Научная статья на тему 'Анализ работы системы воздухоподготовки на руднике БКПРУ-2'

Анализ работы системы воздухоподготовки на руднике БКПРУ-2 Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
157
26
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВОЗДУХОПОДГОТОВКА / ШАХТНАЯ КАЛОРИФЕРНАЯ УСТАНОВКА / MINE AIR-HEATING INSTALLATION / ГЛАВНАЯ ВЕНТИЛЯТОРНАЯ УСТАНОВКА / MAIN VENTILATION INSTALATION / РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ / RESOURCE CONSERVATION / СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ / AUTOMATION SYSTEM / ЕСТЕСТВЕННАЯ ТЯГА / NATURAL DRAFT / ТЕПЛОВАЯ ДЕПРЕССИЯ / THERMAL DEPRESSION / AIR PREPARATION

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Николаев Александр Викторович, Алыменко Николай Иванович, Седунин Алексей Михайлович, Файнбург Григорий Захарович, Николаев Виктор Александрович

При осуществлении воздухоподготовки в холодное время года, необходимость которой вызвана правилами безопасности, регламентирующими поддерживать температуру воздуха подаваемого в воздухоподающие стволы на отметке не ниже 2 °С, возникает целый ряд проблем, связанных с колоссальными затратами природного газа, расходуемого на подогрев воздуха подаваемого в воздухоподающие стволы, и электроэнергии, затрачиваемой на работу главной вентиляторной установки (ГВУ). С целью обеспечения энергои ресурсосбережения при воздухоподготовке в настоящей работе, был произведен анализ причин, вызывающих перерасход природных ресурсов на подогрев воздуха в шахтных калориферных установках (ШКУ) и электрической энергии, затрачиваемой на работу ГВУ, на примере рудника БКПРУ-2 Публичного акционерного общества (ПАО) «Уралкалий».

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Николаев Александр Викторович, Алыменко Николай Иванович, Седунин Алексей Михайлович, Файнбург Григорий Захарович, Николаев Виктор Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ANALYSIS OF A AIR PREPARATION AT THE MINE BPPMG-2

In the implementation of air preparation in the cold season, the need for which is caused by the safety rules governing the temperature of the air supplied to the air intake shafts of at least 2 °C, a number of problems associated with enormous costs of natural gas consumed in the heating of the air supplied to the air intake shafts, and power expended on the work of the main ventilation instalation (MVI). In order to improve energy and resource efficiency in air preparation in the present study were analyzed causes of overspending natural resources for heating the air in the mine air-heating installation (MAHI) and the electrical energy consumed in the work of the MVI, the example of mine BPPMG-2 Public Joint Stock Company (PJSC) "Uralkali".

Текст научной работы на тему «Анализ работы системы воздухоподготовки на руднике БКПРУ-2»

- © А.В. Николаев, Н.И. Алыменко,

A.М. Седунин, Г.З. Файнбург,

B.А. Николаев, 2015

УДК 622.663.3

A.В. Николаев, Н.И. Алыменко, А.М. Седунин, Г.З. Файнбург,

B.А. Николаев

АНАЛИЗ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ВОЗДУХОПОДГОТОВКИ НА РУДНИКЕ БКПРУ-2

При осуществлении воздухоподготовки в холодное время года, необходимость которой вызвана правилами безопасности, регламентирующими поддерживать температуру воздуха подаваемого в воздухоподающие стволы на отметке не ниже 2 °С, возникает целый ряд проблем, связанных с колоссальными затратами природного газа, расходуемого на подогрев воздуха подаваемого в воздухоподающие стволы, и электроэнергии, затрачиваемой на работу главной вентиляторной установки (ГВУ). С целью обеспечения энерго- и ресурсосбережения при воздухоподготовке в настоящей работе, был произведен анализ причин, вызывающих перерасход природных ресурсов на подогрев воздуха в шахтных калориферных установках (ШКУ) и электрической энергии, затрачиваемой на работу ГВУ, на примере рудника БКПРУ-2 Публичного акционерного общества (ПАО) «Уралкалий».

Ключевые слова: воздухоподготовка, шахтная калориферная установка, главная вентиляторная установка, ресурсосбережение, система автоматизации, естественная тяга, тепловая депрессия.

Введение

Л ля предотвращения замерзания воды (в макропустотах и микропорах) в затюбинговом пространстве, что может привести к нарушению крепления стволов со всеми вытекающими от этого последствиями, а также обледенения расстрелов и направляющих проводников согласно [1] воздух, поступающий в подземные горные выработки, должен иметь температуру не менее 2 °С. Строго формально этому требованию должен удовлетворять весь воздух, поступающий в ствол. На деле это правило строго не соблюдается - часть воздуха поступает в ствол через надшахтное здание, минуя калориферы. С целью поддержания требуемой температуры в стволе, воздух подогревают в шахтных калориферных установках (ШКУ) в значительно большей мере. В итоге температура воздуха, подаваемого в воздухопода-ющие стволы, зимой достигает значе-

ний выше требуемого. Например, для БКПРУ-2 (Березниковское калийное производственное рудоуправление № 2, ПАО «Уралкалий») температура воздуха в стволе согласно [2] составляет 5-10 °С (в среднем 7,5 °С). Поскольку исходящий воздух калийного рудника всесезонно и всепогодно имеет температуру порядка 10 °С в подземной части и равной температуре наружного воздуха в канале главной вентиляторной установки (ГВУ), то между стволами будут возникать отрицательные естественные тяги (тепловые депрессии) he., препятствующие проветриванию рудника, показанные на рис. 1 сплошными линиями. В результате этого режим работы ГВУ необходимо переводить в область более высоких давлений, что приводит к увеличению электроэнергии, затрачиваемой на ее работу.

Оба процесса - «перегрев» воздуха и вызванная им естественная тяга увеличивают затраты энергоресурсов.

Основная проблема - отсутствие требуемой регулировки работы калориферов, вызывающая «перегрев» воздуха и «перерасход» ресурсов.

Кроме того, возникающие между стволами тепловые депрессии нередко приводят к образованию «воздушных пробок» в воздухоподающих стволах, что существенно нарушает режим проветривания.

Причины возникновения проблем

Количество теплообменников в ШКУ, их рабочая теплопроизводительность и режим работы нагнетательных вентиляторов выбираются согласно [3] для температуры воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92. Для рудников Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей (ВКМКС) данная температура составляет -36 °С. В осенне-весенний период и частично в зимний, когда

Рис. 1. Упрошенная схема проветривания рудника:

йе1, Ье2 и Ье3 - тепловые депрессии, возникающие между стволами, Па; 01, Q2, Qр, Qуг, Qзумпф - объемные расходы воздуха проходящие соответственно по воздухоподающим (Q1, Q2 и вентиляционному Юр) стволам, теряемые на утечки и поступающие из зумпфа Ю ф); QВ - производительность вентилятора ГВУ, м3/с

температура значительно выше -36 °С, с целью экономии энергоресурсов на производство тепла, теплопроизводи-тельность ШКУ необходимо снижать таким образом, чтобы в ствол поступал воздух, температура которого будет равна или несколько выше +2 °С, а не 5-10 °С как в настоящее время. Регулировать теплопроизводительность водяных ШКУ (на БКПРУ-2 калориферные установки водяные) можно несколькими способами:

1. Изменением режима работы (развиваемого статического давления и производительности) нагнетательных вентиляторов.

2. Изменением расхода теплоносителя.

3. Изменением температуры прямой воды.

4. Одновременным изменением режима работы нагнетательных вентиляторов и расхода теплоносителя.

Первый вариант не всегда сможет обеспечить требуемые параметры теплового режима в стволе: при снижении статического давления нагнетательных вентиляторов изменяется «смешиваемость» нагретого в ШКУ воздуха с холодным воздухом, засасываемым через надшахтное здание за счет общешахтной депрессии. В результате этого по стенке ствола, расположенной со стороны калориферного канала, будет поступать нагретый воздух, а по противоположной - менее нагретый или, что более опасно, холодный воздух. Длительное и устойчивое наличие возможных «зон холода» может вызвать замерзание воды и нарушение герметизации межтюбинговых уплотнений.

Рис. 2. Возникновение тепловой депрессии при работе калориферной установки

При регулировании теплопроиз-водительности ШКУ только расходом теплоносителя существует опасность заморозить трубки теплообменников при низкой скорости движения нагретой воды.

При третьем варианте регулирования теплопроизводительности, в связи с тем, что расход воды не регулируется, температура обратной воды изменяется в зависимости от температуры прямой воды, что неизбежно приведет к снижению ее температуры (обратной воды) ниже 70 °С. Согласно [4] подача в котельную установку воды, температурой ниже 70 °С приведет к снижению КПД котла. Это, в свою очередь, вызовет перерасход газа на нагрев теплоносителя и, как следствие, приведет к увеличению финансовых затрат на воздухоподготовку.

Совместная регулировка режима работы нагнетательных вентиляторов и расхода теплоносителя позволит поддерживать требуемую «смешиваемость» потоков воздуха при снижении температуры воздуха, подаваемого в ствол

с 5-10 °С до требуемой 2-5 °С, в результате чего снизится потребление теплоносителя, а следовательно, и расход природного газа на его нагрев.

При регулировании теплопроизво-дительности калориферных установок необходимо учитывать тот факт, что в процессе воздухоподготовки, помимо тепловых депрессий, действующих между стволами, возникает естественная тяга ^^ между самой калориферной установкой и воздухоподающим стволом (рис. 2). Данная тепловая депрессия будет препятствовать подаче нагретого в калориферной установке воздуха и увеличивать подсосы наружного воздуха через надшахтное здание.

С целью обеспечения подачи требуемого объема воздуха из калориферной установки ЮКУ), необходимо увеличивать развиваемое нагнетательными вентиляторами статическое давление №В(КУ)), что в свою очередь, приведет к изменению величины тепловой депрессии ^^ и так далее до обеспечения требуемых параметров (требуемой «смешиваемости» потоков

Таблица 1

Среднемесячные параметры наружного воздуха в отопительный период

Месяц tср ар (днем)," °С Р (днем), мм рт. ст. (ночью), °С Р (ночью), мм рт. ст. t срн,р за месяц, С Р за месяц, ср.а 7 мм рт. ст.

Ноябрь -3,10 746,167 -3,47 746,100 -3,28 746,133

Декабрь -15,39 757,516 -16,39 757,645 -15,89 757,581

Январь -14,71 742,677 -14,97 742,903 -14,84 742,790

Февраль -6,57 749,964 -8,32 750,071 -7,45 750,018

Март -8,68 742,742 -10,00 743,323 -9,34 743,032

QКУ и Qн.зд. и их температуры) (рис. 2). В связи с этим, для обеспечения требуемой «смешиваемости» потоков воздуха в воздухоподающем стволе, необходимо постоянно контролировать и изменять режим работы калориферной установки с учетом действия тепловой депрессии Ле(Ку), что сделать можно только путем автоматизации данного процесса.

Реальная обстановка на руднике БКПРУ-2

Расчетные параметры воздуха в течение отопительного сезона (ноябрь-март) принимались согласно данных [5], когда температура наружного воздуха (£нар) и атмосферное давление (Ра) рассчитывались как среднее арифметическое значений, полученных днем

и ночью за месяц - I и Р соот-

ср.нар. ср.а

ветственно. Полученные значения приведены в табл. 1.

Исходя из параметров наружного воздуха, определялась требуемая тепловая нагрузка на калориферные установки.

При объеме воздуха, поступающего соответственного в первый и второй воздухоподающие стволы Q1 = 163,48 м3/с и Q2 = 166,83 м3/с подсосы через надшахтное здание первого и второго воздухоподающе-го стволов согласно [2] будут соответственно равны Q 1 = 20,04 м3/с,

Q,зf2 = 19,85 м3/с. нзд.

Тогда через калориферные установки будут поступать соответственно QКУ1 = 143,44 м3/с и QКУ1 = = 146,98 м3/с.

Температура наружного воздуха, С Рис. 3. Температурный график регулирования для тепловой сети БКПРУ-2

Таблица 2

Реальная ситуация на руднике БКПРУ-2

Месяц t , °С пр Д^ °С Расход воды, кг/ч Расход газа, м3/ч Расход газа, м3/мес Финансовые затраты, тыс. руб.

Ноябрь 68,5 45,7 22,8 160 464 429,883 309 515,76 928,547

Декабрь 90,0 52,0 38,0 208 260 929,881 691 831,46 2075,494

Январь 89,5 51,0 38,5 199 296 901,565 670 764,36 2012,293

Февраль 74,5 44,5 30,0 162 672 573,419 385 337,57 1156,013

Март 78,0 47,0 31,0 180 816 658,622 490 014,77 1470,044

Итого: За отопительный период (в целом) 7642,391

За отопительный период (в среднем за месяц) 1528,478

Принимая температуру воздуха, поступающего в воздухоподающие стволы, в среднем 7,5 °С по температурному графику регулирования для тепловой сети БКПРУ-2 (рис. 3) определялась температура прямой ) и обратной (^бр) воды. По количеству потребляемой калориферными установками воды, определялся расход газа на ее нагрев (Д^. Принимая цену за газ в среднем 3 руб/м3, были определены затраты на подогрев воздуха в калориферных установках (табл. 2).

Согласно расчетным (табл. 2) данным финансовые затраты на подогрев воды за отопительный период будет в среднем за месяц составляет 1528,478 тыс. руб. При этом видно, что ^бр воды составляет от 52,0 до

44,5 °С. Однако согласно ГОСТ [4], температура обратной воды должна быть не ниже 70 °С.

В табл. 3 приведены результаты расчета финансовых затрат на подогрев воды, подаваемой в калориферные установки при соблюдении ГОСТа.

В расчетах принимались следующие условия.

Для поддержания температуры обратной воды в пределах 70 °С управлять теплопроизводительностью калориферных установок не представляется возможным, т.к. данная температура зависит от расхода теплоносителя. В связи с этим температура воздуха, поступающего в рудник ^ ) в среднем будет составлять от 9,1

Таблица 3

Затраты природного газа на руднике БКПРУ-2 при соблюдении требований ГОСТ 21563-93

Месяц t , °С пр Д^ °С Расход воды, кг/ч Расход газа, м3/ч Расход газа, м3/мес Финансовые затраты, тыс. руб.

Ноябрь 68,5 - - - - - -

Декабрь 90,0 70,0 9,1 423 816 995,968 741 000,19 2223,000

Январь 89,5 70,0 9,7 429 492 984,074 732 151,06 2196,453

Февраль 74,5 - - - - - -

Март 78,0 70,0 26,6 1 172 292 1432,541 1 031 429,52 3094,289

Итого: За отопительный период (в целом) 7513,742

За отопительный период (в среднем за месяц) 2504,581

Таблица 4

Затраты природного газа на руднике БКПРУ-2 при соблюдении требований ГОСТ 21563-93 (предлагаемые мероприятия)

Месяц 1 , °С пр *об„> °С t , °С р Расход воды, кг/ч Расход газа, м3/ч Расход газа, м3/мес Финансовые затраты, тыс. руб.

Ноябрь 130,0 70,0 7,5 49 455 348,658 251 033,76 753,101

Декабрь 130,0 70,0 7,5 125 411 884,148 657 806,11 1973,418

Январь 130,0 70,0 7,5 113 010 796,721 592 760,42 1778,281

Февраль 130,0 70,0 7,5 72107 508,354 341 613,89 1024,842

Март 130,0 70,0 7,5 73 997 521,679 375 608,88 1126,827

Итого: За отопительный период (в целом) 6656,469

За отопительный период (в среднем за месяц) 1331,294

до 26,6 °С, т.е. будет значительно превышать требуемую (2 °С).

Исходя из этого финансовые затраты на подогрев воды составят в среднем за месяц 2504,581 тыс. руб., т.е. на 976,103 тыс. руб. (« на 39%) больше.

В случае, если теплопроизводи-тельность калориферных установок регулировать посредством совместного управления производительностью нагнетательных вентиляторов и расходом теплоносителя, появляется возможность контролировать температуру прямой и обратной воды. Полученные значения, при температуре воздуха подаваемого в воздухо-подающие стволы 7,5 °С приведены в табл. 4.

Как видно из табл. 4, при совместном регулировании производительности нагнетательных вентиляторов и расхода теплоносителя, при поддержании требуемой температуры обратной воды 70 °С последней, температура воздуха подаваемого в рудник будет поддерживаться на заданном уровне (7,5 °С).

При сравнении с данными, полученными при регулировании теплопро-изводительности калориферных установок только расходом теплоносителя, получим следующие результаты.

1. По сравнению с реальной обстановкой на руднике БКПРУ-2 (табл. 2), финансовые затраты на подогрев воды снизятся на 197,184 тыс. руб.

Таблица 5

Затраты природного газа на руднике БКПРУ-2 при соблюдении требований ГОСТ 21563-93 (предлагаемые мероприятия)

Месяц t , °С пр t , °С р Расход воды, кг/ч Расход газа, м3/ч Расход газа, м3/мес Финансовые затраты, тыс. руб.

Ноябрь 130,0 70,0 2,0 19 782 139,463 100 413,36 301,240

Декабрь 130,0 70,0 2,0 34 203 241,131 179 401,46 538,204

Январь 130,0 70,0 2,0 33 903 239,016 177 827,90 533,484

Февраль 130,0 70,0 2,0 30 903 217,867 146 406,62 439,220

Март 130,0 70,0 2,0 31 713 223,577 166 341,29 499,024

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Итого: За отопительный период (в целом) 2311,368

За отопительный период (в среднем за месяц) 462,274

Рис. 4. Структурная схема автоматизации: Р - датчик давления; Т - датчик температуры; Р - датчик расхода; N8 - регулируемый электропривод

(« на 12,9%). Однако при реальной ситуации работа калориферных установок осуществляется с нарушением ГОСТа [4].

2. Если в рудник будет подаваться воздух заданной температуры, но с соблюдением ГОСТа, то разность в финансовых затратах составит 1173,287 тыс. руб., т.е. при предлагаемом способе регулирования теплопро-изводительности « на 46,9% меньше.

Еще одним выводом из табл. 4 является тот факт, что при совместном регулировании производительности нагнетательных вентиляторов и расхода питательной воды можно поддерживать требуемую температуру воздуха в стволе (7,5 °С) не нарушая ГОСТ по параметрам теплоносителя. Исходя из этого следует, что вместо принятых в расчетах 7,5 °С в рудник можно подавать воздух требуемой температуры (2 °С).

Результаты расчета финансовых затрат на подогрев воды, подаваемой

в калориферные установки, при поддержании температуры воздуха, подаваемого в воздухоподающие стволы 2 °С, и поддержании температуры обратной воды 70 °С приведены в табл. 5.

Как видно из табл. 5, среднемесячные финансовые затраты при предлагаемом способе по сравнению с существующим в среднем за месяц снизится на 1066,204 тыс. руб., т.е. « на 69,8%. Однако, при этом возникает необходимость точного регулирования теплопроизводительности калориферных установок с учетом инерционности их работы, с целью избежать снижения температуры воздуха поступающего в рудник ниже установленного значения. С этой целью необходимо учитывать возникающую при работе калориферных установок тепловую депрессию (Ье(КУ)), для чего требуется поддерживать «смешиваемость» холодного (через надшахтное здание) и нагретого (из калориферной

установки) потоков воздуха, что можно выполнить при автоматизации процесса регулирования режима работы нагнетательных вентиляторов.

Схема автоматизации подачи теплоносителя в ШКУ структурно показана на рис. 4.

В зависимости от температуры и давления воды на входе в ШКУ будет определяться расход теплоносителя регулируемой задвижкой 1, который, в свою очередь, будет зависеть от параметров наружного воздуха. Поддерживая требуемую температуру воздуха в стволе, снизив ее с 5-10 °С до 2 °С, за счет снижения расхода питательной воды, получим снижение общего расхода теплоносителя, выходящего из котельной (сетевой насос), а также обеспечим поддержание температуры обратной воды на отметке 70 °С. Требуемое «смешение» потоков воздуха в стволе будет регулировать-

ся режимом работы нагнетательных вентиляторов, управляемых регулируемым электроприводом.

Регулируемой задвижкой 2 будет поддерживаться требуемый расход прямой воды на собственные нужды (обогрев административных зданий, для подачи воды на обогатительную фабрику и т.д.).

Регулирование режима работы ГВУ с учетом возникающих при воздухоподготовке тепловых депрессий

Согласно расчетам, проведенным по алгоритму работы [6], при температуре воздуха, подаваемого в возду-хоподающие стволы рудника БКПРУ-2 в среднем 7,5 °С, между его стволами будут возникать тепловые депрессии (Ье.), значения которых приведены в табл. 6, в которой также приводится значение общерудничной естествен-

Таблица 6

Величины тепловых депрессий, действующих между стволами, и величина общерудничной естественной тяги при температуре воздуха, подаваемого в воздухоподающие стволы: ^ = 7,5 °С, ±с1 = 7,5 °С

Месяц Ь „ Па К* Па Па Ье, Па

Ноябрь -16,74 30,99 14,25 28,50

Декабрь -19,46 28,85 9,94 18,78

Январь -18,91 29,40 10,49 20,97

Февраль -17,49 30,40 13,00 25,80

Март -17,72 30,29 12,58 25,15

Таблица 7

Величины тепловых депрессий, действующих между стволами, и величина общерудничной естественной тяги при температуре воздуха, подаваемого в воздухоподающие стволы: 11 = 2 °С, 11 = 2 °С

Месяц Ь 1, Па К* Па К». Па Ье, Па

Ноябрь -16,40 123,56 107,16 214,31

Декабрь -19,11 122,82 103,71 207,42

Январь -18,57 121,53 102,96 205,91

Февраль -17,15 123,43 106,28 212,56

Март -17,38 122,43 105,05 210,11

ной тяги (Ье), оказывающей влияние на производительность ГВУ, и определяемое как алгебраическая сумма абсолютных значений тепловых депрессий, действующих между стволами.

Аналогичным образом были рассчитаны величины тепловых депрессий, действующих между стволами фе.), и величина общерудничной естественной тяги при температуре воздуха подаваемого в воздухоподаю-щие стволы t = 2 °С, приведенные в табл. 7.

Как видно из табл. 6 и 7, вне зависимости от температуры воздуха подаваемого в рудник между возду-хоподающими стволами действует отрицательная тепловая депрессия фе1), направленная таким образом, что она препятствует движению воздуха по первому воздухоподающему стволу (сплошная линия на рис. 1). Этот факт может стать причиной возникновения в первом воздухоподающем стволе «воздушной пробки». Тепловые депрессии he2 и he3 наоборот направлены согласно требуемому направлению движения воздуха (пунктирные линии на рис. 1), что увеличивает вероятность возникновения в первом воздухоподающем стволе «воздушной пробки».

Общерудничная естественная тяга в обоих случаях (табл. 6 и 7) будет являться положительной, т.е. она будет способствовать работе ГВУ.

Однако в случае подачи в воздухопо-дающие стволы воздуха, температура которого будет равна 2 °С, положительная общерудничная естественная тяга будет почти в 10 раз больше, чем при подаче воздуха, температура которого составляет 7,5 °С.

Изменив температуру воздуха, подаваемого в первый воздухоподаю-щий ствол ^с1) до значения, например, 5 °С, а подаваемого во второй (^.2) оставив равной 2 °С, получим значения тепловых депрессий, приведенные в табл. 8.

Как видно из табл. 8, увеличение температуры воздуха, подаваемого по первому воздухоподающему стволу, приведет к тому, что между стволами будут действовать только положительные тепловые депрессии (пунктирные линии на рис. 1), что исключает возможность возникновения «воздушных пробок» в воздухоподающих стволах. При этом общерудничная естественная тяга также будет положительной, т.е. будет способствовать поступлению воздуха в рудник за счет повышения статического давления, развиваемого ГВУ.

Итоговую оценку эффективности предложенных мероприятий приведем с учетом того, что в первый воз-духоподающий ствол будет поступать воздух, температура которого будет несколько выше требуемой (5 °С). Полученные данные приведены в табл. 9.

Таблица 8

Величины тепловых депрессий, действующих между стволами, и величина общерудничной естественной тяги при температуре воздуха, подаваемого в воздухоподающие стволы: tcl = 5 °C, tcl = 2 °С

Месяц Ь ,, Па К». Па Па Ье, Па

Ноябрь 37,01 71,37 108,39 216,77

Декабрь 35,11 69,85 104,96 209,92

Январь 34,59 69,59 104,18 208,36

Февраль 36,53 70,98 107,51 215,03

Март 35,79 70,49 106,28 212,55

Таблица 9

Затраты природного газа на руднике БКПРУ-2 при соблюдении требований ГОСТ 21563-93 (предлагаемые мероприятия)

Месяц t , °С пр to6p, °С t,, °С cl' t °С Расход воды, кг/ч Расход газа, м3/ч Расход газа, м3/мес Финансовые затраты, тыс. руб.

Ноябрь 130,0 70,0 5,0 2,0 21 376 150,701 108 504,72 325,514

Декабрь 130,0 70,0 5,0 2,0 48 507 341,974 254 428,66 763,286

Январь 130,0 70,0 5,0 2,0 46 780 329,799 245 370,46 736,111

Февраль 130,0 70,0 5,0 2,0 33 876 238,826 160 491,07 481,473

Март 130,0 70,0 5,0 2,0 34 528 243,422 181 105,97 543,318

Итого: За отопительный период (в целом) 2849,703

За отопительный период (в среднем за месяц) 569,941

Заключение

Итак, при предлагаемом способе регулирования, по сравнению с существующим, финансовые затраты на воздухоподготовку в ШКУ сократятся в среднем за месяц с 1528,478 тыс. руб (табл. 2) до 569,941 тыс. руб. (табл. 9), т.е. на 958,537 (- на 62,7%).

В общем за отопительный сезон (за 5 месяцев) финансовые затраты только на подогрев воды в котельной установке с 7642,391 тыс. руб до 2849,703 тыс. руб., т.е. на 4792,688 тыс. руб.

В рассматриваемом случае практически весь экономический эффект получен за счет ресурсосбережения

по природному газу, однако больший эффект может быть получен при управлении режимом работы ГВУ с учетом увеличившейся в процессе воздухоподготовки положительной общерудничной естественной тяги. Данный факт требует отдельной проработки и будет рассмотрен в следующих исследовательских работах.

Особо отметим, что при предложенных мероприятиях будут соблюдаться требования ГОСТа [4] по параметрам температуры обратной воды, а также исключается возможность возникновения «воздушных пробок» в воздухоподающих стволах.

1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых». Серия № 3. Вып. 78. - М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2014. - 276 с.

2. Алыменко Н.И., Николаев А.В, Каменских А.А., Тронин А.П. Результаты исследования системы вентиляции рудника БКПРУ-2 в холодное время года // Вестник Пермского университета. Геология. - 2011. - Вып. 3. -С. 89-96.

3. СНиП 23-01-99. Строительные нормы и правила Российской Федерации. Строительная климатология: утв. постановлением

_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Госстроя России № 49 от 11.06.99. - М.: Госстрой России, 2000. - 68 с.

4. ГОСТ 21563-93 «Котлы водогрейные. Основные параметры и технические требования»: принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации 15.03.94. - М.: Изд-во стандартов, 1996 (2003). - 6 с.

5. Gismeteo. Дневник погоды в Березниках URL: http://www.gismeteo.ru/ diary/4454/2013/4/.

6. Николаев А.В. Управление тепловыми депрессиями в системах вентиляции калийных рудников: Дисс. ... канд. техн. наук. -Пермь: ПНИПУ, 2012. - 159 с. S233

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Николаев Александр Викторович - кандидат технических наук, доцент, e-mail: [email protected],

Алыменко Николай Иванович - доктор технических наук, профессор, e-mail: [email protected],

Седунин Алексей Михайлович - кандидат технических наук, доцент, e-mail: [email protected],

Файнбург Григорий Захарович - доктор технических наук, профессор, директор Института безопасности труда, производства и человека ПНИПУ, e-mail: [email protected],

Николаев Виктор Александрович - старший преподаватель, e-mail: [email protected], Пермский национальный исследовательский политехнический университет.

UDC 622.663.3

ANALYSIS OF A AIR PREPARATION AT THE MINE BPPMG-2

Nikollaev A.V., Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, e-mail: [email protected],

Perm National Research Polytechnic University, Perm, 614990, Russia,

Alymenko N.I., Doctor of Technical Sciences, Professor, e-mail: [email protected],

Perm National Research Polytechnic University, Perm, 614990, Russia,

Sedunin A.M., Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, e-mail: [email protected], Perm National Research Polytechnic University, Perm, 614990, Russia, Fajnburg G.Z. , Doctor of Technical Sciences, Professor,

Director of the Institute of Safety, Production and Human PNRPU, e-mail: [email protected],

Perm National Research Polytechnic University, Perm, 614990, Russia,

Nikollaev V.A., Senior Lecturer, e-mail: [email protected],

Perm National Research Polytechnic University, Perm, 614990, Russia.

In the implementation of air preparation in the cold season, the need for which is caused by the safety rules governing the temperature of the air supplied to the air intake shafts of at least 2 °C, a number of problems associated with enormous costs of natural gas consumed in the heating of the air supplied to the air intake shafts, and power expended on the work of the main ventilation instalation (MVI). In order to improve energy and resource efficiency in air preparation in the present study were analyzed causes of overspending natural resources for heating the air in the mine air-heating installation (MAHI) and the electrical energy consumed in the work of the MVI, the example of mine BPPMG-2 Public Joint Stock Company (PJSC) "Uralkali".

Key words: air preparation, mine air-heating installation, main ventilation instalation, resource conservation, automation system, natural draft, thermal depression.

REFERENCES

1. Federalnye normy i pravila v oblasti promyshlennoi bezopasnosti «Pravila bezopasnosti pri vedenii gornykh rabot i pererabotke tverdykh poleznykh iskopaemykh» (Federal rules and regulations in the field of industrial safety «Safety rules during mining and processing of solid minerals». Series no 3, Issue 78), Moscow, ZAO NTTs PB, 2014, 276 p.

2. Alymenko N.I., Nikolaev A.V, Kamenskikh A.A., Tronin A.P. Vestnik Permskogo universiteta. Geo-logiya. 2011, issue 3, pp. 89-96.

3. SNiP 23-01-99. Stroitel'nye normy i pravila Rossiiskoi Federatsii. Stroitel'naya klimatologiya. Utv. postanovleniem Gosstroya Rossii № 49 ot 11.06.99 (BR 23-01-99. Building regulations of the Russian Federation. Building Climatology), Moscow, Gosstroi Rossii, 2000, 68 p.

4. Kotly vodogreinye. Osnovnye parametry i tekhnicheskie trebovaniya. GOST 21563-93 (Boilers. Basic parameters and technical requirements. State Standart 21563-93), Moscow, Izd-vo standartov, 1996 (2003), 6 p.

5. Gismeteo. Dnevnik pogody v Bereznikakh (Weather Diary in Berezniki). URL: http://www.gismeteo. ru/diary/4454/2013/4/.

6. Nikolaev A.V. Upravlenie teplovymi depressiyami v sistemakh ventilyatsii kaliinykh rudnikov (Thermal management of depression in the ventilation systems of potash mines), Candidate's thesis, Perm, PNIPU, 2012, 159 p.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.