Подогрев воздуха в системах главного проветривания подземных рудников

С.Колмановский, GoGaS Goch GmbH & Co.KG

Фирма GoGaS Goch GmbH & Co. KG (GoGaS) более 60 лет специализируется на эффективных автономных системах лучистого и воздушного отопления, в первую очередь, для промышленных предприятий, в том числе и для подземных рудников. По сравнению с традиционной схемой, включающей котельную, тепловые сети, насосы и калориферы, компания предлагает установку газовых воздухонагревателей, в которых подогрев воздуха осуществляется за счет тепла продуктов сгорания природного газа.

При этом продукты сгорания не смешиваются с воздухом, а его подогрев осуществляется через стенку в теплообменнике, выполненном из нержавеющей стали. После теплообменника дымовые газы отводятся в атмосферу. Основными преимуществами предложенного решения являются: • Высокий КПД за счет конденсационного режима работы воздухонагревателей, а также за счет непосредственного получения тепла в месте его потребления.

• Отсутствуют потери и эксплуатационные расходы, связанные с производством (котельная) и транспортом (теплосети) тепловой энергии.

• Исключается разморозка системы и все связанные с этим проблемы.

• Точность регулирования температуры воздуха.

• Полная автоматизация и диспетчеризация работы оборудования.

Применение подобных решений по подогреву приточного воздуха позволяет уменьшить, в зависимости от конкретных условий эксплуатации, капитальные вложения на 30–40% и эксплуатационные расходы до 50% по сравнению с традиционными схемами.

При работе установки воздух забирается вне помещения и направляется в воздухонагреватели. Температура воздуха поддерживается постоянной в независимости от наружной температуры. Подача воздуха может осуществляться как индивидуальными вентиляторами, так и за счет разряжения, создаваемого вентилятором главного проветривания.

В установках фирмы GoGaS в подземные выработки подается абсолютно чистый контролируемый воздух, поскольку его подогрев осуществляется в поверхностных теплообменниках, и оба тракта – воздушный и газовый – герметично отделены друг от друга. При этом все достоинства от непосредственного сжигания природного газа, а именно, высокий термический КПД, исключение опасности разморозки системы и низкие капиталовложения сохраняются!

Воздухонагреватели

Фирма GoGaS располагает широким рядом воздухонагревателей до 1000 кВт единичной мощности. Аппараты могут устанавливаться друг на друга. При этом мощность, сформированного таким образом блока, может достигать 4000 кВт.

Воздухо нагреватель фирмы GoGaS

Воздухо нагреватель фирмы GoGaS

Предлагаемые воздухонагреватели представляют собой рекуперативные теплообменники типа «газ-воздух» с теплообменной поверхностью из нержавеющей стали. Для северных районов применяются специальные высоколегированные стали, позволяющие обеспечить длительный срок эксплуатации (15–20 лет) в экстремальных условиях.

Оборудование позволяет плавно изменять мощность единичного прибора в диапазоне 20% – 100%, что обеспечивает точность поддержания температуры воздуха и КПД установки в течение года на уровне примерно 95–98% и выше.

Помимо приборной комплектации установок фирма предлагает комплексную систему автоматического управления на базе современных промышленных компьютеров с визуализацией процессов и с многоуровневой системой передачи и обработки данных, с учетом требований «Единых правил безопасности при разработке рудных, нерудных и рассыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом (ПБ 03-553-03)».

Сиситема автоматического управления

Установки подобного типа предусматриваются, как правило, для работы с дистанционным управлением и визуализацией процессов на экране компьютера, включающими вывод информации о текущем состоянии установок. Системы автоматического управления могут быть построены на элементной базе одной из ведущих фирм, например, Rockwell или Siemens для работы в многоуровневой системе АСУ ТП.

Пульт дистанционного управления калориферной на гипсовом руднике фирмы «КнауфГипс» (Новомосковск)

Пульт дистанционного управления калориферной на гипсовом руднике фирмы «КнауфГипс» (Новомосковск)

Все параметры системы (температура наружного воздуха, температура подаваемого в ствол воздуха, температура в помещении, расход воздуха, контролируемые токи, состав вредных веществ в подаваемом воздухе и т.д.) постоянно контролируются и передаются в систему АСУ ТП. Все сбои системы (сбои в работе горелок, сбои в работе вентилятора, перегрев оборудования, превышение допустимых концентраций и т.д.) в расшифрованном виде также передаются на дисплей операторской станции и далее в систему АСУ ТП. При разработке конкретного проекта этот перечень может быть дополнен еще рядом параметров, в том числе и тех, которые относятся к системе газоснабжения.

Предусматривается дистанционный пуск и отключение любой из установок, точно так же как и локальный.

Опыт использования установок GoGaS

Пять лет отработала приточная установка на гипсовом руднике фирмы «Кнауф-Гипс» в Новомосковске производительностью 540 тыс. м3/час, разработанная совместно с Горным институтом УрОРАН (Пермь). Установка была предусмотрена для работы по безнапорной схеме, т.е. без индивидуальных вентиляторов.

В 2008 году была запущена наша первая установка в районах Крайнего Севера производительностью примерно 800 тыс. м3/ч, разработанная совместно с Институтом «Гипроникель» (Санкт-Петербург) для работы по напорной схеме.

Первая установка в районах Крайнего Севера

Первая установка в районах Крайнего Севера

Первая установка в районах Крайнего Севера

Намечено сооружение ряда других аналогичных объектов на горных предприятиях России, в частности, калориферная для ОАО Уралкалий, разработанная совместно с Горным институтом УрОРАН и фирмой «Тепловые Газовые Системы»(Пермь).

Так должна выглядеть калориферная на ОАО «Уралкалий» после реконструкции, намеченной на 2009 год

Так должна выглядеть калориферная на ОАО «Уралкалий» после реконструкции, намеченной на 2009 год

В настоящее время разработана специальная серия газогорелочных устройств, предназначенных для работы на на шахтном метане с содержанием последнего в смеси с воздухом до 25%. Горелки снабжаются зондом и соответствующим оборудованием для регулирования количества воздуха, идущего на горение, поскольку дегазационный метан не имеет стабильного состава и требует постоянного мониторинга в режиме реального времени.

Освоение этой техники открывает двери для широкого внедрения этого воздухонагревательного оборудования и на угольных шахтах.

Журнал "Горная Промышленность" №4 (86) 2009, стр.24