Энергетика угольной отрасли текст научной статьи по специальности — энергетика.

ЭНЕРГЕТИКА УГОЛЬНОЙ ОТРАСЛИ

Угольная индустрия -поставщик первичного энергоэлемента — угля, т.е. производитель энергии, в то же время ее потребитель в форме электроэнергии и тепла. Отнеся разность меж энергосодержанием добытого угля и энергией, израсходованной на собственные нужды, связанные с процессом добычи, к энергосодержанию добытого угля и той части метана, которая может быть каптирована, можно найти энергетический КПД угольной отрасли. Он составляет приблизительно 0,97-0,98. Это, естественно, КПД только горного предприятия, который не учитывает утрат угля при транспортировке к потребителю и энергии, используемой на транспортирование. В развитии энергетики угольной индустрии, начиная со времени начала использования термических первичных движков, поначалу паровых машин, а потом и турбин, можно проследить три периода:

♦ сооружение силовых установок, обеспечивающих энергией одно предприятие. Это был 1-ый период становления малой энергетики;

♦ объединение поначалу нескольких, а потом и всех силовых установок в единые региональные энергосистемы, в каких большие станции экономически подавили и вытеснили станции маленькие. Это объединение вышло в их электронной сфере, термические системы остались из-за нетранс-портабельности тепла разобщенными и в большей собственной части маленькими.

Огромные количества электричества и еще огромные количества тепла вырабатывались раздельно, что приводило к огромным потерям тепла на больших и удаленных от мест спроса на тепло объектов. В текущее время монополия в большей степени больших станций,

Энергетика угольной отрасли текст научной статьи по специальности - энергетика.

Эра природного газа, ставшего главным энергоэлементом в электроэнергетике, позволяет рассредоточить создание электроэнергии, совместив его территориально с созданием тепла, и переложить потоки энергии с плеч линий электропередач на газопроводы, которые обеспечивают всеохватывающее тепло- и электроснабжение, тогда как электропередачи оставляют в месте производства электроэнергии ту часть энергии первичного энергоэлемента (40-45%), которая безизбежно реализуется в виде тепла. Таким макаром, наступает эра малой энергетики — эра малых ТЭЦ, использующих 80-85% энергосодержания природного газа.

Малые ТЭЦ, работающие на газе, это сочетание первичного термического мотора, приводящего в действие генератор, с рекуператором отходящего тепла мотора. Более возможным вариантом первичного мотора для ТЭЦ с электронной мощностью до 10 тыщ кВт может стать газовый движок, изготовленный на базе се-

рийных дизелей. А более возможной областью, где сначала начнется внедрение газомоторных ТЭЦ, будут угольная и нефтяная индустрия, располагающая большенными количествами бросовых горючих газов, также и газовая индустрия, нуждающаяся в развитии автономной энергетики, которая повысит надежность энергоснабжения промыслов, разбросанных на огромных местах, что затрудняет централизованное электроснабжение.

Угольная индустрия располагает значительными дебитами шахтного метана, выделяющегося при добыче угля ( в среднем на тонну добываемого угля выделяется 20 м3 метана). Условия безопасности вынуждают каптировать хотя бы часть содержащегося в угольных пластах метана с тем, чтоб уменьшить его выделение в горные выработки.

Условия экологии Земли требуют спаливать либо превращать в другие продукты как можно огромную часть шахтного метана, т.к. итог окисления метана — углекислый газ оказывает существенно наименьшее неблагоприятное воздействие на изменение климата планетки.

Сжигание метана — источник энергии, которая может быть применена. Не считая нескольких экзотичных путей использования шахтного каптированного метана, внимания заслуживает получение электроэнергии и тепла с внедрением малых ТЭЦ и просто тепла в обыденных шахтных котельных. 1-ый путь более привлекателен в связи с тем, что 1,0 м3 метана, превращенный на шахтной ТЭЦ в электроэнергию и тепло, даст Три кВт ч/м3 электронной энергии, стоимость которой в критериях Кузбасса 500 5 руб./м3 и Три тыщи 30 ккал/м3 тепла, стоимость которого

Энергетика угольной отрасли текст научной статьи по специальности - энергетика.

2-ой путь прост, обширно всераспространен, более эффективен. Тут 1,0 м3 метана поменяет 1,14 кг угля калорийностью Семь тыщ ккал/кг и стоимость произведенного в течение отопительного сезона тепла составит 100 70 один руб./м3. При продолжительности отопительного сезона Семь месяцев среднегодовая стоимость произведенного тепла составит 100руб./м3.

Как следует, эффективность использования шахтного каптированного метана для выработки электроэнергии и тепла приблизительно в 5 раз выше, чем при выработке только тепла.

В ИГД им. А.А.Скочинского производились работы по созданию малых газомоторных ТЭЦ с электронной мощностью Одна тыща кВт и термический 1,0 Гкал/ч, расходующих 5,5 м3/мин каптированного метана и вырабатывающих в год Восемь млн. кВт.ч электронной и Восемь тыс. Г кал термический энергии.

Две такие установки по спецификации ИГД сделаны и поставлены на шахты Воркуты и Кузбасса, одна делается на ОАО «Коломенский завод». В текущее время угольная индустрия РФ каптирует и большей частью выбрасывает в атмосферу количество метана, достаточное для генерирования 100 50 МВт электронной и 150Гкал/час термический мощности.

Использования шахтного каптированного метана для генерирования электроэнергии методом внедрения газомоторных силовых установок, разработанных ИГД им. А.А.Скочинского, отыскало применение за рубежом. Компания «Катерпиллар», изготовившая по спе-

Такое соотношение эффекта справедливо только для третьего-четвертого года эксплуатации, т.е. после того как окупятся серьезные издержки на ТЭЦ. Расчетный срок окупаемости газомоторной автоматической ТЭЦ мощностью Одна тыща кВт и 1,0 Гкал/час составляет 2-3 года.

А.А.Скочинского и поставившая в Россию Два силовые газомоторные установки, сразу поставила в Австралию 100 таких установок, Девяносто установок находятся в работе на шахтах Аппин и Тауэр. Ими оснащаются две электростанции общей мощностью 100 МВт.

В дальнейшем развитие дегазации может обеспечить топливом ублажение 50-70% спроса на электроэнергию и тепло.

Газомоторные ТЭЦ, которые разработаны ИГД им. А.А.Скочин-ского, универсальны и могут быть применены не считая угольной в газовой и нефтяной индустрии, также в коммунальном хозяйстве для всеохватывающего энергоснабжения жилых районов. Это дает надежду на постановку их на создание на российских заводах, что дозволит организовать комплектование по лизингу угольных шахт силовыми установками.