РЕСУРСЫ

Оригинальная статья

УДК 662.926:662.939 Ó Е.М. Пузырев, К.С. Афанасьев, В.А. Голубев, 2021

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 5-2021 /1142/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2021-5-54-61

Название

Разработка шахтных воздухонагревательных установок нового типа

Авторы

Пузырев Е.М., доктор техн. наук, заместитель директора по научной работе ООО «ПроЭнергоМаш-Проект», 656905, г. Барнаул, Россия, e-mail: pem-energo@list.ru

Афанасьев К.С., заместитель директора по проектированию ООО «ПроЭнергоМаш-Проект», 656905, г. Барнаул, Россия, e-mail: pro-energo@list.ru

Голубев В.А., канд. техн. наук, руководитель группы ООО «ПроЭнергоМаш-Проект», 656905, г. Барнаул, Россия, e-mail: wadon@ya.ru

Аннотация

Разработка угольных месторождений шахтным способом связана с опасностью взрывов. Это требует интенсивной вентиляции для вымывания метана до взрывобезопасной концентрации. Во введении рассмотрены особенности выделения метана, в том числе из закрытых шахт, и технологии вентиляции с контролем теплового режима шахт в странах зарубежья. Дан прогноз добычи и использования угля с учетом экологических требований. В основной части статьи дана классификация воздухонагревательных установок (ВНУ), применяемых в России. Основными типами здесь являются ВНУ с калориферами на антифризе и ВНУ с прямым подогревом воздуха в воздухоподогревателе. Оба типа ВНУ для получения энергии на подогрев воздуха используют сжигание угля. Отмечены недостатки и показаны направления совершенствования ВНУ. Рассмотрены новые принципы работы, характеристики и преимущества ВНУ, разработанных и производимых компанией «ПроЭнергоМаш». Они основаны на низкотемпературном сжигании углей и углесодержащих отходов по технологии «Торнадо». Котлы и теплогенераторы с топками «Торнадо» имеют малую эмиссию вредных выбросов, надежны и экономичны.

Ключевые слова

Шахта, метан, вентиляция, экология, экономичность, котлы, теплогенераторы, калориферы, антифриз, вихревая топка.

Список литературы

1. Global methane emissions from coal mining to continue growing evenwith declining coal production / Nazar Kholod, Meredydd Evans, Raymond C. Pilcher et al. // Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 256. P. 1 -12.

2. Совершенствование разработки и вентиляции рудников / С.И. Луговский, Э.И. Шкута, И.Б. Ошмянский и др. М.: Недра, 1968. 303 с.

3. Дядькин Ю.Д. Основы горной теплофизики для шахт рудников Севера. М.: Недра, 1968. 257 с.

4. Ali Fahrettin Kuvuk, Seyed Ali Ghoreishi-Madiseh, Faramarz P. Hassani Closed-loop bulk air conditioning: A renewable energy-based systemfor deep mines in arctic regions. // International Journal of Mining Science and Technology. 2020. Vol. 30. P. 511-516.

5. Marco Antonio Rodrigues de Brito, Durjoy Baidya, Seyed AliGhoreishi-Madiseh. Techno-economic feasibility assessment of a diesel exhaust heat recovery system to preheat mine intake air in remote cold climate regions. // International Journal of Mining Science and Technology. 2020. Vol. 30. Is. 4. P. 517-523.

6. Belle B, Biffi M. Cooling pathways for deep Australian longwall coal mines ofthe future / In: Proceedings of mine ventilation conference. 2010. P. 94–104.

7. Guofa Wang, Yongxiang Xu, Huaiwei Ren. Intelligent and ecological coal mining as well as clean utilization technology in China: Review and prospects. // International Journal of Mining Science and Technology. 2019. Vol. 29. Is. 2. P. 161-169.

8. Агафонов В.В., Горн Е.В. Использование стирлинг-технологий для сжижения шахтного метана и перевода автосамосвального транспорта угледобывающих компаний на газомоторное топливо. // Уголь. 2020. № 12. С. 12-16. DOI: 10.18796/0041-5790-2020-12-12-16.

9. Воздухонагревательная установка котельная-калорифер ОАО шахты «Большевик» Холдинг «Сибуглемет» г. Новокузнецк / А.А. Ивушкин, Е.М. Пузырев, Г.И. Ничик и др. // Уголь. 2007. № 4. С. 10-14.

10. Нечаев Е.В., Лубнин А.Ф. Механические топки для котлов малой мощности. Л.: Энергия, 1968. 311 с.

11. Пономарь В.Н, Ситков А.С., Коваленко В.К. Установки для нагрева шахтного воздуха. // Уголь Украины. 2014. № 3. С. 10-13.

12. Страус В. Промышленная очистка газов. М.: Химия, 1981. 616 с.

13. Пузырев Е.М., Голубев В.А., Пузырев М.Е. Разработка технологии «Торнадо» и котлов для сжигания лузги и других сельхоз отходов // Промышленные и отопительные котельные и мини ТЭЦ. 2019. № 5(56). С. 16-18.

Для цитирования

Пузырев Е.М., Афанасьев К.С., Голубев В.А. Разработка шахтных воздухонагревательных установок нового типа // Уголь. 2021. № 5. С. 54-61. DOI: 10.18796/0041-5790-2021-5-54-61.

Информация о статье

Поступила в редакцию: 29.03.2021

Одобрена рецензентами: 13.04.2021

Принята к публикации: 15.04.2021

РЕЦЕНЗИЯ

на статью: «Разработка шахтных воздухонагревательных установок нового типа», авторы: Пузырев Е.М., Афанасьев К.С., Голубев В.А.

Рецензент

Жуков Е.Б., канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Котло- и реакторостроение» Алтайского технического университета им. И.И. Ползунова.

Рассматриваемая статья касается важной для угледобывающей промышленности темы – подогрева подаваемого в шахты вентиляционного воздуха – чистого подогретого воздуха, необходимого как для создания приемлемых санитарно-гигиенических условий для шахтеров, так и для обеспечения безопасных условий их труда в шахте в связи с возможностью взрывов из-за накопления метана в шахтах.

Во вводной части авторы с привлечением внушительного списка литературных источников, в том числе иностранных, описывают оценки и особенности выделения метана, проблемы, существующий в зарубежных странах уровень разработок. Рассмотрен прогноз добычи и использования угля, в том числе в энергетике, с учетом новых экологических требований на примере Китая – лидера по угледобыче в мире.

Дана классификация воздухонагревательных установок (ВНУ), применяемых в России. Основными типами здесь являются два вида ВНУ: первый тип – установки типа «котельная-калорифер» на современном антифризе, которые производятся Компанией «ПроЭнергоМаш» и пользующиеся большим спросом; второй тип – установки с прямым подогревом воздуха в воздухоподогревателе дымовыми газами от сжигания угля в неохлаждаемом теплогенераторе. Отмечено, что оба типа установок используют сжигание угля, и главным в ВНУ является именно экономичная, с вовлечением некондиции и углесодержащих отходов шахт и их обогатительных фабрик организация экологически эффективного их сжигания, надежного и простого в обслуживании. Авторы на основе подробного анализа существующих в достаточно большом количестве ВНУ с прямым подогревом воздуха показали их принципиальные недостатки и предложили новые подходы к разрешению проблем, включая применение рециркуляции дымовых газов для организации низкотемпературного топочного процесса в теплогенераторах. В обоих типах ВНУ предлагается использовать низкотемпературный вихревой топочный процесс «Торнадо», наиболее эффективный на сегодня. Топки «Торнадо» эффективны по широкому кругу топлив и отходов от сухих лузги, опилок и углесодержащих отходов, включая водоугольное топливо из пресскека. В итоге предлагаемые Компанией «ПроЭнергоМаш» ВНУ на основе котлов и теплогенераторов с вихревыми топками «Торнадо» по практическому опыту наиболее универсальны по применяемым топливам и отходам, а благодаря надежному удержанию и дожиганию уноса на выхлопе из топки экономичны и имеют малую эмиссию вредных выбросов.

В рецензируемой работе описаны новые, ранее не опубликованные инновационные технические решения и технологии. Полагаю, что эта статья обязательно заинтересует как разработчиков котельно-топочной техники, так и потребителей предлагаемой техники – ВНУ на основе котлов и теплогенераторов с вихревыми топками «Торнадо». Структура статьи соответствует требованиям, предъявляемым в рецензируемых изданиях, ее отличает логичность и последовательность изложения. Таким образом, статья «Разработка шахтных воздухонагревательных установок нового типа» рекомендуется для публикации журнале «Уголь».