新能源发电着力及发电量屡立异高。为优先消纳新能源，受国家政策干预影响，火电机组长时间�；赣�，受制于设备宁静及可靠性，火电机组不可短时频繁启停，造成晚岑岭新能源小发时段电力保供能力下降，而大调理比燃烧器深度调峰技术的泛起，基础解决了这一难题，启停变得越来越得心应手。
加入评审的多位专家指出，这是一项去油化、革油命的推翻性技术，是火电机组调峰新常态下灵活性革新首选，将彻底挣脱对油的依赖，对解决我国富煤贫油少气问题具有重大战略意义。同时，在“双碳”经济配景下，火电的深度调峰能力将实现清洁能源与古板能源优势互补，发挥出巨大的协同作用。
2022年以来，国家继续统筹指导煤电企业着力抓好煤耗300克以上机组，特别是亚临界机组节能降碳革新、大型景物基地配套煤电灵活性革新、东北地区和工业园区供热革新，逐步降低煤电装机占比和发电量占比，进一步提升煤电灵活调理能力和清洁高效水平。
4月20日召开的国务院常务集会明确，要推动煤电机组节能减排革新、灵活性革新、供热革新，提高能源使用效率，2022年煤电机组革新升级规模将凌驾2.2亿千瓦。
5月10日，国家发改委等六部分联合印发《煤炭清洁高效利用重点领域标杆水平和基准水平（2022年版）》，为燃煤发电机组、燃煤供热锅炉等划定种种指标基准线，对标“双碳”目标任务，加大财务资金支持力度。
有学者体现，从政策端来看，“十四五”期间，国家大力勉励火电企业生长灵活性革新，强调存量煤电机组应改尽改，预计“十四五”期间将完成2亿千瓦，对应市场空间凌驾300亿元。
事实证明，煤电机组完全具备灵活性革新效果好、性价比高、周期短的特点，因此可以说火电灵活性革新中推广应用文龙中美研发的大调理比燃烧器深度调峰技术，将是“十四五”期间推动新能源消纳最重要的手段之一。
蒙公网安备15062102000181号 
