Тагиев Санан Мехман оглы

Авдонина Анна Алексеевна

Толкачев Сергей Олегович

ФГБОУ ВПО «Кузбасский Государственный Технический Университет

им. Т.Ф. Горбачева», г. Кемерово

ЭНЕРГОМЕНЕДЖМЕНТ УГОЛЬНых ПРедприятий. Теплонасосные технологии В угольной промышленности (Часть I)

Сложное экономическое положение, в котором сейчас находится угольная промышленность России, обусловлено рядом объективных факторов, связанных с общим состоянием экономики страны и энергетической стратегией, ориентированной на преимущественное использование газообразного и жидкого топлива. Многие страны мира уже признали уголь стратегическим топливом из-за его огромных запасов и уже сейчас ведут активные работы по повышению эффективности его добычи и использования. Недалека от этого и Россия. Нерентабельность большинства шахт, связанная с высокой себестоимостью добычи угля, большие непроизводительные расходы и сложная экологическая ситуация в этих регионах – вот основные проблемы угледобывающих предприятий [1].

Достаточно большая часть непроизводительных расходов любого предприятия – теплообеспечение своих объектов, поэтому использование нетрадиционных источников энергии в этой области является очень перспективным направлением в энергосбережении.

В связи с непрерывным ростом стоимости топливно-энергетических ресурсов и экологических требований к чистоте атмосферного воздуха требуются новые радикальные подходы к проблеме использования геотермальных, гидротермальных источников, вторичных ресурсов промышленных предприятий, снижения имеющихся затрат на отопление и горячее водоснабжение в коммунальном секторе.

Существенное улучшение экономических и экологических характеристик производства тепловой энергии можно достичь с помощью теплонасосных установок (ТНУ), использующих низкопотенциальную теплоту возобновляемых и вторичных энергетических ресурсов для целей теплоснабжения.

К источникам низкопотенциальной теплоты угольных предприятий относятся теплота горных пород, шахтные воды, вентиляционные выбросы, оборотная вода технологических процессов, хозяйственно-бытовые стоки в коммунальном хозяйстве. Имеющуюся теплоту можно утилизировать с помощью теплонасосных технологий.

Преимущества применения современных тепловых насосов.

Получение 3–8 кВт тепловой энергии на 1 кВт затраченной электрической. Организация с высокими значениями коэффициентов преобразования при относительно невысоких температурах низкопотенциальных источников (t_нпи = 10-20 °C) при работе ТНУ по циклу, максимально приближенному к наиболее совершенному треугольному циклу Лоренца. Теплонасосное теплоснабжение с такими высокими коэффициентами преобразования делает теплонасосное отопление и горячее водоснабжение (ГВС) конкурентоспособным с ТЭЦ.

Рассредоточение выбросов в регионе. При наличии достаточно больших источников низкопотенциальной теплоты с приводом компрессоров от двигателей внутреннего сгорания (ДВС) или с газопоршневым малооборотным приводом (при наличии природного газа) с максимальной утилизацией сбросного тепла (водяной радиатор, масляный радиатор, тепловые выбросы выхлопных газов) в таких ТНУ можно получать тепловую энергию для отопления и ГВС с высокой температурой 90-110 °C, прежде всего для ЖКХ, с использованием каскадных теплонасосных схем.

Обеспечение надежного и экономичного теплоснабжения объектов угольных предприятий. Организация автономного теплонасосного теплоснабжения малых городов и сел, особенно при использовании ТНУ с газопоршневым приводом.

Полная независимость от поставщиков тепловой энергии.

Минимизация протяженности тепловых сетей и, сокращение значительных потерь и затрат на их обслуживание, снижение издержек на выработку тепловой энергии и увеличение надежности теплоснабжения.

Шахтные воды имеют большой потенциал тепловой энергии. Предприятиями угольной отрасли ежегодно сбрасывается в открытые водоемы около 2 млрд м³ шахтных вод, из которых около 50 % являются нейтральными. С этими водами в окружающую среду сбрасывается более 50 млн ГДж низкопотенциальной теплоты, которая при благоприятных условиях может быть утилизирована.

Температурный режим шахтных вод определяется глубиной разработки на шахтном поле, технологией работ и зависит от времени года. Температура откачиваемой воды по различным шахтам составляет 11–30 °C.

Шахтные воды загрязнены механическими примесями, нефтепродуктами, другими специфическими загрязнителями. Состав шахтных вод формируется под влиянием разнообразных процессов, происходящих в самих подземных водах, а также под влиянием ряда естественных и искусственных факторов, влияющих на состав этих вод.

Список литературы:

1. Пойлов О.А., Хохлявин С.А. Энергоменеджмент (ISO 50001) – ключевой инструмент энергосбережение // ЭСКО. 2011. № 5 (74). С. 47-78.

2. Закиров Д.Г., Закиров Д.Д. Теплонасосные технологии в горнорудной, угольной промышленности и в сфере ЖКХ // ЭСКО. 2013. № 11.

3. Закиров Д. Д. Утилизация низкопотенциального тепла источников горной промышленности для теплоснабжения угольных шахт // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Пермь, 2003.