Баранов Артём Валентинович

«Исследование возможностей использования отработанного шахтного воздуха с целью разработки энергоэффективных решений»

Реферат по теме выпускной работы

В соответствии с технологическими условиями и для соблюдения норм загазованности в шахтных стволах и в забоях применяются вентиляторы для продувки и выноса шахтного воздуха на поверхность. Относительно высокая и постоянная, вне зависимости от сезона, температура этого воздуха – до +25 ºС, делает его привлекательным источником энергосбережения, к тому же данный воздух, проходя сквозь угольные пласты, насыщается метаном, в процентном соотношении до 1%. Примерно 80% выбрасываемого в атмосферу вентиляционного воздуха имеет такое содержание метана.

В данной работе рассматривается возможность утилизации и повторного использования отработанного шахтного воздуха для нужд шахтной котельной, расположенной в непосредственной близости от вентиляционного ствола.

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

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

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

в) экономить топливо за счёт содержащегося в шахтном воздухе метана.

Для осуществления данных энергосберегающих мероприятий необходимо провести следующие работы:

1) монтаж системы гибкого воздуховода от шахтного вентилятора до котельной;

2) выбор и установка теплообменника;

3) обеспечение доступа шахтного воздуха непосредственно к горелкам котлов.

Шахтная котельная, на базе которой можно внедрить данный проект, является отопительной, состоит из трёх котлов ДКВР 10-13 (первое число обозначает паро- производительность, т/ч; второе - давление пара в барабане котла, кгс/см²). Постоянно работают два котла; расход природного газа составляет 1105 м³/ч; температура шахтного воздуха перед теплообменником составляет +24 градуса Цельсия.

Для осуществления мероприятий необходимо:

        3.  выбрать вентилятор для обеспечения отвода необходимого количества воздуха от потока главного шахтного вентилятора

Экономический эффект достигается за счёт:

- подогрева питательной воды, поступающей в котёл, для восполнения потерь воды в сети. При подогреве воды на 10 градусов относительная экономия топлива составит: 1,54%;

- экономия при использовании шахтного воздуха для горения топлива составляет: 1,5%;

- экономия топлива за счёт содержащегося в шахтном воздухе метана позволяет снизить количество сжигаемого в топке котлов природного газа на 9,7%.

В итоге, суммарная экономия топлива может составить (при годовом расходе природного газа в шахтной котельной равной 20 млн. м³):

                    В_эк = 20∙ (1 - (1 – 0,0154) ∙ (1 – 0,015) ∙ (1 – 0,097)) = 2,485 млн. м³.                   

Описанные мероприятия являются среднезатратными и высокоэффективными, поскольку окупаются в течении одного отопительного периода.

Таким образом, вышеизложенный вариант частичной утилизации шахтного воздуха с использованием его тепла для нужд котельной комплексно отвечает на целый ряд вопросов:

– экономических: экономия топлива (природного газа), сокращение потребления природных ресурсов путём рационализации потребления топлива;

– экологических: при экономии исчерпаемого вида топлива – природного газа уменьшается негативное воздействие на окружающую среду, в том числе и от значительного выброса подогретого воздуха в атмосферу;

– социальных: соблюдение полного комплекса мер направленных на безопасность здоровья и жизнедеятельности человека.