Библиографическое описание:

Николаев А. В. Применение калориферной установки на вентиляционном стволе для подогрева воздуха при реверсии ГВУ в холодное время года // Молодой ученый. — 2011. — №12. Т.1. — С. 32-34.

При возникновении нештатных ситуаций иногда возникает необходимость осуществлять переход с нормального режима проветривания на реверсивный. В этом случае воздух в шахту (рудник) будет подаваться по вентиляционному (вентиляционным), а удаляться по воздухоподающим (воздухоподающему) стволам.

Нормативными документами [1] предписывается в холодное время года подогревать воздух, подаваемый в шахту (рудник) до температуры не ниже + 2 0С. В связи с этим все воздухоподающие стволы оборудуются калориферными установками (КУ), подогревающими воздух в холодное время года. На вентиляционных стволах система обогрева воздуха не предусмотрена, поэтому в случае необходимости выполнить реверсию в шахту (рудник) будет подаваться холодный воздух, что противоречит ПБ [1].

Для исключения подобной ситуации на проектируемом руднике Усольского калийного комбината (УКК) (Пермский край) планируется установить КУ, которая будет подогревать холодный воздух в случае перехода главной вентиляторной установки (ГВУ) в реверсивный режим в зимнее время года.

Предлагаемая схема расположения КУ приведена на рис. 1. При реверсировании ГВУ диффузорная (ДЛ) и общая (ОЛ) ляды будут закрыты. Подача воздуха будет производиться через открытую атмосферную ляду (АЛ). Для подогрева воздуха в окнах надстройки над АЛ будут установлены теплообменники (калориферы).

Согласно [2] вентиляционный ствол рудника УКК планируется оснастить КУ, состоящей из электрических теплообменников, выпускаемых компанией «Веза» [3].

КУ на вентиляционном стволе рассчитывалась так, чтобы ее мощности хватило на подогрев всего объема воздуха, проходящего через нее в наиболее холодное время года (согласно [4] температура воздуха наиболее холодной пятидневки, с обеспеченностью 0,92 равна –36 0С).

При сечении вентиляционного канала – 56 м2 [2] и максимально возможной скорости движения воздуха по стволу 15 м3/с [1], пропускная способность его по воздуху составит 840 м3/с, которую будет обеспечивать вентилятор ГВУ. При реверсии струи его производительность будет составлять не менее 75 % от нормальной – QВ = 630 м3/с.

Рис.1. Схема движения воздуха при реверсии

АЛ – атмосферная ляда; ДЛ – диффузорная ляда; ОЛ – канальная (общая) ляда; ПЛ – ляда в подводящем канале вентилятора


В связи с тем, что температура воздуха на выходе из КУ с учетом теплопотерь через стены надстройки, двери и технологические проемы должна быть не ниже + 10 0С [5], полная тепловая мощность КУ согласно [6, 7, 8]

Гкал/ч = 34 944,04 кВт.

где

tнар

температура наружного воздуха, равная –36 0C,


tТО

требуемая температура на выходе из калориферной установки, с учетом теплопотерь, равная +10 0C;


ρ

плотность наружного воздуха, кг/м3, (для технических расчетов ρ = 1,2 кг/м3);


c

удельная теплоемкость воздуха, равная 0,24 ккал/(кг∙0C).


В результате расчетов [2] выяснилось, что для обеспечения подогрева воздуха при реверсии струи КУ необходимо оснастить 22-мя электрическими воздухонагревательными блоками КЦКП-100 [3], температура воздуха, на выходе из которых составит + 10,55 0С. При этом общая потребляемая электрическая энергия, затрачиваемая на работу КУ, составит NКУ = 35 362,8 кВт∙ч.

Характеристики воздухонагревательного блока КЦКП-100 приведены в табл. 1.

Таблица 1. Характеристики электрического воздухонагревательного блока для КЦКП-100

Напряжение питания, В

Мощность одного ТЭНа, qТЭН, кВт

Кол-во ТЭНов, шт.

Номинальный расход воздуха, QТО

Суммарная мощность воздухонагревателя Pбл., кВт

м3

м3

220

2,85

564

27,778

100 000

1607,4


В виду того, что ТЭНы (трубчатые электронагревательные элементы) воздухонагревательных блоков КЦКП-100 могут включаться ступенями мощностью 33; 66,5; 100 % от установленной [3], тепловую мощность, а, следовательно, и потребление электроэнергии можно будет регулировать в зависимости от температуры наружного воздуха.

Несмотря на значительные затраты электроэнергии при работе и расходы на приобретение и оснащение вентиляционного ствола КУ, можно с уверенностью говорить о том, что в случае возникновения аварии в холодное время года, температура воздуха, подаваемого в рудник будет соответствовать правилам безопасности.


Литература:

  1. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом (ПБ 03-553-03). Серия 03. Вып. 33 / ГУП «НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России». – М., 2003. – 200 с.

  2. Разработка исходных данных для проектной документации на строительство Усольского калийного комбината. Исходные данные для разработки проектной документации на проветривание рудника. – Отчет о выполненной услуге/ Отв. исполнитель Н.Н. Мохирев. – Пермь, 2009. – 52 с.

  3. «Веза». Каталог продукции. Кондиционер центральный каркасно-панельный. Выпуск 1. Редакция №10 от 01.04.2009.

  4. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

  5. Малявина Е.Г. Теплопотери здания: справочное пособие. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2007. – 144 с.

  6. Методика определения потребности в топливе, электрической энергии и воде при производстве и передаче тепловой энергии и теплоносителей в системах коммунального теплоснабжения. (Утв. Госстроем России 12.08.2003 г.).

  7. Нестеренко А.В. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха. Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1971. – 460 с.

  8. Соколов В.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. – М., «Энергия», 1967.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle