#中国人居环境设计学年奖# 2020第六届中国人居环境设计学年奖景观设计组铜奖作品七【“ 水火相拥 土胚相承 ”基于灾后生态生境修复理论下的恢复性研究】
姓名：朱嘉波
学校：温州大学
指导教师：潘怡
作品简介：
关于灾后生态生境的修复概述
自然界的万物都有迹可寻，当然，灾难也是。
仅仅是在时间的定格点上来看，灾难和人类好像永远处在对立的面上；但放眼望去，在整个人类发展的历程中，这两个名词就好像两根波动的线：有交点，也有空格。在这个三维的空间里，难以描述的是，究竟是灾难影响了人类，还是人类导致了灾难。当然，二者之间千丝万缕的关系，依靠研究报告是很难用文字表述的。不过有一点可以肯定的是：人类并不希望灾难发生。遗憾的是，时间和空间的变量又暂时无法被人类完全掌握，所以这就有了“弥补“的过程。
生态灾难，是指特殊干扰事件引起的生态性结构损毁与功能丧失，进而造成对相关生命的伤害，冲击与灭亡等。灾难的可怕并不仅仅来源于那一霎那的崩溃，“巨响“之后的”寂静“，才是灾难的另一个开始。据外媒报道，自去年9月至今，澳大利亚东海岸的史无前例的森林大火造成了数百万公顷的森林被破坏，超过10亿头动物死亡。火灾已影响到广阔而复杂的地下世界，包括对生态恢复有至关重要的生物：真菌。野火之后让整个地带看起来没有一点生机。
即使是在澳大利亚这样地处热带较为高级的生态系统下，接下来的群落发展也会朝着两个方向走去：正向或逆向演替。正向演替包括了结构的复杂化，以低级小型植物为主朝着高级大型植物发展；物种多样性有增加趋势以及种群生境的优化。逆向演替包括了结构的简单位，从大型植物为主趋向于小型植物占优势以及种落生境的恶化。
（就像是一个硬币总会有正反两面，当你抛上去的那一刻你不知道落在手里的是什么，只不过我们可以用一些手段将这个可能性变大，但最终，可能性也仅仅是可能性，我们并不能保证落到手里的每一枚硬币都正面朝上。自然之所以成为自然，也是因为这样的不可变量，就算是人类辅助下的自然，也拥有这种特性。）
（但人类，是有追求真善美的天性的，所以无论当下的情况如何，总希望事物往好的未来发展。于是灾难后的现场，除了祈求上天给予的庇护之外，人类自然也会充当起保护的一部分角色：而“生态生境的修复“则是这种角色里较为基础且关键的一环。）地球在漫长的岁月中经历过无数次灾难，到目前为止我们遇到是自然灾害，对于地球来说，都像是大海里的一滴水。脆弱，只是对人类而言的。人类所能生存的生态环境是脆弱的，我们常说的保护脆弱的地球，实则是保护事宜人类居住的生态环境，也就是我们自己 。
那么，如何最大限度地保证生态生境朝着正向的方向发展？又如何做到“修旧如旧“？
据此我们设置了以毛霉菌种为例的生态生境对照实验，希望通过菌种迁徙的手法，得出生态生境的恢复与传播是由哪些因素影响的，以及影响因子的占比。
通过实验和大量的文献查询，我们可以大致推算出恢复生境所需的必要条件和影响因素，根据以上条件，在确定了演替的周期之后，我们选用了完全可降解薄膜的材料来设计这样的生境恢复装置。其原理是通过给予其养分和种群加快演替速度，使其促进形成复杂的森林结构，以吸引附近成片森林 中的可以传播种子或果实的动物进入恢复地。在恢复地中单独、零星或 者成排、成丛地种植一些大树，形成鸟类的栖息树。大树荫庇下的种子也可以长出 小苗。这些丛生的小苗长大成树，也成为鸟类的栖息树。这些树丛不断地扩大，最 终郁闭成林。最初栽植的树木可以是一种或几种种子不被动物传播的种类（如果实 较大的种类或者通过风媒传播的种类），或者是那些不常开花结果的种类。
装置大致的结构分为三个部分，分别是最外层的草皮与灌木的种子及必要的真菌和养分补给，在生态系统遭到破坏后，首先急需恢复的是群落（里较低级的植被）先锋物种或低矮灌木（与动物），以及土壤养分，通过灌木及先锋物种的生长，由此可以防止杂草过多增加演替时间，从而促进较为初级的生态系统机制的恢复。当初级生物群落运转的较为稳定时，第二层的大型灌木、优势树种与特定养分补给在外层的剥落后逐渐开始运转，地块微气候改变，土壤含水量增加，土壤肥力与微生物群落更为完善，地块上有稀疏的树冠覆盖。当运转到第三层时，土壤条件良好，部分生物重回地块，带来多样化的种子，微气候湿润，不易引发火灾，第三层包含着更种类更丰富的种子，以满足更丰富的生境需求，使改地块的生境更加稳定。此时投入种子的地区已经逐渐恢复到原生植物群落，野生动物重新回到地块，将这里作为栖息地或是迁徙廊道，带来更多生物种子，为地块带来生机。
装置进行修复的过程中，需要对地块进行定期的监测和评估。由于修复手段以直播为主，因此有动物及气候等不确定因素，导致种子发芽失败或是被动物破坏等情况发生。所以在投递场所中设置补给站，作为种子补给和检测人员停留节点。同时在补给站设置红外线探测仪和土壤检测仪，对于土壤和空气湿度等自然条件进行实时监控，并使用卫星遥感系统监测植物生长情况。等到地块生态恢复到允许人类在地块活动后，补给站可作为徒步旅行的游客的落脚点。
装置不仅仅是具有修复生态的功能，我们期望装置也作为大地景观，能带给大家思考以及视觉享受。虽然膜装置的观赏时间非常短暂，但是足够引起人们的关注，来呼吁大家关注环境问题，思考人类和环境的关系。
以及关于装置的实际使用，根据的受灾区域恢复状况、气候条件和当地的原始植物群落的物种，调配该地块装置内的种子及营养成分，划定装置投放的范围及密度，根据地势情况进行操作。
姓名：朱嘉波
学校：温州大学
指导教师：潘怡
作品简介：
关于灾后生态生境的修复概述
自然界的万物都有迹可寻，当然，灾难也是。
仅仅是在时间的定格点上来看，灾难和人类好像永远处在对立的面上；但放眼望去，在整个人类发展的历程中，这两个名词就好像两根波动的线：有交点，也有空格。在这个三维的空间里，难以描述的是，究竟是灾难影响了人类，还是人类导致了灾难。当然，二者之间千丝万缕的关系，依靠研究报告是很难用文字表述的。不过有一点可以肯定的是：人类并不希望灾难发生。遗憾的是，时间和空间的变量又暂时无法被人类完全掌握，所以这就有了“弥补“的过程。
生态灾难，是指特殊干扰事件引起的生态性结构损毁与功能丧失，进而造成对相关生命的伤害，冲击与灭亡等。灾难的可怕并不仅仅来源于那一霎那的崩溃，“巨响“之后的”寂静“，才是灾难的另一个开始。据外媒报道，自去年9月至今，澳大利亚东海岸的史无前例的森林大火造成了数百万公顷的森林被破坏，超过10亿头动物死亡。火灾已影响到广阔而复杂的地下世界，包括对生态恢复有至关重要的生物：真菌。野火之后让整个地带看起来没有一点生机。
即使是在澳大利亚这样地处热带较为高级的生态系统下，接下来的群落发展也会朝着两个方向走去：正向或逆向演替。正向演替包括了结构的复杂化，以低级小型植物为主朝着高级大型植物发展；物种多样性有增加趋势以及种群生境的优化。逆向演替包括了结构的简单位，从大型植物为主趋向于小型植物占优势以及种落生境的恶化。
（就像是一个硬币总会有正反两面，当你抛上去的那一刻你不知道落在手里的是什么，只不过我们可以用一些手段将这个可能性变大，但最终，可能性也仅仅是可能性，我们并不能保证落到手里的每一枚硬币都正面朝上。自然之所以成为自然，也是因为这样的不可变量，就算是人类辅助下的自然，也拥有这种特性。）
（但人类，是有追求真善美的天性的，所以无论当下的情况如何，总希望事物往好的未来发展。于是灾难后的现场，除了祈求上天给予的庇护之外，人类自然也会充当起保护的一部分角色：而“生态生境的修复“则是这种角色里较为基础且关键的一环。）地球在漫长的岁月中经历过无数次灾难，到目前为止我们遇到是自然灾害，对于地球来说，都像是大海里的一滴水。脆弱，只是对人类而言的。人类所能生存的生态环境是脆弱的，我们常说的保护脆弱的地球，实则是保护事宜人类居住的生态环境，也就是我们自己 。
那么，如何最大限度地保证生态生境朝着正向的方向发展？又如何做到“修旧如旧“？
据此我们设置了以毛霉菌种为例的生态生境对照实验，希望通过菌种迁徙的手法，得出生态生境的恢复与传播是由哪些因素影响的，以及影响因子的占比。
通过实验和大量的文献查询，我们可以大致推算出恢复生境所需的必要条件和影响因素，根据以上条件，在确定了演替的周期之后，我们选用了完全可降解薄膜的材料来设计这样的生境恢复装置。其原理是通过给予其养分和种群加快演替速度，使其促进形成复杂的森林结构，以吸引附近成片森林 中的可以传播种子或果实的动物进入恢复地。在恢复地中单独、零星或 者成排、成丛地种植一些大树，形成鸟类的栖息树。大树荫庇下的种子也可以长出 小苗。这些丛生的小苗长大成树，也成为鸟类的栖息树。这些树丛不断地扩大，最 终郁闭成林。最初栽植的树木可以是一种或几种种子不被动物传播的种类（如果实 较大的种类或者通过风媒传播的种类），或者是那些不常开花结果的种类。
装置大致的结构分为三个部分，分别是最外层的草皮与灌木的种子及必要的真菌和养分补给，在生态系统遭到破坏后，首先急需恢复的是群落（里较低级的植被）先锋物种或低矮灌木（与动物），以及土壤养分，通过灌木及先锋物种的生长，由此可以防止杂草过多增加演替时间，从而促进较为初级的生态系统机制的恢复。当初级生物群落运转的较为稳定时，第二层的大型灌木、优势树种与特定养分补给在外层的剥落后逐渐开始运转，地块微气候改变，土壤含水量增加，土壤肥力与微生物群落更为完善，地块上有稀疏的树冠覆盖。当运转到第三层时，土壤条件良好，部分生物重回地块，带来多样化的种子，微气候湿润，不易引发火灾，第三层包含着更种类更丰富的种子，以满足更丰富的生境需求，使改地块的生境更加稳定。此时投入种子的地区已经逐渐恢复到原生植物群落，野生动物重新回到地块，将这里作为栖息地或是迁徙廊道，带来更多生物种子，为地块带来生机。
装置进行修复的过程中，需要对地块进行定期的监测和评估。由于修复手段以直播为主，因此有动物及气候等不确定因素，导致种子发芽失败或是被动物破坏等情况发生。所以在投递场所中设置补给站，作为种子补给和检测人员停留节点。同时在补给站设置红外线探测仪和土壤检测仪，对于土壤和空气湿度等自然条件进行实时监控，并使用卫星遥感系统监测植物生长情况。等到地块生态恢复到允许人类在地块活动后，补给站可作为徒步旅行的游客的落脚点。
装置不仅仅是具有修复生态的功能，我们期望装置也作为大地景观，能带给大家思考以及视觉享受。虽然膜装置的观赏时间非常短暂，但是足够引起人们的关注，来呼吁大家关注环境问题，思考人类和环境的关系。
以及关于装置的实际使用，根据的受灾区域恢复状况、气候条件和当地的原始植物群落的物种，调配该地块装置内的种子及营养成分，划定装置投放的范围及密度，根据地势情况进行操作。
研究背景
来源：中国制冷学会 如有侵权，请联系删除。
Contact：138 181 54378 ;13818154378@qq.com;
现代生产生活中存在大量的用热需求，区域供暖、生活热水、工艺浓缩等等，甚至农产品干燥等流程也需要大量热能。工业生产往往还需要大量的蒸汽，蒸汽的产生也需要消耗大量热能。传统热能提供的方法主要通过化石燃料的燃烧或电加热，需要耗费巨大能量，燃料燃烧还造成了环境污染，而热泵技术则可以通过消耗少量的电能从低温热源中提取能量，以热泵工质为载体将热能温度升高并供给用户，因此热泵可以比传统的加热方法节约数倍的能量消耗。就余热回收式热泵而言，其主要利用生产生活中产生的废热形成低温热源，同时部分系统也采用空气、土壤、水源作为辅助低温热源，选取合适的热泵工质和循环系统，即可大幅度提升热能品质，并供给用户侧。
目前用于余热回收的热泵系统主要包括压缩式热泵和吸收式热泵，在包括热电和化工等行业的余热回收中扮演了重要角色。除此之外，基于特定场景的吸收式换热技术和热泵干燥技术的重要性也越来越明显，并在远距离供热和工农业干燥中发挥了重要作用。
压缩式热泵
蒸汽压缩式热泵系统是最常见的热泵系统之一，热泵工质在低温热源的加热下，发生蒸发相变，之后低温的热泵工质蒸汽进入压缩机，在压缩过程中增压升温，压缩机出口排出的高温高压热泵工质进入冷凝器相变放热，将蒸发、压缩中吸收的能量传递到高温侧。近年来兆瓦级的压缩式热泵在工业余热回收中取得了快速进展，下图所示的就是应用于钢铁厂余热回收供暖的独立双系统离心式压缩热泵机组，在实现30℃以上的温度提升下可以保证系统COP在6以上，单机制热量达到了9 MW以上。
图1用于余热回收的独立双系统离心式压缩热泵机组
蒸汽压缩式热泵这个名词经常与工业热泵联系在一起，主要用于热供应过程的余热回收，也称之为高温热泵，这也是近年来压缩式热泵的研究热点。在实际应用中，由于存在热源温度较低，用热温度高等问题，常常要对热泵系统进行一些优化设计，由此形成了如喷射压缩式热泵、双级压缩等热泵系统。在循环以外，高温循环工质是压缩式高温热泵的“血液”，热泵工质往往从制冷剂中选取，同时制冷剂与润滑油混合后的热稳定性也是系统设计中需要重点考虑的因素，此外热泵工质需要具有与金属材料或其他化学材料良好的相容性，避免在运行过程中降解。下图就是以水蒸气为工质的超高温压缩式热泵（VHTHP），当系统温升为40℃时，此时冷凝温度为127℃，系统COP为4.2。
图2 热泵技术的划分与水蒸气热泵
对高温热泵来说，目前的研究方向主要集中在新型制冷剂的开发和利用，系统循环形式的优化与系统供热温度的提升这几个方面。而为了实现如上目标，R1336mzz(Z)、R1233zd(E)或R718（水）等新工质的应用，抑或是大型离心式压缩机、螺杆式压缩机的开发都引起了学界和产业界的关注和研究。尽管高温热泵技术已经在许多工业和生活应用场景下开始发挥了作用，然而由于缺乏对工业用热的明确认识、低GWP环保制冷剂的匮乏以及相比与电力与化石燃料的较高的投入成本，高温热泵技术的推广仍然存在着许多困难。未来高温热泵领域的研究主要将集中在以下几个方面：高温换热器和压缩机的设计、高效热力循环构建和热泵系统部件材料优化。
吸收式热泵
工业余热具有体量大和温度分布复杂的特点，此外在进行工业余热回收时用户侧的需求也通常是多变的，除了低温段的供暖和生活热水需求外，还包括中温段的工业流程预热和高温段的工业蒸汽供给等。吸收式热泵以高温蒸汽、余热热水、化石能源燃烧等的热能为驱动能源，通过不同的循环方式实现热能的品位提升或体量增加等目的，在采用不同热源、余热和热泵循环时可以满足60~150℃的热能输出，是工业余热利用的重要方式之一。与只有升温型的压缩式热泵不同，吸收式热泵不但具有升温型的热泵循环还具有增量型的热泵循环方式，一般增量型的吸收式热泵被称为第一类吸收式热泵，而升温型吸收式热泵被称为第二类吸收式热泵或吸收式热变温器。增量型吸收式热泵在采用高温热源驱动的时候可以回收低温余热并进行温度提升，而中温输出热量是高温热源量与低温余热回收量之和，因此可以达到热能增量的目的。升温型吸收式热泵在仅以中温余热进行驱动时，可以产生高温的输出，因此可以达到热能品位提升的目的。吸收式热泵对于热能品位和体量的灵活转换也使得它非常适合于工业余热回收与转换。
第一类吸收式热泵在用于余热回收时输出温度不高，因此其主要目的是供暖。IEA热泵中心的工业热泵报告中介绍了吸收式热泵应用于奥地利一家生物质能发电站的案例，该电站采用77%的木材和23%的内部加工残留物作为燃料，可提供5 MW的电量输出和30 MW的热输出。本案例中用了容量为7.5 MW的吸收式热泵回收烟气中的余热，当吸收式热泵蒸发温度低于50 ℃时即可达到烟气露点温度并从烟气中回收水蒸气的冷凝热。吸收热泵的驱动热源来自蒸汽轮机中温度为165 ℃的蒸汽，并向区域供暖提供95 ℃的热输出。
图3 用于低温余热回收供暖的一类吸收式热泵
第二类吸收式热泵的输出温度高，因此其主要目的是工业用热供给。例如在橡胶合成工业中，反应釜顶部产生温度约为96.5℃的热气需要被冷却从而回收其中温度约为80℃的冷凝水，另一方面反应釜底部需要持续地供给102.5℃热输入，这部分原本需要采用蒸汽进行加热，而如果采用二类吸收式热泵一方面回收反应釜顶部气体释放的冷凝热，另一方面为反应釜底部提供高温热输入就可以达到节省蒸汽的目的。
现阶段基于常规流程的吸收式热泵的应用已经逐渐成熟，包括一类二类热泵和单效、双效以及两级等多种流程也可以满足余热回收的基本需求，并已经在工业余热回收中广泛使用，一些具体实施的案例也具有可观的经济和环境效益，其进一步推广仍然依赖于系统的经济性，因此吸收式热泵的未来发展主要包括：（1）结合余热回收的实际场景进一步提升吸收式热泵效率、适应性和整个余热回收系统的能量回收效率是进一步推广应用的关键。（2）结合实际余热回收场景进行带有热能转换的复杂余热换热网络优化以及因地制宜地开发多种先进吸收式热泵技术仍然是需要高校和产业共同努力的方向。
吸收式换热技术
低品位余热源与需求间往往存在显著的空间差异性，例如在余热回收供暖中余热往往在工业园区比较集中，但用热方则是居民区并远离工业园区。作为提取低品位工业余热实现供热的重要手段，吸收式热泵与吸收式换热器被广泛应用在集中供热系统中，其中吸收式换热器更擅长低品位热量的长距离输送，并可以分为第一类和第二类吸收式换热器。
第一类吸收式换热器可以实现小流量侧的热源出口温度低于大流量侧热汇的进口温度，其本质上是第一类吸收式热泵与水-水换热器的组合，一次网水（热源测热水）首先经过吸收式热泵的发生器作为热源，将一部分热量通过冷凝器传递给一部分二次网水（热汇侧热水），之后发生器的一次网出水进入水-水板式换热器，将热量进一步释放给一部分二次网水，进而板换出口的一次网水最终进入吸收式热泵的蒸发器进一步降温，其热量抬升品位后用于加热一部分二次网热水，最终实现一次网出水温度低于二次网进水温度。第一类吸收式换热器可以在末端热力站比常规技术实现更低的回水温度，并提升热能输配能力。
第二类吸收式换热器可以实现小流量侧热汇的出口温度高于大流量侧热源的进口温度，实质上是第二类吸收式热泵与水-水换热器的组合。热源分成三部分，一部分进入发生器，将热量通过冷凝过程释放给热汇侧进口热水，同时热源温度与热汇侧进口段温度之间形成驱动温差，制备出浓溶液；之后冷凝器出口的热汇侧热水进入水-水板换被一部分热源加热，之后热汇侧热水进入吸收器，同时最后一部分低品位热源被送入蒸发器，在驱动温差的作用下，低品位热源抬升品位后将热量释放给溶液进而释放给热汇侧热水，使得热汇侧热水经过吸收器后输出系统最高温度的出水，从而使得热汇侧出水高于热源侧进水。第二类吸收式换热器可以在低品位热源供给段提升低品位热源供给温度，并提升热能输配能力。
吸收式换热器的典型应用是利用两类吸收式换热器实现低品位余热的长距离输送。如图所示，在热源处通过第二类吸收式换热器将热量从小的供回水温差变换为一次网大的供回水温差以进行长距离输热；在末端热力站，通过第一类吸收式换热器，将热量自一次网的大供回水温差变换为二次网的小供回水温差，用于建筑末端的供热。从而加大热量的输送温差，实现低品位工业余热的长距离输送。
图4 基于吸收式换热器的远距离热输送
热泵干燥技术
采用热泵进行余热回收所产生的热量不但可以用于供暖，还可以广泛应用于工农业生产中的干燥过程。干燥是以热的方式将水分从物料中脱除的过程，也是高耗能生产单元，在一些产品生产中，干燥过程所消耗的能量甚至占到生产总能耗的30%-70%，因此在保证物料干燥品质的前提下需要寻求降低能耗的方式十分重要。和传统干燥方式相比，热泵干燥具有很多优点，包括具有更高的能源利用效率以及受外部天气因素影响较小等，在与余热回收结合后可以达到进一步提升能效的目的。
图5 热泵除湿干燥技术原理与半开式烟草热泵干燥系统实物
目前热泵干燥系统多采用蒸汽压缩式的空气源热泵，其具有更广泛的适应性。根据实际应用需求将热泵干燥技术分为如下几类：除湿型、双热源型、半开式、密闭主机室型、多级串联型和水蒸气直接压缩型。为了实现更加节能和高效的热泵干燥，近年来该技术主要在以下方面取得了进展。
（1）结合多能互补的新思路开展研究工作，包括与太阳能、微波、余热和电热等的结合。与太阳能结合的主要特点是以太阳能为主，晚上利用热泵补热。与微波干燥结合的特点是干燥初期高湿阶段采用热泵，后期以微波为主进行干燥以降低干燥时间。与蒸汽、电热耦合主要是在热泵达不到的80ºC以上的高温升温阶段使用。
（2）结合干燥工艺开展相关研究工作，围绕热泵特点开发不同的干燥工艺设备。相关研究非常多，农业方面包括烟叶、玫瑰花、红枣、山药等都已得到一定的应用，最大宗是南方稻谷干燥开始大量采用热泵，东北的热泵玉米干燥技术也在发展。工业方面包括污泥、挂面、蚊香、木材、树脂等的热泵烘干技术也在逐渐展开。当前，传统工业干燥的废气排放愈来愈严格，白烟和异味的控制成为重点，采用热泵干燥有可达到近零排放的要求，会有很大的发展空间。
（3）结合具体干燥物料对象的不同，有针对性的开展新技术、新装备的开发，这对热泵干燥技术应用领域的不断开拓有重要的意义。南方由于四季温度较高，空调制热模式的热泵干燥技术得到了快速的发展；但对于北方地区冬季低温的特定情况，国内开发了密闭主机室配合低温空气源热泵和相变材料蓄热的新思路，系统操作简单易行，得到了一定的发展推广。针对东北冬季粮食干燥的特点，国内开发了综合多级串联除湿、梯级加热及热管回热的完整方案，表明在冬季严寒条件下可以得到高于南方环境条件下的热泵干燥效率。
热泵的余热回收集中供暖解决方案。
余热回收解决方案通过回收低品位工业余热，生产高温热水用于市政供暖或工艺加热，帮助企业实现节能、减排目标。可广泛应用于热电厂、企业自备电厂、市政污水厂、工矿企业及石油化工等领域。
江森自控通过技术创新，以高性能产品及创新方案为企业带来经济、环境及社会综合收益，为中国节能、减排事业做出积极贡献。
江森自控工业级余热回收式热泵，采用开式设计，驱动方式可灵活选用电机驱动或蒸汽透平驱动。热泵产品主要包括电驱动的YEWS，YS，YK，CYK及蒸汽驱动的Titan OM。单机制热量范围从400KW 到30MW，热水出水温度范围从45℃到82℃。
特色产品
约克TITAN™多级离心式热泵
江森自控旗下约克TITAN™工业级离心式热泵机组，单机制热能力达30MW，单机热水出水温度可达82℃，可广泛应用于区域能源中心、大型工业厂房、城市集中供暖等大型集中供热/采暖场合。
约克YDST单级离心式高温热泵机组
此机组回收利用电厂凝汽器冷却水低品位热量，用于城市大规模集中供暖，也可增加热电厂供热能力，降低热电厂运行能耗，节能、节水、减排。
成功案例
沈阳市政污水余热回收集中供暖
山东某热电厂冷却水余热回收集中供暖
市场活动
第四届中国国际分布式能源及储能技术设备展览会
约克TITAN™多级离心式热泵
约克YDST单级离心式高温热泵机组
离心式热泵工业余热回收解决方案
论文蒸汽驱动型压缩式热泵在热电厂余热回收中的应用
蒸汽驱动型离心式热泵在热电厂及市政污水厂余热回收集中供暖中的应用
来源：中国制冷学会 如有侵权，请联系删除。
Contact：138 181 54378 ;13818154378@qq.com;
现代生产生活中存在大量的用热需求，区域供暖、生活热水、工艺浓缩等等，甚至农产品干燥等流程也需要大量热能。工业生产往往还需要大量的蒸汽，蒸汽的产生也需要消耗大量热能。传统热能提供的方法主要通过化石燃料的燃烧或电加热，需要耗费巨大能量，燃料燃烧还造成了环境污染，而热泵技术则可以通过消耗少量的电能从低温热源中提取能量，以热泵工质为载体将热能温度升高并供给用户，因此热泵可以比传统的加热方法节约数倍的能量消耗。就余热回收式热泵而言，其主要利用生产生活中产生的废热形成低温热源，同时部分系统也采用空气、土壤、水源作为辅助低温热源，选取合适的热泵工质和循环系统，即可大幅度提升热能品质，并供给用户侧。
目前用于余热回收的热泵系统主要包括压缩式热泵和吸收式热泵，在包括热电和化工等行业的余热回收中扮演了重要角色。除此之外，基于特定场景的吸收式换热技术和热泵干燥技术的重要性也越来越明显，并在远距离供热和工农业干燥中发挥了重要作用。
压缩式热泵
蒸汽压缩式热泵系统是最常见的热泵系统之一，热泵工质在低温热源的加热下，发生蒸发相变，之后低温的热泵工质蒸汽进入压缩机，在压缩过程中增压升温，压缩机出口排出的高温高压热泵工质进入冷凝器相变放热，将蒸发、压缩中吸收的能量传递到高温侧。近年来兆瓦级的压缩式热泵在工业余热回收中取得了快速进展，下图所示的就是应用于钢铁厂余热回收供暖的独立双系统离心式压缩热泵机组，在实现30℃以上的温度提升下可以保证系统COP在6以上，单机制热量达到了9 MW以上。
图1用于余热回收的独立双系统离心式压缩热泵机组
蒸汽压缩式热泵这个名词经常与工业热泵联系在一起，主要用于热供应过程的余热回收，也称之为高温热泵，这也是近年来压缩式热泵的研究热点。在实际应用中，由于存在热源温度较低，用热温度高等问题，常常要对热泵系统进行一些优化设计，由此形成了如喷射压缩式热泵、双级压缩等热泵系统。在循环以外，高温循环工质是压缩式高温热泵的“血液”，热泵工质往往从制冷剂中选取，同时制冷剂与润滑油混合后的热稳定性也是系统设计中需要重点考虑的因素，此外热泵工质需要具有与金属材料或其他化学材料良好的相容性，避免在运行过程中降解。下图就是以水蒸气为工质的超高温压缩式热泵（VHTHP），当系统温升为40℃时，此时冷凝温度为127℃，系统COP为4.2。
图2 热泵技术的划分与水蒸气热泵
对高温热泵来说，目前的研究方向主要集中在新型制冷剂的开发和利用，系统循环形式的优化与系统供热温度的提升这几个方面。而为了实现如上目标，R1336mzz(Z)、R1233zd(E)或R718（水）等新工质的应用，抑或是大型离心式压缩机、螺杆式压缩机的开发都引起了学界和产业界的关注和研究。尽管高温热泵技术已经在许多工业和生活应用场景下开始发挥了作用，然而由于缺乏对工业用热的明确认识、低GWP环保制冷剂的匮乏以及相比与电力与化石燃料的较高的投入成本，高温热泵技术的推广仍然存在着许多困难。未来高温热泵领域的研究主要将集中在以下几个方面：高温换热器和压缩机的设计、高效热力循环构建和热泵系统部件材料优化。
吸收式热泵
工业余热具有体量大和温度分布复杂的特点，此外在进行工业余热回收时用户侧的需求也通常是多变的，除了低温段的供暖和生活热水需求外，还包括中温段的工业流程预热和高温段的工业蒸汽供给等。吸收式热泵以高温蒸汽、余热热水、化石能源燃烧等的热能为驱动能源，通过不同的循环方式实现热能的品位提升或体量增加等目的，在采用不同热源、余热和热泵循环时可以满足60~150℃的热能输出，是工业余热利用的重要方式之一。与只有升温型的压缩式热泵不同，吸收式热泵不但具有升温型的热泵循环还具有增量型的热泵循环方式，一般增量型的吸收式热泵被称为第一类吸收式热泵，而升温型吸收式热泵被称为第二类吸收式热泵或吸收式热变温器。增量型吸收式热泵在采用高温热源驱动的时候可以回收低温余热并进行温度提升，而中温输出热量是高温热源量与低温余热回收量之和，因此可以达到热能增量的目的。升温型吸收式热泵在仅以中温余热进行驱动时，可以产生高温的输出，因此可以达到热能品位提升的目的。吸收式热泵对于热能品位和体量的灵活转换也使得它非常适合于工业余热回收与转换。
第一类吸收式热泵在用于余热回收时输出温度不高，因此其主要目的是供暖。IEA热泵中心的工业热泵报告中介绍了吸收式热泵应用于奥地利一家生物质能发电站的案例，该电站采用77%的木材和23%的内部加工残留物作为燃料，可提供5 MW的电量输出和30 MW的热输出。本案例中用了容量为7.5 MW的吸收式热泵回收烟气中的余热，当吸收式热泵蒸发温度低于50 ℃时即可达到烟气露点温度并从烟气中回收水蒸气的冷凝热。吸收热泵的驱动热源来自蒸汽轮机中温度为165 ℃的蒸汽，并向区域供暖提供95 ℃的热输出。
图3 用于低温余热回收供暖的一类吸收式热泵
第二类吸收式热泵的输出温度高，因此其主要目的是工业用热供给。例如在橡胶合成工业中，反应釜顶部产生温度约为96.5℃的热气需要被冷却从而回收其中温度约为80℃的冷凝水，另一方面反应釜底部需要持续地供给102.5℃热输入，这部分原本需要采用蒸汽进行加热，而如果采用二类吸收式热泵一方面回收反应釜顶部气体释放的冷凝热，另一方面为反应釜底部提供高温热输入就可以达到节省蒸汽的目的。
现阶段基于常规流程的吸收式热泵的应用已经逐渐成熟，包括一类二类热泵和单效、双效以及两级等多种流程也可以满足余热回收的基本需求，并已经在工业余热回收中广泛使用，一些具体实施的案例也具有可观的经济和环境效益，其进一步推广仍然依赖于系统的经济性，因此吸收式热泵的未来发展主要包括：（1）结合余热回收的实际场景进一步提升吸收式热泵效率、适应性和整个余热回收系统的能量回收效率是进一步推广应用的关键。（2）结合实际余热回收场景进行带有热能转换的复杂余热换热网络优化以及因地制宜地开发多种先进吸收式热泵技术仍然是需要高校和产业共同努力的方向。
吸收式换热技术
低品位余热源与需求间往往存在显著的空间差异性，例如在余热回收供暖中余热往往在工业园区比较集中，但用热方则是居民区并远离工业园区。作为提取低品位工业余热实现供热的重要手段，吸收式热泵与吸收式换热器被广泛应用在集中供热系统中，其中吸收式换热器更擅长低品位热量的长距离输送，并可以分为第一类和第二类吸收式换热器。
第一类吸收式换热器可以实现小流量侧的热源出口温度低于大流量侧热汇的进口温度，其本质上是第一类吸收式热泵与水-水换热器的组合，一次网水（热源测热水）首先经过吸收式热泵的发生器作为热源，将一部分热量通过冷凝器传递给一部分二次网水（热汇侧热水），之后发生器的一次网出水进入水-水板式换热器，将热量进一步释放给一部分二次网水，进而板换出口的一次网水最终进入吸收式热泵的蒸发器进一步降温，其热量抬升品位后用于加热一部分二次网热水，最终实现一次网出水温度低于二次网进水温度。第一类吸收式换热器可以在末端热力站比常规技术实现更低的回水温度，并提升热能输配能力。
第二类吸收式换热器可以实现小流量侧热汇的出口温度高于大流量侧热源的进口温度，实质上是第二类吸收式热泵与水-水换热器的组合。热源分成三部分，一部分进入发生器，将热量通过冷凝过程释放给热汇侧进口热水，同时热源温度与热汇侧进口段温度之间形成驱动温差，制备出浓溶液；之后冷凝器出口的热汇侧热水进入水-水板换被一部分热源加热，之后热汇侧热水进入吸收器，同时最后一部分低品位热源被送入蒸发器，在驱动温差的作用下，低品位热源抬升品位后将热量释放给溶液进而释放给热汇侧热水，使得热汇侧热水经过吸收器后输出系统最高温度的出水，从而使得热汇侧出水高于热源侧进水。第二类吸收式换热器可以在低品位热源供给段提升低品位热源供给温度，并提升热能输配能力。
吸收式换热器的典型应用是利用两类吸收式换热器实现低品位余热的长距离输送。如图所示，在热源处通过第二类吸收式换热器将热量从小的供回水温差变换为一次网大的供回水温差以进行长距离输热；在末端热力站，通过第一类吸收式换热器，将热量自一次网的大供回水温差变换为二次网的小供回水温差，用于建筑末端的供热。从而加大热量的输送温差，实现低品位工业余热的长距离输送。
图4 基于吸收式换热器的远距离热输送
热泵干燥技术
采用热泵进行余热回收所产生的热量不但可以用于供暖，还可以广泛应用于工农业生产中的干燥过程。干燥是以热的方式将水分从物料中脱除的过程，也是高耗能生产单元，在一些产品生产中，干燥过程所消耗的能量甚至占到生产总能耗的30%-70%，因此在保证物料干燥品质的前提下需要寻求降低能耗的方式十分重要。和传统干燥方式相比，热泵干燥具有很多优点，包括具有更高的能源利用效率以及受外部天气因素影响较小等，在与余热回收结合后可以达到进一步提升能效的目的。
图5 热泵除湿干燥技术原理与半开式烟草热泵干燥系统实物
目前热泵干燥系统多采用蒸汽压缩式的空气源热泵，其具有更广泛的适应性。根据实际应用需求将热泵干燥技术分为如下几类：除湿型、双热源型、半开式、密闭主机室型、多级串联型和水蒸气直接压缩型。为了实现更加节能和高效的热泵干燥，近年来该技术主要在以下方面取得了进展。
（1）结合多能互补的新思路开展研究工作，包括与太阳能、微波、余热和电热等的结合。与太阳能结合的主要特点是以太阳能为主，晚上利用热泵补热。与微波干燥结合的特点是干燥初期高湿阶段采用热泵，后期以微波为主进行干燥以降低干燥时间。与蒸汽、电热耦合主要是在热泵达不到的80ºC以上的高温升温阶段使用。
（2）结合干燥工艺开展相关研究工作，围绕热泵特点开发不同的干燥工艺设备。相关研究非常多，农业方面包括烟叶、玫瑰花、红枣、山药等都已得到一定的应用，最大宗是南方稻谷干燥开始大量采用热泵，东北的热泵玉米干燥技术也在发展。工业方面包括污泥、挂面、蚊香、木材、树脂等的热泵烘干技术也在逐渐展开。当前，传统工业干燥的废气排放愈来愈严格，白烟和异味的控制成为重点，采用热泵干燥有可达到近零排放的要求，会有很大的发展空间。
（3）结合具体干燥物料对象的不同，有针对性的开展新技术、新装备的开发，这对热泵干燥技术应用领域的不断开拓有重要的意义。南方由于四季温度较高，空调制热模式的热泵干燥技术得到了快速的发展；但对于北方地区冬季低温的特定情况，国内开发了密闭主机室配合低温空气源热泵和相变材料蓄热的新思路，系统操作简单易行，得到了一定的发展推广。针对东北冬季粮食干燥的特点，国内开发了综合多级串联除湿、梯级加热及热管回热的完整方案，表明在冬季严寒条件下可以得到高于南方环境条件下的热泵干燥效率。
热泵的余热回收集中供暖解决方案。
余热回收解决方案通过回收低品位工业余热，生产高温热水用于市政供暖或工艺加热，帮助企业实现节能、减排目标。可广泛应用于热电厂、企业自备电厂、市政污水厂、工矿企业及石油化工等领域。
江森自控通过技术创新，以高性能产品及创新方案为企业带来经济、环境及社会综合收益，为中国节能、减排事业做出积极贡献。
江森自控工业级余热回收式热泵，采用开式设计，驱动方式可灵活选用电机驱动或蒸汽透平驱动。热泵产品主要包括电驱动的YEWS，YS，YK，CYK及蒸汽驱动的Titan OM。单机制热量范围从400KW 到30MW，热水出水温度范围从45℃到82℃。
特色产品
约克TITAN™多级离心式热泵
江森自控旗下约克TITAN™工业级离心式热泵机组，单机制热能力达30MW，单机热水出水温度可达82℃，可广泛应用于区域能源中心、大型工业厂房、城市集中供暖等大型集中供热/采暖场合。
约克YDST单级离心式高温热泵机组
此机组回收利用电厂凝汽器冷却水低品位热量，用于城市大规模集中供暖，也可增加热电厂供热能力，降低热电厂运行能耗，节能、节水、减排。
成功案例
沈阳市政污水余热回收集中供暖
山东某热电厂冷却水余热回收集中供暖
市场活动
第四届中国国际分布式能源及储能技术设备展览会
约克TITAN™多级离心式热泵
约克YDST单级离心式高温热泵机组
离心式热泵工业余热回收解决方案
论文蒸汽驱动型压缩式热泵在热电厂余热回收中的应用
蒸汽驱动型离心式热泵在热电厂及市政污水厂余热回收集中供暖中的应用
【#东北拉闸限电与能耗双控无关#，这三点才是真实原因】#东北拉闸限电真实原因#马路上红绿灯不亮，居民楼电梯突然停电，东北三省的限电问题正在引发全国关注。此次东北限电与双控无关，是电力供应短缺所致。一般而言，如果出现用电紧张，受影响的首先是工商业用电，对其采取有序用电措施，居民用电是政府和电力部门优先保障的对象。而近日东北出现了居民用电被突然拉闸限电的情况。东北此次罕见的居民用电被拉闸背后，是多重因素叠加的结果。其直接原因，是电网运行面临事故风险。
一份9月23日由国家电网东北电力调度中心签发的东北电网拉闸限电预通知单信息显示，全网频率调整手段已经用尽，鲁固直流送山东、高岭直流送华北线路不具备调减空间，系统频率低于49.8赫兹。根据相关文件规定，为保证电网安全运行，采取事故拉闸限电。
根据这份通知，辽宁、吉林、黑龙江三省预计23日下午16时30分至21时30分需要拉闸限电，被限容量分别44万千瓦、36万千瓦和20万千瓦，合计100万千瓦。《财经》记者从相关人士处确认了通知单的真实性。
中国电网正常运行的频率是50赫兹，允许一定范围波动。而49.8赫兹是第一道重要的安全阈值，当电网频率低于49.8赫兹时，需要开启拉闸限电，否则面临更大范围解列崩溃事故风险。
出现有序用电乃至拉闸限电，作为电力供应压舱石的煤电出力不足是最根本原因。9月26日吉林省召开全省保电煤供应保温暖过冬保工业运行视频调度会，吉林省常务副省长吴靖平指出，受全国性煤炭紧缺、煤价高企、煤电价格倒挂影响，目前绝大多数省份出现供电紧张局面。而另据《财经》了解，近日用电紧张期间，辽宁的火电出力仅为装机容量的一半左右。
煤电出力困难之外，多个不可忽视的突发因素恶化了东北的电力供需。首先是有序用电没有很好执行。有当地电网公司人士表示，拉闸之前有序用电已经执行了十来天，但到后来用户并没有很好执行，也就是没有按照要求停电，电网公司对此没有办法。
也有业内知情人士表示，东北地区在90年代之后已经很久没有出现过大规模的有序用电，地方政府与有序用电企业对此并不重视，应对不足，也有抗拒心理，一开始会执行，后来慢慢用电就回来了；此外，在东北多年并不缺电的背景下，拉闸限电极为罕见，而东北工业负荷并不算高，电网公司经验也不足，导致拉闸操作不够精细。
新能源比例增高也提高了电力系统面临的风险。辽宁省工信厅提及，此次拉闸限电前，出现风电骤降。据《财经》记者了解，东北三省风电总装机达到约3500万千瓦，但在9月21日冷空气过后，风电出力出现明显下降，近日限电期间，风电出力远不足装机容量的10%。
这类问题此前已经出现，国家电网调度控制中心专家在9月27日电力市场国际峰会上介绍，今年夏季高峰期时，东北3500万千瓦风电装机一度总出力只有3.4万千瓦，虽然是瞬时小概率事件，但电力供应要保证全年随时随刻的稳定供应，矛盾非常突出。
此外，如前述拉闸限电预通知单提及，东北电网通过鲁固直流、高岭直流外送华北、山东。据《财经》记者了解，为减少外送，东北与外省的短周期电力交易已经暂停，但此前签订的年度中长期交易已经经过安全校核，且山东、华北电力供应也偏紧，因此这部分外送电量难以继续调减。
煤炭供应紧张，煤价高企、煤炭价格和电价倒挂是导致当前作为电力系统压舱石的煤电出力不足的根本原因，也直接导致多个省份的电力供应紧张，并有扩大之势，燃煤之急迫在眉睫。
据《财经》记者了解，眼下正处于传统用煤淡季，煤价与存煤天数却分别站上历史同期最高点与最低点。动力煤实际市场价目前每吨1600多元，约为2020年初的三倍,远超指数价格；全国重点电厂存煤可用天数则降至10.3天，远低于淡季时20天的红线要求。
造成煤价“淡季不淡”的原因有哪些？供给不足是最大推手。多位煤炭分析师对《财经》记者表示，火电出力不足一方面是确实有部分电厂因为资金压力缺乏采购意愿，但主要在于缺煤，根本买不到。
据国家统计局数据，今年1-8月全国原煤产量26亿吨，同比增长4.4%。尽管原煤产量正增长，但增速却远低于用电量增速。1-8月，全国发电量5.39万亿千瓦时，同比增长11.3%。此外，自去年开始，受内蒙古涉煤反腐“倒查20年”，安监、环保力度增大以及超能力生产入刑等因素影响，大量表外煤炭产能被压缩。
上述规定实施后，煤矿超产意愿大幅降低，严格按照核定产能生产。一家期货公司煤炭研究员告诉《财经》记者， 一般煤矿的生产弹性非常大，比如核定产能100万吨，但设计生产能力其实是按照300万-600万吨建设的。
由于电煤一直保有利润，煤矿多生产就多挣钱，如内蒙的出厂煤只要市场煤价在100元以上就能挣钱，因此煤矿超产在过去一直是行业常态。这部分煤炭表外量难以核计。但据山西金正能源科技有限公司首席专家曾浩汇总各口径数据汇总计算，目前全社会电煤库存较去年入冬前低了近9000万吨。
东北可能是全国缺煤最为严重的地区之一，东北也由于将限电范围扩大至居民用电被推上风口浪尖。一位煤炭机构资深分析师对《财经》记者表示，自2016年开始，在煤炭去产能政策的推动下，东北三省退出了较多煤矿产能，且面临较大的入冬补库需求，主要依赖于蒙东煤矿的调入。
经《财经》记者统计，2020年黑龙江、辽宁、吉林原煤产量合计0.93亿吨，较2016年的1.13亿吨下滑约17.7%，东北三省占全国煤炭总产量的比例也由3%下滑至2.4%。
一份9月23日由国家电网东北电力调度中心签发的东北电网拉闸限电预通知单信息显示，全网频率调整手段已经用尽，鲁固直流送山东、高岭直流送华北线路不具备调减空间，系统频率低于49.8赫兹。根据相关文件规定，为保证电网安全运行，采取事故拉闸限电。
根据这份通知，辽宁、吉林、黑龙江三省预计23日下午16时30分至21时30分需要拉闸限电，被限容量分别44万千瓦、36万千瓦和20万千瓦，合计100万千瓦。《财经》记者从相关人士处确认了通知单的真实性。
中国电网正常运行的频率是50赫兹，允许一定范围波动。而49.8赫兹是第一道重要的安全阈值，当电网频率低于49.8赫兹时，需要开启拉闸限电，否则面临更大范围解列崩溃事故风险。
出现有序用电乃至拉闸限电，作为电力供应压舱石的煤电出力不足是最根本原因。9月26日吉林省召开全省保电煤供应保温暖过冬保工业运行视频调度会，吉林省常务副省长吴靖平指出，受全国性煤炭紧缺、煤价高企、煤电价格倒挂影响，目前绝大多数省份出现供电紧张局面。而另据《财经》了解，近日用电紧张期间，辽宁的火电出力仅为装机容量的一半左右。
煤电出力困难之外，多个不可忽视的突发因素恶化了东北的电力供需。首先是有序用电没有很好执行。有当地电网公司人士表示，拉闸之前有序用电已经执行了十来天，但到后来用户并没有很好执行，也就是没有按照要求停电，电网公司对此没有办法。
也有业内知情人士表示，东北地区在90年代之后已经很久没有出现过大规模的有序用电，地方政府与有序用电企业对此并不重视，应对不足，也有抗拒心理，一开始会执行，后来慢慢用电就回来了；此外，在东北多年并不缺电的背景下，拉闸限电极为罕见，而东北工业负荷并不算高，电网公司经验也不足，导致拉闸操作不够精细。
新能源比例增高也提高了电力系统面临的风险。辽宁省工信厅提及，此次拉闸限电前，出现风电骤降。据《财经》记者了解，东北三省风电总装机达到约3500万千瓦，但在9月21日冷空气过后，风电出力出现明显下降，近日限电期间，风电出力远不足装机容量的10%。
这类问题此前已经出现，国家电网调度控制中心专家在9月27日电力市场国际峰会上介绍，今年夏季高峰期时，东北3500万千瓦风电装机一度总出力只有3.4万千瓦，虽然是瞬时小概率事件，但电力供应要保证全年随时随刻的稳定供应，矛盾非常突出。
此外，如前述拉闸限电预通知单提及，东北电网通过鲁固直流、高岭直流外送华北、山东。据《财经》记者了解，为减少外送，东北与外省的短周期电力交易已经暂停，但此前签订的年度中长期交易已经经过安全校核，且山东、华北电力供应也偏紧，因此这部分外送电量难以继续调减。
煤炭供应紧张，煤价高企、煤炭价格和电价倒挂是导致当前作为电力系统压舱石的煤电出力不足的根本原因，也直接导致多个省份的电力供应紧张，并有扩大之势，燃煤之急迫在眉睫。
据《财经》记者了解，眼下正处于传统用煤淡季，煤价与存煤天数却分别站上历史同期最高点与最低点。动力煤实际市场价目前每吨1600多元，约为2020年初的三倍,远超指数价格；全国重点电厂存煤可用天数则降至10.3天，远低于淡季时20天的红线要求。
造成煤价“淡季不淡”的原因有哪些？供给不足是最大推手。多位煤炭分析师对《财经》记者表示，火电出力不足一方面是确实有部分电厂因为资金压力缺乏采购意愿，但主要在于缺煤，根本买不到。
据国家统计局数据，今年1-8月全国原煤产量26亿吨，同比增长4.4%。尽管原煤产量正增长，但增速却远低于用电量增速。1-8月，全国发电量5.39万亿千瓦时，同比增长11.3%。此外，自去年开始，受内蒙古涉煤反腐“倒查20年”，安监、环保力度增大以及超能力生产入刑等因素影响，大量表外煤炭产能被压缩。
上述规定实施后，煤矿超产意愿大幅降低，严格按照核定产能生产。一家期货公司煤炭研究员告诉《财经》记者， 一般煤矿的生产弹性非常大，比如核定产能100万吨，但设计生产能力其实是按照300万-600万吨建设的。
由于电煤一直保有利润，煤矿多生产就多挣钱，如内蒙的出厂煤只要市场煤价在100元以上就能挣钱，因此煤矿超产在过去一直是行业常态。这部分煤炭表外量难以核计。但据山西金正能源科技有限公司首席专家曾浩汇总各口径数据汇总计算，目前全社会电煤库存较去年入冬前低了近9000万吨。
东北可能是全国缺煤最为严重的地区之一，东北也由于将限电范围扩大至居民用电被推上风口浪尖。一位煤炭机构资深分析师对《财经》记者表示，自2016年开始，在煤炭去产能政策的推动下，东北三省退出了较多煤矿产能，且面临较大的入冬补库需求，主要依赖于蒙东煤矿的调入。
经《财经》记者统计，2020年黑龙江、辽宁、吉林原煤产量合计0.93亿吨，较2016年的1.13亿吨下滑约17.7%，东北三省占全国煤炭总产量的比例也由3%下滑至2.4%。
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