ECOLOGICAL SAFETY OF MINING REGIONS THROUGH CREATION OF POWER‐HEATING COMPLEXES (in Russian)

in

Production Engineering

2014, No 2 (14), pp 81‐85 

е е:  

к   пут   ект о о  пол о   ет д о о о  то к   е   –  т о о  ет , 

пол о е  кото о о    у ол   т   л ет   о о   п ле е   д е к  

у ледо   п едп т     оп о   пе е отк   к пт уе о о  ет     лект е ку     тепло у   е ,  е е   коло е к   п о ле   е о ,  ед е   око ект   тепло е ет е к  

те оло     о д       е  т   е око плек о .  

Abstract: 

There was presented a method of use of altera ve source of energy, namely coal mine methane, the use of which as a  fuel for power and hea ng genera on is a main direc on in coal mines. By this means some ecological problems of the  region are solved. Highly efficient power and hea ng technologies are implemented and energy complexes are estab‐ lished. .   

Л

 Э

ОО

   ЭКОЛО

КО  

О

О

  О Ы Л

Ы  

О О О Ы

О О  

  О

ЛОЭ

К  КО

Л К О  

ECOLOGICAL

SAFETY

OF

MINING

REGIONS

THROUGH

CREATION

OF

POWER

‐

HEATING

COMPLEXES

  ело   е т укту   у ол о  

п о ле о т   плот о      п о ле о  

д е к   де тел о т   у ледо  

п едп т .  е  о од о  от ет т ,  то  од     олее  пе пект   под одо   е т   пе е отк   т о о  ет     е те  е о  до   путе   п о од т  тепло о     лект е ко   е  [1, 2, 3, 

4].  е л   то   ко еп     к е    е 

у ледо   п едп т   о  тел  

п о ле   п   у л     т о о  ет  

еле оо   путе   о д   т  

е око плек о ,    кото   удут  пол о т  

те оло     оту   л   опо е  

у т о к , о е пе   ект  пе едел 

ет    тепло у     лект е ку   е .  

О ед е е   ед  ко плек  п о е о  до     пе е отк   топл     лект е ку     тепло у  

е   отк ет  о о о т   у е т е о о 

по е   ко о е ко   ект о т   е о 

ко плек .

ЛОЭ К  КО Л К Ы 

едл е  под од  о т л ет о о у ко еп   о д   тепло е ет е к   ко плек о     е 

пол о   ет   у ол   т    по ол ет 

е т   леду е  д : 

улу е е  коло е ко   е оп о т ,    то   ле  о д е  е оп   по  о о у  кто у 

у ло  дл  до  у л ,    е е  е  

ок у е   ед     ет у е е   о о  

  т о е у  ет   –  од о о    о ,  у т у     о д   п ко о о  ект ,    т к е у е е е  ед   о о     т о е у 

от  т   котел   п     пе е оде   

е  ет   е то  у ол о о  топл .   

то   у е т е о  ок т   о    

т о е у  ок ло   от  NOX,  ок до   е  SO2, 

ок   у ле од   СО    п л ,  л  

о о   ед   е е т , 

о у   п     у л     т  

котел .  К о е  то о,  п   то   еет  е то 

ко е   коло е к   ект,  кл  

 у е е  кол е т   е о о у л     Э  

п   е е   т   лект е ко   е    

е о те   о т е о   лект о е е  

т ,  т е о  п     ет ; 

 е е  е е то о т   у л   лед т е 

у ел е   у к     о т о   о   п  

е ке  у ол о о  пл т ,  под е уто о 

п ед тел о   де ,    т к е    ет 

I. A. YEFREMOV, S. V. PODKOPAEV, О. К. MOROZ  Donetsk Na onal Technical University 

Кл че е  ло : э е око плек,  ко е е ,  ы о ы  щ   еще т ,  элект че к     тепло  

э е .  

Key words: energy complex, cogenera on, emission of pollutants, electricity, heat  

   оо е пе е   т  де е   тепло о    

лект е ко   е ,  полу е   п  

ут л   ет     ко е е о  

е ет е к   одул .  Ко е т  поле о о 

де т   т   е ет е к  

ко е е о   одуле   до т ет  86%,  то  едо т о    д у   е ет е к   о ект .  п е ,  К   ол т   тепло   у ол   лект о т   е  п е ет  33%,    К   п о о   у т о ок ( )  до т ет  л  50‐ 55%; 

полу е е  допол тел о о  е ет е ко о    те оло е ко о  . 

олее  пе пект   дл   е ет е ко о  пе едел   л т   ко е е о е  те оло ,к 

о о   т  кото  от о т : 

 т е  е око плек     е п оту о  

ко е е .    е л   о у ло ле  

л е  те оло , кото е  е т  т  

ко о т   у ол     от од   у лео о е    

ок   К     к   у о е   о о  

ед   е е т .  ко   те оло е   л т   е  топл     кул у е     к п е   лое  (ЦК ).  О о     п е у е т   то  

те оло   л т :  око ект ое,   

у о е  99%,  е  у л   л о о  к е т     о т ,    ол о т  до 60%   теплото   о   от  2500кк л/к;  от о тел о  к е  о е  те пе ту  (   ед е  850° ),  лед т е  то о 

к е  у о   о о   ок до   от ; 

ект ое,    у о е 90‐95%,  к епле е  е   е т ко .  т   ет   п   те оло   ЦК   о ет  т   пол о    п о   котл   к к  по  к лу  о ду о о  дут ,  т к    по  к лу 

о о о о  топл .  о е  котл     е 

те оло   ЦК     о ет     п о  

ту     лект е к   е е то  

о е пе т  е л   п оту о  

ко е е     у ледо   п едп т . 

К о е  то о,  пе пект   л т   т  

о д   т   ко е е о  

е око плек о     е  ту  

у е т у   т  котел ,   т к е    е  к т л т е к   е е ‐теку   е кто о   дл  

ут л   ет   од   е т л о  

т у .  К д     пе е ле   то  

кте ует   те   л     т по   топл ,  кото ое  пол ует ,  л   е о  оед е   ( ко о т   у ол ,  от од   у лео о е , 

т   ет )    о л о   е о  

п е е , оп едел е о  к к  п  то о  л   д у о о  топл ,  т к    кте о     о е о   пот е л е  тепло о     лект е ко   е ; 

 т е  е око плек     е  опо е о  

ко е е .    е л   о у ло ле  

до т то о  ол   п   т о о  ет  

  у ледо   п едп т     л е  

око ект о о  ко е е о о о 

е ет е ко о  о о удо   дл   ут л   т о о  ет   путе   ото ле   тепло о    

лект е ко   е     оот о е е  

п л тел о 1:1    ко е то   поле о о  де т   п   пол о   у ке  до  86%.  к   о о удо е   л т   е ет е к е  одул  

  е  опо е   у т о ок  ( ), 

о е пе е  е л   опо е о  

ко е е . 

т о тел т о  т   е е око плек о     е 

у ледо   п едп т   по ол ет  е т  

леду е  оп о  [1]: 

1.  О е пе т   де о т   лект о‐    тепло е  

у ледо   п едп т ,    т к е 

л ле   к    л   о    

п о ле   п едп т .  де о т  

лект о е   о е пе ет   ото  

лект е к   е е то о   т о о 

е е око плек  п ллел о    е о те о . 

2.  у е т е   о о   ок т т   т т  

по т о о  п од о о      ет  од     к плу т   о  котел . 

3.  пол о т   к к  топл о  око ол е  от од   у лео о е ,  кото е  дут  е од     от л 

(п оту   ко е е ),    т   ет , 

кото   до  то е о  е е   л    

т о е у ( опо е  ко е е ). 

4.  О о т   е т ел ое  п о од т о   

ко о   ото ле е   лект о е    

тепл     е     ко е т ел о , 

коло е к   " о "  т о   котел о    

ео од о т   купк   лект о е    

е о те . 

5.  о д т   допол тел е  о е  е т     е т  

о л е    п о ле ,  е    к т е  

т. 

п л   отл е   д о   ко еп  

д е к   от  п едл е   ее  л ет  

те е к   о о о т     ко о е к  

еле оо о т   кл е     т укту у  т о о  е око плек   одул   локо ,  кото е  о ут 

е л о т   п п   е оте оло е ко  

пе е отк   топл     е те  е о  до    

пол о е   о т е о о  тепл     лект о е   [1].  л   у о о  у л     у ле     ко   тепе  

ет о   п едл ет   те оло   пе е отк  

у л   етодо   д о е .  пол о е тепло о  

е   т о о  е око плек   дл   до  

тет е ко о  е ,  д ел о о  топл ,    те ло ,  п о ,  о к     т к 

д лее  е т  тел о  по т   ел у 

е ет е ко   о т л е   т т    полу е е  д о   п одук .  л   у л     око   тепе  

ет о  п едл ет   пол о е те оло  

ле е   п то о   е .    то   п ол е  , кото е полу т     е ул т те п о о ду о  

о отк  у л , пе е т т     окол к д  

то   –  cе у   к лоту  –  дл   д л е е о 

пол о     е ко   п о ле о т ,   

о е е е е  у л   т     топк   т о о 

е око плек ,  е  те   ое   теплот о о  

по о о т .  е   пе пект   л ет  

кл е е    о т   т о о  е око плек   одул ,  кото   по ол т  е л о т   теплое е ое ку  

те оло   до     ко о т о о  у л  

ку т е о о  дко о  топл ,  кото ое    у пе о  

о ет  е т   до о о   кок     до е о  

п о од т е. 

  о т   е око плек     е  п оту о  

ко е е   еле оо о  кл т   е   по 

кото е,  к о е то о,  л т  отл   те ло   дл  до о  пок т . 

о кол ку  ото ле е  лект е ко   е  

о у е т л ет    од о е е   ото ле е  тепл ,  то  ко о е к е  пок тел   е око плек   о ут  т   у е т е   о о   улу е   п   полу е   подп то о о  д т лл т     око е л о о   т о   од .  е е к е  етод   о отк   од  

л т   олее  ко о   по  е    

е к . 

е   п лек тел   л ет   пол о е 

то о о  тепл   т   ко е е о  

е око плек о     те   ко д о о  

т о   т о е     е  о о  

олод л   . 

т л   т о о  ет   еет  ол ое 

коло е кое  е е.  ет   л ет   то   по 

де т е о т   т опо е  п ко   о  по ле 

д уок   у ле од .  к  к к  поте л  ло л о о  потепле   ет     21    ол е  е   у  О2    деле е  ет     т о е у  п о од т    ол   о е   по  е у  у,  ет   п ед т л ет  о о   у   т   п о ле   п ко   о .  е од е  о   ет     т о е у    т     у ко  1  л .  т  у л     од  до т т  20‐50 л .  3.   

ут л   т о о  ет     тепло е ет е к  

одул   лоп е    д теле   оде т  л  

О2    2О.    ет  то о   20    ет  п ко   ект. 

ед е е  те   п о ле о о  пол о  

т о о  ет     к е  о у е т л ло     у ло   т   .  .Ф.  д ко.  де     о д   ко е е о   е ет е к   ко плек     е 12  опо е   у т о ок  т п   JMS  620  т ко    “Jenbacher”,  от     т о   ет е   

ко е т е   25%.  у   К   т  

е ет е к   у т о ок  по  теплу    лект о е   до од т  до  86%,  то  едо т о    д у   е ет е к   о ект .  т о ле   лект е к   о о т   од о   у т о к   о т л ет  3,035  т,    тепло  – 2,63  к л/ .  

О о о   п одук е     е око плек     те  .  .  Ф.  д ко    л ет   лект о е , 

т е   опо е   у т о к , 

е е     пе л о   д .  Од о е е о 

е око плек   т ет  е е   те у 

о л де   опо е о   у т о к   тепло у  

е   то   е  о о т   (3050  к т),  то    лект е ко     те пе ту   ко   110/70° .  т л  подо о о кол е т  тепл , 36  т,  о  к к    теплот   у од   д о   о   л ет  

кту л о   д е . 

о   т  пол о   тепл , 

т е о о  опо е о   у т о ко , 

п еду т ет  под у  е о    те у  о е о 

одо е .    лет ее  е   од ,      о 

е е   пот е о т   п едп т     о е   оде,  тк   тепл   от од т     ок у у   еду. 

е пе ту   поте л  е о о  тепл  

(110/70  )  о о  пол о т   дл   допол тел о   отк   лект о е     по о ,  п е , 

тепло ло  у т о ок,  от     кок п  

о   тел   ( ).  е т о,  то    у е о  

подо е  у т о к   п е т   п   пол о  

тепл   еоте л   то ко       екото   д у  

лу   [5].  ед т л ет   о л  

пол о т   теплоту  у од   д о   о , 

те пе ту   кото   о т л ет    о л о  

е е 140  ,    од 4,5 к/ .  

  отке  тепло о   е   у т о к  

ео од о  у т л т   о о о т   к л о 

лу око о  пол о   копоте л о о 

о о о о  тепл   о е   од     д о   о  [6]. 

едл е   е   ут л   тепл   п еде    

. 1.    е е  пок   опо е   у т о к   ( )    лект е к   е е то о   Э 1    ле е т   тепло ло о  у т о к : ту   ,  от     ,    лект е к   е е то о  Э 2, ко де то  К,  о  

1    2, теплоо е к   ,  О1    О2.  

К к  д о    д   т л   1    п о е е 

де  у ол  пл то    у ле е е о   

т   .  . Ф.   д ко  ле е о 291,7  л .  3  т о о 

  ет ,  кото   пол о   дл   отк  

961187  т· о   лект о е     п о од т   334427  к л  тепл .  ок е о  ед   о о   ет     т о е у  олее 4,7 л .т    к ле те    О2. 

О о   то к   о о    

е е т     т о е у  п   оте  у ледо  

п едп т   л т   т е  котел е, 

от е   у ле (NOx,  О,  О2, SO2   п л ),   т к е 

о   ет   е е   т е де о е  те  

  од е  е т л о е  т у . 

  о д   то о   т   е ет е к  

ко плек о   еет  е то  ко е   коло е к   ект,  о у ло ле   у е е е   кол е т  

е о о у л    тепло   лект о т .  

 Це т л о  п о пло дке  т   поло е   д е  котел е  № 1    № 2,  от е    у ол о   ко е т те  к   , полу е о  от ЦОФ «К е к ».  Котел  № 1 о е  д у  котл  т п   К  – 10 ‐13    ет   –  т п   К   –  10‐13,  кото е  е т 

кел ое  е топл . Котел  № 2 о е  

е т   котл   т п   –18    топк   ок то ,  кото е  е т подо ое  е топл .   2004  оду  котел е  пот е л  20,258  т .  т  у л .    то   ле  котел   №1 – 18,929  т .  т    котел   №2 – 1,329  т .  т.  Эле е т   о т   у л  :  у ле од –  73,49%;  одо од – 4,52%; ( от +  к ло од) – 4,39%;  е  –  1,96%;  ол  – 8,14%;  л о т  – 7,50%.   теплот  

о   о е     у ол о о  ко е т т  

о т л ет Qir= 29,406  /к. 

.  1  п л   е   ут л   тепл , 

ет  о о   ед   е е т     т о е у  от  котел   №  1    №  2  п о од л   по  етод ке 

оп еделе   о о     е е т    

т о е у от  е ет е к  у т о ок [7] .  

ел   о о   у ол   котел      

ок е е  по  е    2006  одо   п еде     т л  2. 

КЛ  

л   cу о о  е   о о   ед  

е е т     т о е у  п   ед е   е ет е ко о  ко плек    у ол о   ет е   у ло   т   .  .  Ф.  д ко пок ет,  то  ед е е   опо е   у т о ок  по  ут л   т о о  ет   по ол т    ет  ко о  у л , кото   ее  л     т   котел   Це т л о   п о пло дк ,  ок т т  

ед е  о     т о е у   55,8 т . т    од.   олу е е  п кт е к е  е ул т т   л т   пок теле   то о,  то  од     пе пект   путе  

ок е   ед   о о     т о е у  л ет  

ут л   т о о  ет     ко е е о  

е ет е к   ко плек ,  ут л у   т  

ет   путе   отк   тепло о     лект е ко   е ,  пол уе   к к  дл   е ет е ко о 

оо е пе е   т ,  т к    дл   отпу к   то о   пот е тел . 

к   о о ,  е л   от е о  

ко еп   о д   л   тепло е ет е к  

ко плек о     е  у ол   т  л ет   од    

пе пект   п ле   д е к  

де тел о т  у ледо  п едп т     е е  

о л о‐ ко о е к   п о ле   те к  

е о о . 

Л  

[1]  .  Ф.  ул т.  у о‐те е к е  о о   о д  

т   ко е е о   е ет е к  

ко плек о / .  Ф.  ул т,  .  Ф.  е е .  К е :  уко  ду к , 2006. c. 176. 

[2]  .  Ф.  ул т.  « етод е к е  о о   о е к   ект о т   е о е е   п оекто   дл   о екто   топл о‐ е ет е ко о  ко плек ”  .  Ф.  ул т,  .  .  е епел ,  .  Ф.  е е ,  .  .  одту к ,  .  .  К к ло  Геоте че к   е к .  ,  е ед.  .  у .  т ./     к .  еп опет о к, 2002.  п. 36. c. 146‐ 155. 

од   О е  пот е леет  по п оекту,

от  

лект о е ,  

т·  

от о тепл ,  

к л  ет по  О2к

,

2004  2.220091  –  –  34.328 

2005  2.194690  –  –  33.936 

2006  26.212291  94.313  8.120  428.311 

2007  59.663640  200.586  33.337  963.940  2008  40.307841  131.893  59.612  650.851  2009  39.850335  132.620  56.508  647.111  2010  52.570787  175.932  74.582  852.158  2011  36.995773  122.046  53.709  620.534 

2012  20.317776  65.667  31.836  340.402 

2013  11.392428  38.130  17.223  191.205 

е о:  291.725672  961.187  334.427  4.762778 

л  1  

е л   е ул т то   от  по ко плек о  де     пол о   ет     те 

. . . д ко ( 31 дек  2013 .)

то к

о о  

о , т/ 

NOx  SO2  О  О2  л   е о 

2006  од 

Котел  № 1  116,887  740,906  67,348  50924,416  222,901  52072,458 

Котел  № 2  8,212  52,053  4,732  3577,767  104,401  3747,165 

то о:  125,099  792,959  72,080  54502,183  327,302  55819,623 

2007  од 

Котел  № 1  72,002  456,398  41,509  31369,440  137,307  32076,656 

Котел  № 2  5,059  32,065  2,915  2203,904  64,406  2308,349 

то о:  77,061  488,463  44,424  33573,344  201,713  34385,005 

е е  о о   48,038  304,496  27,656  20928,839  125,589  21434,618 

2008‐2012  од  

е е  о о   125,099  792,959  72,080  54502,183  327,302  55819,623 

л  2 

[3]  .  .  Лук о .  „ о д е  е о ект о о 

ко плек   ле е     пол о   т о о 

  ет ”  . v . Лук о ,  .  .  е епел ,  .  .  ок ,  .  .  е о  Геоте че к   е к : 

е ед.  .  у .  т ./     к . 

еп опет о к, 2010.  п. 88. c. 3‐8. 

[4]  .  Ф.  е е , „ е ко‐ ко о е к е  пект   от   т   е ет е к  ко плек о ”  .Ф. 

е е   Геоте че к   е к . 

еп опет о к.1999.  п. 15. c. 55‐61. 

[5]  K.  Rafferty. Geothermal power genera on on low‐ temperature, small‐scale applica ons, Geo‐Heat Cen‐ ter. 2000. № 1. P. 12‐1 

[6]  т. 83560  к ,  К (2006) F 01 K 23/02, F 01 K  23/10,  F  01  K  3/00/  Ко е е і   те     ко т   теплот   д о   і / ул т  .  Ф.  л к   .  Л.  е е   .  Ф.  ок   .  .  е о   .  . Ок е  Ю.  . №   200611179;  л.  23.10.2006;  опу л. 25.04.2008,  л.  № 14.2008. 5.  76. 

[7]  о     е е т     т о е у  от 

е ет е к   у т о ок// етод к  

оп еделе :  те т о  топл     е ет к  

к .  О ед е е  е ет е к  

п едп т   „От ле о   е е о‐

е т о   о д  т   е ет к ”. К е ,  2002.  . 44.  

PhD Eng, I. A. Yefremov, PhD Eng, S. V. Podkopaev,   PhD Eng, professor О. К. Moroz  

Donetsk Na onal Technical University  Artyom Street 58, 83001 Donetsk, UKRAINE  e‐mail: ggeom@donntu.edu.ua 

etyurin@mail.ru