Нагрев воздуха в шахте | ТермоТех

Нагрев воздуха в шахте

Нагрев воздуха в шахтеОдним из важных аспектов эксплуатации угольных шахт (впрочем, не только угольных, но и всех прочих) является обеспечение ее надлежащего температурного режима. В шахте работают не только машины, но и люди, и обеспечение комфортного (насколько это возможно под землей) микроклимата – непременное требование, предъявляемое в современной горнодобывающей отрасли. Нагрев воздуха в шахте — важный технологический процесс обеспечения жизнедеятельности горнодобывающего предприятия.

 

 

 

 

Отопление шахты

Россия – страна, преимущественно, северная и основные угольные запасы сосредоточены в регионах, где климатические условия даже с натяжкой сложно было бы назвать благоприятными. Отопительный сезон на Кузбассе длится 230-250 дней, то есть две трети от продолжительности всего календарного года. Понятно, что вопросы теплоснабжения здесь являются стратегическими и жизненно важными. При установлении температуры окружающей среды ниже 0 °С, воздух, подаваемый в шахту, должен подогреваться. При подаче не подогретого воздуха в шахте развиваются такие неблагоприятные эффекты, как обмерзание армировки стволов, что препятствует нормальной работе шахтных подъемных механизмов; обмерзание стенок, кровли и конструкций транспортных установок в горизонтальных и наклонных выработках. Но самое важное – это обеспечение нормальных условий труда шахтеров, занятых на, и без того вредном, производстве по добыче угля и других полезных ископаемых. Нагрев воздуха в шахте — жизненная необходимость для обеспечения ее функционирования.

Отопление шахты, то есть теплоснабжение стволов, штреков и горных выработок – довольно сложная, а главное, ответственная инженерная задача. Ведь трудно себе представить, чтобы в шахте, например, были установлены радиаторы отопления. Плюс нельзя забывать о необходимости обеспечить полную пожарную безопасность процесса отопления шахты.

 

Шахтная калориферная установка

Конечно же, никаких радиаторов в шахте не устанавливают – отопление осуществляется путем подачи в вентиляционную систему шахты подогретого до нужной температуры воздуха. Воздух подогревается специальными устройствами – калориферами, которые устанавливаются на поверхности вблизи воздухоподающих стволов:

Обогрев шахты схема

Существует две принципиальные схемы подачи в ствол шахты подогретого воздуха: первая, когда нагревается весь подаваемый в шахту объем воздуха, и вторая, когда подогревается только часть воздуха. Во втором случае температура нагрева воздуха калорифером должна быть значительно выше, чем в первом, поскольку нужной температуры общий объем подаваемого в шахту воздуха будет достигаться путем смешивания подогретого и  холодного воздуха. Обычно подогревается порядка 20-25% от общешахтного расхода воздуха и температура нагрева составляет 60-70 °С. Смешивание объемов рассчитывается таким образом, чтобы температура подаваемого в шахту воздуха была бы не ниже 2 °С.

Шахтные калориферы – это теплообменные устройства, использующиеся под нагрев воздуха в шахте, в которых в качестве теплоносителя используется либо пар, либо вода. Использование пара сопряжено с известными трудностями и неудобством, поскольку пар – агрессивная среда и его применение требует дополнительных вложений в обеспечение безопасности и установку более дорогостоящего оборудования – начиная от парогенераторов и заканчивая устройствами КИПаА и автоматики. Вообще паровые системы слабо поддаются автоматизации, поэтому контроль за работой таких систем ложится дополнительным бременем на инженерные службы горнодобывающего предприятия.

Более предпочтительными являются калориферы, использующие в качестве теплоносителя воду, либо смеси на основе воды и этиленгликоля.

 

Типы котлов для нагрева шахтных калориферов

В горнодобывающей отрасли применяются различные типы котлов для нагрева теплоносителя внутри калориферных установок. Широко распространены котлы и котельные, работающие на твердом топливе. Для угледобывающих предприятий это выглядит логичным – они добывают уголь и тут же этим углем имеют возможность топить котлы. Однако на практике ситуация выглядит иначе. Уголь относится к трудносжигаемому топливу – его эффективное сжигание обеспечивается на крупных энергетических объектах. В условиях отдельного котла или небольшой котельной недожиг угля достигает 40-60%. Кроме того, такие котлы практически не автоматизируются, их обслуживание требует высоких затрат ручного труда, да и капиталовложения в строительство достаточно велики.

С точки зрения управляемости и эффективности процесса нагрева привлекательным выглядит использование электрокотлов для нагрева теплоносителя. Электронагрев можно полностью автоматизировать, сняв с плеч обслуживающего персонала обязанность постоянного обслуживания и регулирования работы установки. Однако у электрокотлов на ТЭНах или электродах хватает своих недостатков, которые снижают привлекательность данного типа оборудования – решая одни проблемы, служба энергетика получает другие.

 

Индуктивно-кондуктивные электронагреватели для нагрева воздуха шахт

Шахта – это предприятие, сроки функционирования которого могут достигать нескольких десятков лет. Интенсивность горных работ в пределах шахтного поля непостоянна, меняется расположение, длина выработок, количество действующих выработок в шахтном поле. Поэтому система вентиляции и нагрева воздуха должна обеспечивать стабильные параметры на довольно продолжительный период времени. В идеале, система вентиляции и обогрева должна быть еще и гибкой и позволять подстраиваться под меняющиеся условия горных выработок. Оборудование подбирается таким образом, чтобы срок службы был не меньше 15-20 лет.

Наиболее перспективным является применение электронагревательного оборудования индуктивно-кондуктивного типа для нагрева теплоносителя в калориферных установках, поскольку именно такой тип электронагревателей отвечает основным требованиям горнодобывающей отрасли:

  • Долговечность (100 000 часов наработки или более 30 лет службы);
  • Надежность и неприхотливость (нет сменных элементов, нет ТЭН и электродов);
  • Безопасность (пожарная и электрическая);
  • Автоматическое управление и полная автономность;
  • Мобильность установки, возможность перебазирования.

Наиболее полно сравнение индуктивно-кондуктивных электронагревателей с электрокотлами других типов раскрыто в одной из наших статей.

 

Нагрев воздуха в шахте: опыт применения «ТЕРМАНИК МОДУЛЬ»

В начале 2017 года был реализован пилотный проект модульной электрокотельной «ТЕРМАНИК МОДУЛЬ» для обеспечения такого процесса, как нагрев воздуха в шахте на одном из ведущих угледобывающих предприятий России на Кузбассе.

Отопление шахты

Согласно техзаданию заказчика, узел нагрева должен обеспечивать нагрев воздуха с отрицательных температур до +16 – +20 °С при производительности по воздуху 24000-41000 м3/час. Узел нагрева должен представлять собой электронагревательную установку в утепленном модуле контейнерного типа со всем необходимым котельным, электрическим, насосным оборудованием, аппаратурой для автоматизации и контроля. Одним из главных требований являлось отсутствие необходимости в постоянном обслуживании и контроле.

Специалистами НПП «Термические Технологии» было предложено оборудование, полностью отвечающее требованиям заказчика, суммарной мощность 750 кВт, которое разместилось в одном транспортабельном блок-модуле. Важной отличительной чертой является то, что произведенные для данного заказчика нагреватели работают на промышленном напряжении 660-690 В.

В середине 2017 года оборудование было смонтировано на производственной площадке заказчика и успешно прошло испытания.

НПП «Термические Технологии» готово предложить подобное и другие решения с использованием электрокотлов на базе «ТЕРМАНИК» для предприятий горнодобывающей отрасли, в том числе и с применением высоковольтных электронагревателей на напряжении 6/10 кВ.

Заказать звонок

Пожалуйста, оставьте свой номер телефона и мы свяжемся
с вами в ближайшее время *

*Звонок возможен с 9.00 до 19.00 по новосибирскому времени (+3 МСК) Если вас не устраивает этот период времени, укажите тот, который подходит вам (время указывается по Москве)

Задать вопрос

* Поля, обязательные для заполнения

спасибо за вашу заявку

Мы свяжемся с вами в ближайшее, или удобное для вас время

контактные данные

Отопление

Характеристика помещений:

Строительная характеристика объекта:

Электрообеспечение объекта:

горячее водоснабжение

Общий расчетный объем потребляемой воды:

Душевые:

Электрообеспечение объекта:

Внимание!

Для корректного просмотра сайта, рекомендуем перевернуть устройство.