Використання теплого повітря, як дуття для шахтних котелень

В связи с тем, что вентиляционный поток проходит по горным выработкам, он содержит шахтный газ – метан, в процентном соотношении до 0,75% к общему количеству воздуха. Что не противоречит нормам концентрации для предела взрываемости смеси горючих газов, в соответствии с которыми: С_сн4 = 4 - 6% - нижний предел горючести; С_сн4 = 9,5% - взрыв максимальной мощности.

Кроме того шахтный воздух содержит, так называемую, респирабельную угольную пыль фракции менее 10 мкм, которая образуется при горных работах, а также из-за самодиспергации более крупных частиц наночастицы которой не удерживают никакие фильтры.

Рассмотрим возможность утилизации, повторного использования отработанного шахтного воздуха для нужд шахтной котельной, расположенной в непосредственной близости от вентиляционного ствола. Шахтная котельная является неотъемлемой и важной частью предприятия для добычи угля, ведь она не только создаёт комфортные условные для работы административно-бытового комбината, но и круглосуточно снабжает шахтные сушилки паром, душевые – горячей водой, а в зимнее время производимый ею пар используется для обогрева шахтного ствола и исключения его промерзания.

Наиболее эффективным представляется использование шахтных геотермальных теплообменников, в которых происходит нагрев воздуха до температуры горного массива (30…50⁰С) и выдача него по обособленному каналу (рис.4.2).

Рис. 4.2. Схема подготовки воздуха для использования в шахтной котельной: 1 - воздухоподающий ствол, 2- выработки-теплообменники; 3 – вентиляционный ствол; 4 – дополнительный вентилятор; 5 - теплоизолированный трубопровод; 6 – агрегаты котельной; 7 – дымовая труба

Горячий воздух по теплоизолированному трубопроводу направляют к агрегатам котельной для предварительного подогрева циркулирующей в системе воды, а также в качестве дутья в топку.

Для сокращения расходов на топливные ресурсы можно рассматривать следующие вариант применения шахтного воздуха, в условиях нестабильной ценовой политики, как на мировом, так и украинском энергетическом рынке:

а) подогревать питательную воду перед её подачей в систему теплоснабжения, а также всю воду, используемую для горячего водоснабжения;

б) использовать тёплый шахтный воздух для интенсификации горения топлива, непосредственно в топке котла;

в) экономить горючее, за счёт содержащихся в шахтном воздухе метана и угольной пыли.

Для осуществления данных энергосберегающих мероприятий необходимо провести следующие работы:

1. монтаж теплоизолированного воздуховода от шахтного вентиляционного ствола до котельной;

2. выбор и установка теплообменника, в котором отработанный шахтный воздух подогревает воду, идущую на подпитку системы отопления и горячее водоснабжение;

3. обеспечение доступа шахтного воздуха непосредственно к горелкам котлов.

4.3. Використання геотермальної енергії при роботі енергоблоків комплексів «шахта-теплоелектростанція»

Одним из возможных вариантов использования получаемой при работе ШГТ энергии в промышленных масштабах является перспективная вертикально-интегрированная конструкция «шахта-электростанция». Обладающая рядом технических, организационных и экономических достоинств, схематично она представляет территориально и организационно совмещенные горнодобывающее и энергогенерирующее предприятия. Таким образом, использование получаемой в ШГТ геотермальной энергии создает дополнительные преимущества для комплекса «шахта-теплоэлектростанция». Как показано в предшествующем разделе, тепловую энергию для ТЭЦ можно использовать для предварительного подогрева подпитывающей агрегаты воды и сжигания горючего в топках. Для шахты – существенное сокращение расходования электроэнергии на проветривание горных выработок.

Для определения экономического эффекта от предложенной схемы предложено: по стандартной методике спроектировать ТЭЦ, для перспективных вариантов топлива рассчитать годовые затраты и оценить долю эксплуатационных затрат ТЭЦ которую можно сэкономить, используя попутно извлекаемую геотермальную энергию.

При существующих условиях хозяйствования возможны две схемы получения энергии от глубоких горизонтов угольных шахт: использование в качестве теплоносителя потоков нагретого воздуха на действующих шахтах или использования термальных вод при их откачке из закрытых шахт.

Во всех случаях прямые издержки на извлечения этого тепла являются обшешахтными издержками. То есть себестоимость такой энергии минимальна.

Доходная часть может состоять из трех составляющих:

- доход от снижения объемов условного топлива, которое необходимо было бы сжечь на ТЭЦ,

- сокращения экологических сборов и платежей за выбросы и складирование золы,

- возможных поступлений от продажи квот за единицы сокращения выбросов, в рамках Киотского протокола.

Дата добавления: 2014-01-06