«Дослідження можливостей використання відпрацьованого шахтного повітря з метою розробки енергоефективних рішень»

Науковий керівник: доцент Грідін Сергій Васильович

Реферат з теми випускної роботи

Відповідно до технологічних умов і для дотримання норм загазованості в шахтних стволах і у вибоях застосовуються вентилятори для продувки і виносу шахтного повітря на поверхню. Відносно висока і постійна, незалежно від сезону, температура цього повітря - до +25 ºС, робить його привабливим джерелом енергозбереження, до того ж цє повітря, проходячи крізь вугільні пласти, насичується метаном, в процентному співвідношенні до 1%. Приблизно 80% вентиляційного повітря що викидається в атмосферу має такий зміст метану.

У даній роботі розглядається можливість утилізації та повторного використання відпрацьованого шахтного повітря для потреб шахтної котельні, розташованої в безпосередній близькості від вентиляційного стовбура.

Для скорочення витрат на паливні ресурси можна розглядати наступні варіанти застосування шахтного повітря в умовах нестабільної цінової політики як на світовому, так і внутрішньому українському енергетичному ринку:

а) підігрівати живильну воду перед її подачею в систему теплопостачання, а також воду, що використовується для гарячого водопостачання;

б) використовувати шахтне повітря для інтенсифікації горіння палива (безпосередньо в топці котла);

в) економити паливо за рахунок метану що міститься в шахтному повітрі.

Для здійснення даних енергозберігаючих заходів необхідно провести наступні роботи:

1) монтаж системи гнучкого воздуховода від шахтного вентилятора до котельні;

2) вибір і встановлення теплообмінника;

3) забезпечення доступу шахтного повітря безпосередньо до пальників котлів.

Шахтна котельня, на базі якої можна впровадити даний проект, є опалювальної, складається з трьох котлів ДКВР 10-13 (перше число позначає паро-продуктивність, т / рік; друге - тиск пари в барабані котла, кгс/см²). Постійно працюють два котла; витрати природного газу становить 1105 м³ / год; температура шахтного повітря перед теплообмінником становить +24 градуси Цельсія.

Для здійснення заходів необхідно:

1. обрати теплообмінник, для чого необхідно визначити витрати води та повітря через нього, а також його теплову потужність;

2.  обрати воздуховод, з огляду на відстань від шахтного вентилятора до котельні;

3. обрати вентилятор для забезпечення відводу необхідної кількості повітря від потоку головного шахтного вентилятора

Економічний ефект досягається за рахунок:

- Підігріву живильної води, що надходить в котел, для поповнення втрат води в мережі. При підігріві води на 10 градусів відносна економія палива складе: 1,54%;

- Економія при використанні шахтного повітря для горіння палива складає: 1,5%;

- Економія палива за рахунок міститься в шахтному повітрі метану дозволяє знизити кількість спаленого в топці котлів природного газу на 9,7%.

У підсумку, сумарна економія палива може скласти (при річному витраті природного газу в шахтній котельні рівною 20 млн. м3):

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

Описані заходи є середньовитратних і високоефективними, оскільки окупаються протягом одного опалювального періоду.

Таким чином, вищевикладений варіант часткової утилізації шахтного повітря з використанням його тепла для потреб котельні комплексно відповідає на цілий ряд питань:

- Економічних: економія палива (природного газу), скорочення споживання природних ресурсів шляхом раціоналізації споживання палива;

- Екологічних: при економії непоновлюваного виду палива - природного газу зменшується негативний вплив на навколишнє середовище, в тому числі і від значного викиду підігрітого повітря в атмосферу;

- Соціальних: дотримання повного комплексу заходів спрямованих на безпеку здоров'я і життєдіяльності людини.