RU2633334C1 - Method of direct air heating for mine ventilation - Google Patents

Abstract

FIELD: ventilation.

SUBSTANCE: method comprises heating the air by delivery circuit with combustion products generated by burning the gas-air mixture in the burner units of the mixing air heater with jet-vortex combustion stabilization at a constant gas-combustion ratio of 1:16-1:15. The combustion products in the air heater are heated from 25 to 60% of the volume of inlet air necessary for the mine ventilation, the air is heated to a temperature of +(20-60)°C, the heated air is supplied to the mixing chamber connected to the air heater, and as the rest of the inlet air volume necessary for the mine ventilation, cold atmospheric air is supplied to the mixing chamber simultaneously with the heated air and mixed with the heated air until the inlet air temperature is at least +2°C, which is maintained by controlling the flow rate of the mixture of gas and combustion air, and in order to stabilise the hydraulic operation mode of the air heaters and the volume of the inlet air necessary for the mine ventilating, a vacuum in the range of 100-500 Pa is maintained in the mixing chamber.

EFFECT: increased reliability of the mine ventilation system and energy saving.

1 dwg

Description

Изобретение относится к технологиям вентиляции промышленных зданий и преимущественно может быть использовано для нагрева приточного воздуха, поступающего на проветривание шахт по нагнетательной схеме, а также может быть использовано для приточных систем вентиляции промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных предприятий.The invention relates to ventilation technologies of industrial buildings and can mainly be used to heat the supply air supplied to the ventilation of the mines according to the discharge circuit, and can also be used for supply ventilation systems of industrial, agricultural and municipal enterprises.

Согласно требованиям безопасности приточный воздух, поступающий в шахты, должен иметь температуру в зимних условиях не ниже +2°C. Для этих целей широко используют воздухонагреватели (калориферы), работающие с использованием нагретой воды котельных. Применение калориферов требует значительных капитальных затрат, установки с калориферами обладают большой тепловой инерцией и, что особенно важно, имеют склонность к замерзанию теплоносителя в условиях суровых зим, что приводит к отключению вентиляции и аварийному состоянию шахт, притом что КПД калориферов, как правило, не превышает 65%.According to safety requirements, the supply air entering the mines must have a temperature in winter of at least + 2 ° C. For these purposes, air heaters (heaters) operating using heated boiler water are widely used. The use of heaters requires significant capital costs, installations with heaters have a high thermal inertia and, most importantly, they tend to freeze the coolant in harsh winters, which leads to a shutdown of ventilation and an emergency condition of mines, while the efficiency of the heaters, as a rule, does not exceed 65%

Теплоноситель в виде продуктов сгорания природного газа используют в газовых теплогенераторах, при этом продукты сгорания газообразного топлива поступают в стальные трубки калорифера [1]. Однако установки с такими калориферами обладают значительной тепловой инерцией, подвержены рискам перегорания трубок теплоносителя, характеризуются сложностью автоматического регулирования теплопроизводительности и требуют больших капитальных затрат.The heat carrier in the form of natural gas combustion products is used in gas heat generators, while the gaseous fuel combustion products enter the steel tubes of the air heater [1]. However, installations with such heaters have significant thermal inertia, are subject to the risk of burnout of the coolant tubes, are characterized by the complexity of automatic regulation of heat production, and require large capital expenditures.

Для вентиляции шахт прямым газовым нагревом воздуха известно применение струйно-диффузионных горелочных устройств с центральным подводом газа и уголковым перфорированным стабилизатором [2]. Применение струйно-диффузионных горелочных устройств в смесительных воздухонагревателях приводит к превышению регламентированных значений выбросов вредных веществ, поэтому их невозможно использовать в качестве единственного источника тепла, то есть без дополнительного использования водяных калориферов. Исходя из этого способ нагрева приточного воздуха для вентиляции шахт, включающий применение струйно-диффузионного горелочного устройства, осуществляется по двухступенчатой схеме: прямой нагрев воздуха, затем применение водяных калориферов. При этом опасность замерзания теплоносителя в водяных калориферах в условиях суровых зим и аварийного отключения вентиляции шахт сохраняется.For mine ventilation by direct gas heating of air, it is known to use jet diffusion burner devices with a central gas supply and a corner perforated stabilizer [2]. The use of jet diffusion burner devices in mixing air heaters leads to exceeding the regulated values of emissions of harmful substances, therefore they cannot be used as the only heat source, that is, without the additional use of water heaters. Based on this, the method of heating the supply air for mine ventilation, including the use of a jet diffusion burner, is carried out according to a two-stage scheme: direct heating of the air, then the use of water heaters. At the same time, the danger of freezing of the coolant in water heaters under severe winters and emergency shutdown of mine ventilation remains.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ прямого нагрева воздуха для обогрева больших и малых помещений, реализованный в установке для нагрева приточного воздуха, которая содержит смесительный воздухонагреватель с горелочным устройством, установленным в потоке нагреваемого воздуха [3]. Дополнительные источники тепла при этом не требуются, а нагрев воздуха осуществляют в смесительном воздухонагревателе продуктами сгорания вихревой газовоздушной смеси при постоянном соотношении «газ - воздух горения» примерно 1:15, притом что терморегулятор и регулирующий клапан воздухонагревателя позволяют поддерживать это соотношение в пределах 1:30. Способ направлен на достижение минимальной эмиссии вредных выбросов, прежде всего оксидов азота и монооксида углерода, и реализуется с помощью газового горелочного устройства, работа которого основана на организации струйно-факельного сжигания хорошо предварительно подготовленной газовоздушной смеси при значительных коэффициентах расхода воздуха и рециркуляции дымовых газов. Через радиальные отверстия смесителя газ подают в закрученный поток воздуха для горения. Образовавшаяся вихревая газовоздушная смесь истекает через щелевые сопла стабилизатора горения и сгорает при хорошей стабилизации пламени и низком содержании вредных выбросов. При этом температура пламени становится более равномерной и относительно низкой, соответственно и температура образующихся продуктов сгорания также значительно снижается по сравнению со стехиометрическим сжиганием. Для того чтобы концентрации оксидов азота и оксида углерода в дымовых газах были минимальными, поддерживают определенное соотношение между количеством газа и воздуха для горения.Closest to the claimed invention is a method of direct heating of air for heating large and small rooms, implemented in the installation for heating the supply air, which contains a mixing air heater with a burner installed in the stream of heated air [3]. Additional heat sources are not required, and the air is heated in the mixing air heater by the combustion products of the vortex gas-air mixture with a constant gas-to-combustion air ratio of approximately 1:15, while the temperature regulator and the air heater control valve allow this ratio to be maintained within 1:30 . The method is aimed at achieving a minimum emission of harmful emissions, primarily nitrogen oxides and carbon monoxide, and is implemented using a gas burner device, the operation of which is based on the organization of jet-flare combustion of a well-prepared air-gas mixture with significant air flow rates and flue gas recirculation. Through the radial openings of the mixer, gas is fed into a swirling flow of combustion air. The resulting vortex gas-air mixture flows out through the slotted nozzles of the combustion stabilizer and burns out with good flame stabilization and a low content of harmful emissions. In this case, the flame temperature becomes more uniform and relatively low, respectively, and the temperature of the resulting combustion products also decreases significantly in comparison with stoichiometric combustion. In order to minimize the concentration of nitrogen oxides and carbon monoxide in flue gases, a certain ratio between the amount of gas and combustion air is maintained.

Поддержание постоянного соотношения «газ - воздух горения» осуществляют в зависимости от температуры пламени по показаниям термопары, рабочий спай которой находится непосредственно в факеле горелки. Такой способ регулирования соотношения «газ - воздух горения» требует непрерывного контактного измерения температуры пламени термопарой, что для условий вихревого горения смеси может приводить к повреждению термопары и возникновению аварийных ситуаций. Кроме того, такой способ регулирования соотношения «газ - воздух горения» не может обеспечить надежную и устойчивую работу вентиляционной системы шахты в условиях низкой температуры наружного воздуха, так как не позволяет контролировать и точно поддерживать требуемую температуру нагреваемого приточного воздуха перед поступлением его в шахту.Maintaining a constant ratio of "gas - combustion air" is carried out depending on the temperature of the flame according to the thermocouple, the working junction of which is located directly in the torch of the burner. This method of regulating the gas-to-combustion air ratio requires continuous contact measurement of the flame temperature with a thermocouple, which for vortex combustion conditions of the mixture can lead to damage to the thermocouple and emergency situations. In addition, such a method of regulating the gas-to-combustion air ratio cannot ensure reliable and stable operation of the mine ventilation system in conditions of low outside air temperature, since it does not allow controlling and precisely maintaining the required temperature of the heated supply air before it enters the mine.

Задача настоящего изобретения заключается в разработке надежного, безаварийного и энергосберегающего способа прямого нагрева приточного воздуха для проветривания шахт по нагнетательной схеме, характеризующегося минимальной эмиссией оксидов азота и монооксида углерода.The objective of the present invention is to develop a reliable, trouble-free and energy-saving method of direct heating of the supply air to ventilate the mines according to the injection circuit, characterized by a minimum emission of nitrogen oxides and carbon monoxide.

Предложен способ прямого нагрева приточного воздуха для проветривания шахт, который, как и известный способ, включает нагрев воздуха по нагнетательной схеме продуктами сгорания, образующимися при сжигании газовоздушной смеси в горелочных блоках смесительного воздухонагревателя со струйно-вихревой стабилизацией горения при постоянном соотношении «газ - воздух горения» 1:16-1:15. Заявленный способ отличается от известного тем, что продуктами сгорания в воздухонагревателе нагревают от 25 до 60% объема приточного воздуха, необходимого для проветривания шахты, воздух нагревают до температуры +(20-60)°C, нагретый воздух подают в соединенную с воздухонагревателем смесительную камеру, а в качестве остальной части объема приточного воздуха, необходимого для проветривания шахты, в смесительную камеру одновременно с нагретым воздухом подают холодный атмосферный воздух и смешивают его с нагретым воздухом до достижения температуры приточного воздуха не ниже +2°C, которую поддерживают регулированием расхода смеси газа и воздуха горения, при этом для стабилизации гидравлического режима работы воздухонагревателей и объема приточного воздуха, необходимого для проветривания шахты, в смесительной камере поддерживают разрежение в пределах 100-500 Па.A method for direct heating of supply air for mine ventilation is proposed, which, like the known method, includes heating the air according to the injection circuit with combustion products generated during combustion of the gas-air mixture in the burner blocks of the mixing air heater with jet-vortex combustion stabilization at a constant gas-to-combustion ratio "1: 16-1: 15. The claimed method differs from the known one in that the combustion products in the air heater heat from 25 to 60% of the supply air volume necessary for ventilation of the mine, the air is heated to a temperature of + (20-60) ° C, the heated air is fed into the mixing chamber connected to the air heater, and as the rest of the supply air volume necessary for ventilation of the mine, cold atmospheric air is fed into the mixing chamber at the same time as heated air and mixed with heated air until the pace is reached Aturi supply air not less than + 2 ° C, which is supported by adjusting the flow of gas and combustion air mixture, wherein for stabilizing the operating mode of the hydraulic heaters and supply air volume required for the ventilation of mines, in the mixing chamber is maintained within a vacuum of 100-500 Pa.

Используемое соотношение «газ - воздух горения» соответствует коэффициенту расхода воздуха 1,6-1,7, который обеспечивает работу блока горения при сниженной температуре 1150-1250°C вблизи нижнего концентрационного предела распространения пламени, минимизируя эмиссию оксидов азота. Для получения необходимого значения температуры не ниже +2°C воздуха, поступающего в шахту в отопительный период, достаточно нагревать 25-60% объема воздуха, проходящего через воздухонагреватели, до температуры +(20-60)°C и затем смешивать его с холодным атмосферным воздухом. Объем воздуха, нагреваемого продуктами сгорания, значение температуры, до которой его нагревают, а также объем холодного атмосферного воздуха, с которым смешивают нагретую часть воздуха, рассчитывают в зависимости от температуры атмосферного воздуха известными методами [4, 5].The used gas-to-combustion air ratio corresponds to an air flow coefficient of 1.6-1.7, which ensures the operation of the combustion unit at a reduced temperature of 1150-1250 ° C near the lower concentration limit of flame propagation, minimizing the emission of nitrogen oxides. To obtain the required temperature value not lower than + 2 ° C of the air entering the mine during the heating period, it is enough to heat 25-60% of the volume of air passing through the air heaters to a temperature of + (20-60) ° C and then mix it with cold atmospheric by air. The volume of air heated by the combustion products, the temperature to which it is heated, as well as the volume of cold atmospheric air with which the heated part of the air is mixed, is calculated depending on the temperature of the atmospheric air by known methods [4, 5].

Такой двухэтапный процесс подготовки приточного воздуха позволяет получить заданную точность его нагрева, снизить эксплуатационные затраты, обеспечить надежную систему работы вентиляции шахты и полное соблюдение экологических требований по содержанию вредных газов в нагретом приточном воздухе (значительно менее 0,3 ПДК).Such a two-stage process of supply air preparation allows to obtain the specified accuracy of its heating, reduce operating costs, ensure a reliable mine ventilation system and fully comply with environmental requirements for the content of harmful gases in heated supply air (significantly less than 0.3 MPC).

В процессе пуска и останова (открытия и закрытия клапана «рабочего хода») воздухонагревателей, при техническом обслуживании, проверке блокировок безопасности гидравлический режим работы главной вентиляторной установки и действующих воздухонагревателей не должен нарушаться, чтобы исключить возможность отключения вентилятора из-за срыва факела. Для повышения надежности вентиляции шахты системой управления ПНВ предусмотрено регулирование, а именно поддержание на заданном уровне, в пределах 100-500 Па разрежения в смесительной камере перед ГВУ путем управления положением клапана «прямого хода». При снижении разрежения ниже 100 Па расход нагреваемого воздуха падает ниже значений, при которых еще гарантируется низкое содержание вредных выбросов, а воздух при этом перегревается выше 66°C. При увеличении разрежения выше 500 Па увеличиваются потери давления вентиляторной установки и возможен срыв горения, при этом падает суммарный расход воздуха в ствол шахты, а затраты на электроэнергию для вентиляторной установки возрастают.During start-up and shutdown (opening and closing of the “stroke” valve) of air heaters, during maintenance, checking safety interlocks, the hydraulic mode of operation of the main fan unit and existing air heaters must not be violated in order to exclude the possibility of fan shutdown due to flame failure. To increase the reliability of ventilation of the mine, the control system of the NVD provides for regulation, namely, maintenance at a predetermined level, within 100-500 Pa of vacuum in the mixing chamber in front of the HLD by controlling the position of the “forward-running” valve. If the vacuum decreases below 100 Pa, the flow rate of the heated air drops below values at which a low content of harmful emissions is guaranteed, while the air overheats above 66 ° C. With an increase in vacuum above 500 Pa, the pressure loss of the fan unit increases and combustion is possible, while the total air flow into the shaft of the shaft decreases, and the cost of electricity for the fan unit increases.

Новый технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в повышении надежности системы вентиляции шахты и экономии энергоресурсов.A new technical result achieved by the claimed method is to increase the reliability of the mine ventilation system and save energy.

Заявленный способ иллюстрируется схемой работы приточной вентиляции шахты. В ее состав входит главная вентиляторная установка (ГВУ) 1, с воздухозабором 2, клапан «прямого хода» с приводом 3, смесительная камера 4, два воздухонагревателя 5, 6 с клапанами «рабочего хода» 7. Каждый воздухонагреватель содержит горелочный блок, состоящий из смесителя 8 с принудительной подачей газа и воздуха на горение, газовоздушную камеру 9, щелевой огнепреградитель-стабилизатор, экран, запальное устройство (не показаны), трубопровод подачи газа 10 с датчиком расхода газа 11, регулирующий клапан с исполнительным механизмом 12, вентилятор с трубопроводом подачи воздуха на горение 13 и датчиком его расхода 14, клапан подачи воздуха горения с исполнительным механизмом 15, регулятор соотношения «газ - воздух горения» 16 (возможен пневматический регулятор соотношения давлений газа и воздуха горения), датчик температуры приточного воздуха 17, регулятор температуры приточного воздуха 18, датчик давления в смесительной камере 19, регулятор давления (разрежения) 20. Подготовленный нагретый воздух поступает в ствол шахты 21. Горелочные блоки воздухонагревателей оборудуются газовой автоматикой безопасности, регулирования в соответствии с ГОСТ 31849-2012. Доля продуктов сгорания (водяных паров и углекислого газа) в нагретом воздухе после смесительного воздухонагревателя составляет менее 2,5%, а в среднем за отопительный период, с учетом разбавления, - менее 0,4%.The claimed method is illustrated by the operation scheme of the supply ventilation of the mine. It includes the main fan unit (HLD) 1, with an air intake 2, a “direct-flow” valve with an actuator 3, a mixing chamber 4, two air heaters 5, 6 with “stroke” valves 7. Each air heater contains a burner unit, consisting of mixer 8 with forced supply of gas and air for combustion, gas chamber 9, slotted flame arrester-stabilizer, screen, ignition device (not shown), gas supply pipe 10 with gas flow sensor 11, control valve with actuator 12, fan with t by the combustion air supply pipe 13 and its flow sensor 14, the combustion air supply valve with an actuator 15, the gas-to-combustion air ratio regulator 16 (a pneumatic regulator of the ratio of gas and combustion air pressures is possible), the supply air temperature sensor 17, the temperature controller supply air 18, the pressure sensor in the mixing chamber 19, the pressure regulator (vacuum) 20. Prepared heated air enters the shaft of the mine 21. Burner blocks of air heaters are equipped with a gas automatic Safety Second, regulation in accordance with GOST 31849-2012. The fraction of combustion products (water vapor and carbon dioxide) in heated air after the mixing air heater is less than 2.5%, and on average during the heating period, taking into account dilution, less than 0.4%.

Для обеспечения бесперебойного воздухоснабжения с автоматикой для управления режимами пуска и остановки воздухонагревателей их количество должно быть не менее двух (один из них резервный). Мощность воздухонагревателей и их количество рассчитываются по расходу воздуха на шахту, минимальной температуре поступающего в шахту воздуха не ниже +2°C и по минимальной расчетной температуре наружного воздуха в зимний период.To ensure uninterrupted air supply with automatic equipment for controlling the start and stop modes of air heaters, their number must be at least two (one of them is reserve). The power of the air heaters and their number are calculated by the air flow to the mine, the minimum temperature of the air entering the mine is not lower than + 2 ° C, and by the minimum estimated outdoor temperature in the winter.

Регулирование температуры подачи воздуха в ствол шахты обеспечивается системой управления мощностью воздухонагревателей (поддержанием заданного соотношения расходов газа и воздуха) при автоматическом включении и выключении воздухонагревателей, в зависимости от суточного колебания температур наружного воздуха.The temperature control of the air supply to the shaft of the mine is ensured by the power control system of the air heaters (maintaining a predetermined ratio of gas and air flow rates) when the air heaters are automatically turned on and off, depending on the daily fluctuation of outdoor temperatures.

Природный газ по трубопроводу 10 через смеситель 8 подается в закрученный воздушный поток, подаваемый вентилятором 13, образовавшаяся газовоздушная смесь истекает через щелевые сопла огнепреградителя-стабилизатора и сгорает в зоне, ограниченной экраном. Расход природного газа определяется датчиком 11, расход воздуха горения - датчиком 14. Продукты горения смешиваются в воздуховоде воздухонагревателя с прокачиваемым ГВУ холодным воздухом, нагревая его до необходимой температуры. Необходимый расход воздуха через воздухонагреватель обеспечивается тягой, создаваемой ГВУ на всасе (разрежением). Нагретый воздух поступает в смесительную камеру 4, где смешивается с холодным воздухом, поступившим через клапан «прямого хода» 3, и далее после ГВУ поступает в вентиляционный ствол шахты. Температура подачи приточного воздуха поддерживается регулятором 19 за счет регулирования расхода газа при поддержании заданного соотношения «газ - воздух горения».Natural gas through a pipe 10 through a mixer 8 is fed into a swirling air stream supplied by a fan 13, the resulting air-gas mixture flows out through the slotted nozzles of the flame arrester-stabilizer and burns out in the area limited by the screen. The natural gas flow rate is determined by the sensor 11, the combustion air flow rate is determined by the sensor 14. The combustion products are mixed in the air heater duct with cold air pumped by the HLG, heating it to the required temperature. The required air flow through the air heater is provided by the draft created by the HLG at the suction (vacuum). Heated air enters the mixing chamber 4, where it is mixed with cold air received through the “forward stroke” valve 3, and then after the HLG it enters the ventilation shaft of the mine. The supply air supply temperature is maintained by the regulator 19 by adjusting the gas flow while maintaining a predetermined gas-to-combustion air ratio.

Стабилизация режимов работы ГВУ и воздухонагревателей обеспечивается регулятором давления (разрежения) 20 в смесительной камере 4. Нагретый до требуемой температуры воздух подается в ствол шахты для ее проветривания. Содержание вредных газов (CO, NO_x) в воздухе для вентиляции определяют газоанализатором (не показан). При превышении их содержания выше 30% ПДК срабатывает механизм, перекрывающий подачу газа. В данном способе обеспечивается высокий КПД системы прямого нагрева воздуха, так как практически вся теплота сгорания природного газа используется для нагрева приточного воздуха.The stabilization of the operation modes of the HLG and air heaters is provided by the pressure (rarefaction) regulator 20 in the mixing chamber 4. The air heated to the required temperature is supplied to the shaft of the shaft for ventilation. The content of harmful gases (CO, NO _x ) in the air for ventilation is determined by a gas analyzer (not shown). If their content is exceeded above 30% of the MPC, a mechanism that shuts off the gas supply is triggered. This method provides high efficiency of the direct air heating system, since almost all the heat of combustion of natural gas is used to heat the supply air.

Способ опробован на вентиляционном стволе рудничной шахты. Проектная производительность шахты по добыче руды - 400 тыс. т в год. При этом применены два смесительных воздухонагревателя, каждый из которых имеет тепловую мощность 4 МВт. Общее количество подаваемого нагретого воздуха 160 м³/сек. Максимальный расход природного газа 780 м³/ч при расчетной температуре наружного воздуха -35°C. Распределение нагретого воздуха по четырем подэтажам шахты, м³/мин: 300, 9100, 600 и 300 соответственно. Результирующая степень загрязнения приточного воздуха не превышает 25%, т.е. содержание вредных веществ (CO и NO_x) не превышает 25% от ПДК. В частности, содержание CO=3,1 мг/м³ (ПДК=20 мг/м³); NO_x=0,128 мг/м³ (ПДК=5,0 мг/м³); NO₂=0,19 мг/м³ (ПДК=2 мг/м³).The method was tested on the ventilation shaft of a mine shaft. The design capacity of the mine for ore mining is 400 thousand tons per year. In this case, two mixing air heaters were used, each of which has a thermal power of 4 MW. The total amount of heated air supplied is 160 m ³ / s. The maximum consumption of natural gas is 780 m ³ / h with a design outdoor temperature of -35 ° C. The distribution of heated air over the four floors of the mine, m ³ / min: 300, 9100, 600 and 300, respectively. The resulting degree of supply air pollution does not exceed 25%, i.e. the content of harmful substances (CO and NO _x ) does not exceed 25% of the MPC. In particular, the content of CO = 3.1 mg / m ³ (MPC = 20 mg / m ³ ); NO _x = 0.128 mg / m ³ (MPC = 5.0 mg / m ³ ); NO ₂ = 0.19 mg / m ³ (MPC = 2 mg / m ³ ).

По сравнению с традиционной схемой вентиляции: «центральная котельная - теплосеть - водяной калорифер», заявленный способ обеспечивает:Compared with the traditional ventilation scheme: "central boiler room - heating system - water heater", the claimed method provides:

- низкую металлоемкость, т.к. отпадает необходимость строительства громоздких водяных калориферов и прокладки многокилометровых тепловых сетей;- low metal consumption, as there is no need to build bulky water heaters and lay multi-kilometer heating networks;

- устойчивость, надежность и безопасность, т.к. полностью устраняется опасность размораживания водяных калориферов;- stability, reliability and safety, as the danger of thawing water heaters is completely eliminated;

- экономичность, т.к. удельный расход топлива на нагрев приточного воздуха (среднее значение за отопительный период) снизился в 3,3 раза;- profitability, because specific fuel consumption for heating the supply air (average value for the heating period) decreased by 3.3 times;

- экологичность, т.к. выбросы вредных веществ в атмосферу в расчете на единицу полезно использованной теплоты снизились по CO - в 32 раза по NO_x - в 200 раз.- environmental friendliness since emissions of harmful substances into the atmosphere per unit of usable heat decreased by CO - by 32 times by NO _x - by 200 times.

По сравнению со способом-прототипом заявленный способ для подогрева приточного воздуха, поступающего на проветривание шахт, обеспечивает более высокую точность нагрева, надежность, безопасность и энергоэкономичность.Compared with the prototype method, the claimed method for heating the supply air supplied to the ventilation of the mines, provides higher heating accuracy, reliability, safety and energy efficiency.

Использование заявленного способа обеспечивает надежную и устойчивую работу вентиляционной системы шахт в условиях низкой температуры наружного воздуха при точном поддержании требуемой температуры нагретого воздуха и снижает удельный расход топлива при полном соблюдении требований отечественных санитарных норм по содержанию вредных веществ.Using the inventive method ensures reliable and stable operation of the ventilation system of the mines in conditions of low outdoor temperature while maintaining the required temperature of the heated air accurately and reduces specific fuel consumption while fully complying with the requirements of domestic sanitary standards for harmful substances.

Список литературыBibliography

1. Красноштейн А.Е. Использование газовых тепловых генераторов в системах обогрева воздухоподающих стволов шахт и рудников / А.Е. Красноштейн., Б.П. Казаков, Л.Ю. Левин, Л.А. Третьяков // Безопасность труда в промышленности. 2007. №1. С. 44-46.1. Krasnoshtein A.E. The use of gas heat generators in heating systems for air supplying shafts of mines and mines / A.E. Krasnoshtein., B.P. Kazakov, L.Yu. Levin, L.A. Tretyakov // Labor safety in industry. 2007. No1. S. 44-46.

2. Царев В.К. Система двухступенчатого подогрева приточного вентиляционного воздуха / В.К. Царев, В.М. Ляпаков, А.Н. Капошилов, В.Б. Карпман, А.Н. Губина // Промышленная энергетика. 1993. №6. С. 21-22.2. Tsarev V.K. The system of two-stage heating of the supply ventilation air / V.K. Tsarev, V.M. Lyapakov, A.N. Kaposhilov, V.B. Karpman, A.N. Gubina // Industrial energy. 1993. No. 6. S. 21-22.

3. Патент EP 0560454, публ. 15.09.1993.3. Patent EP 0560454, publ. 09/15/1993.

4. Свистунов В.М., Пушняков Н.К. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства: Учебник для вузов. - СПб.: Политехника, 2001. - 423 с.4. Svistunov V.M., Pushnyakov N.K. Heating, ventilation and air conditioning of agricultural facilities and housing and communal services: Textbook for universities. - St. Petersburg: Polytechnic, 2001 .-- 423 p.

5. Теплотехника: Учебник для вузов / А.П. Баскаков, Б.В. Берг, O.К. Витт и др.; Под ред. А.П. Баскакова. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 224 с.5. Heat engineering: Textbook for high schools / A.P. Baskakov, B.V. Berg, O.K. Witt et al .; Ed. A.P. Baskakova. - M .: Energoatomizdat, 1991 .-- 224 p.

Claims (1)

Способ прямого нагрева воздуха для проветривания шахт, включающий нагрев воздуха по нагнетательной схеме продуктами сгорания, образующимися при сжигании газовоздушной смеси в горелочных блоках смесительного воздухонагревателя со струйно-вихревой стабилизацией горения при постоянном соотношении «газ - воздух горения» 1:16-1:15, отличающийся тем, что продуктами сгорания в воздухонагревателе нагревают от 25 до 60% объема приточного воздуха, необходимого для проветривания шахты, воздух нагревают до температуры +(20-60)°C, нагретый воздух подают в соединенную с воздухонагревателем смесительную камеру, а в качестве остальной части объема приточного воздуха, необходимого для проветривания шахты, в смесительную камеру одновременно с нагретым воздухом подают холодный атмосферный воздух и смешивают его с нагретым воздухом до достижения температуры приточного воздуха не ниже +2°C, которую поддерживают регулированием расхода смеси газа и воздуха горения, при этом для стабилизации гидравлического режима работы воздухонагревателей и объема приточного воздуха, необходимого для проветривания шахты, в смесительной камере поддерживают разрежение в пределах 100-500 Па.A method of direct heating of air for ventilation of mines, including heating the air according to the injection circuit with combustion products generated during the combustion of the gas-air mixture in the burner blocks of the mixing air heater with jet-vortex stabilization of combustion with a constant ratio of gas to combustion air 1: 16-1: 15, characterized in that the combustion products in the air heater heat from 25 to 60% of the supply air volume necessary for ventilation of the mine, the air is heated to a temperature of + (20-60) ° C, the heated air is supplied to a mixing chamber connected to the air heater, and as the rest of the supply air volume necessary for ventilation of the mine, cold atmospheric air is supplied to the mixing chamber simultaneously with heated air and mixed with heated air until the supply air temperature reaches at least + 2 ° C, which support by regulating the flow rate of the gas and combustion air mixture, while stabilizing the hydraulic mode of operation of the air heaters and the supply air volume necessary for Ivanov shafts in a mixing chamber a vacuum is maintained in the range 100-500 Pas.

Images