7.2.2. Оцінка економічного ефекту використання в шахтної котельні теплової енергії надр

Одна из составляющих экономии заключается в использовании горячего воздуха для предварительного подогрева воды, поступающей в котёл. Вода, поступающая в котёл для восполнения потерь воды в сети, имеет среднегодовую температуру +10⁰С. При подогреве воды на ∆t_подградусов относительная экономия топлива составит:

µ₁= с_вод∙∆t_под/(h_пар - с_вод∙t_н)∙100%, (7.9)

где ∆t_под= 10 или 30⁰С– подогрев питательной воды, соответственно, шахтным воздухом или подаваемым из ШГТ горячим;

h_пар= 2796 кДж/кг – энтальпия перегретого пара, получаемого в котле при его номинальных параметрах (p=13бар,T=470К);

t_н= 10 градусов Цельсия – начальная температура подпиточной воды.

µ¹₁= 4187∙10/(2796000 – 4187∙10)∙100% = 1,54%

µ²₁= 4187∙30/(2796000 – 4187∙10)∙100% = 4,62%

Другая составляющая экономии выявляется при использовании шахтного воздуха для горения топлива. Повышение начальной температуры воздуха от +8 (среднегодовая) до t_шах, которая составляет +23⁰С (шахтный воздух) или 37⁰С (ШГТ):

µ₂= [(t_шахт–t_нач)/t_зг]∙100%, (7.10)

где t_зг= 1000 градусов Цельсия – средняя температура в зоне горения топлива.

µ¹₂= [(23 – 8)/1000]∙100% = 1,5%

µ²₂= [(37 – 8)/1000]∙100% = 2,9%

Дополнительная экономия топлива в котельной может быть получена за счёт сжигания содержащегося в шахтном воздухе метана. Наличие в воздухе, выдаваемом из шахты, до 0,75% метана и некоторого количества респирабельной угольной пыли позволяет снизить расход природного газа, сжигаемого в топках,котлов.

µ₃=Q^н_р∙v∙φ∙100%, (7.11)

где Q^н_р= 35,88 МДж/м³– удельная теплота сгорания метана;

v= 0,27 м³/МДж – расход воздуха при горении топлива;

φ= 0,0075 – содержание метана в шахтном воздухе.

µ₃= 35,88∙0,27∙0,0075 100=7,3 %

Таким образом, следует отметить, что суммарная экономия топлива от использования в топках горячего воздуха из ШГТ с добавлением вентиляционного метана составляет не менее 10%.

Годовой расход природного газа в шахтной котельной составляет 20 млн м³. При осуществлении описанных мероприятий экономия топлива составит:

В¹_к= 20∙ (1 - (1 – 0,0154) ∙ (1 – 0,015) ∙ (1 – 0,073) = 2,019 млн м³;

В¹_к= 20∙ (1 - (1 – 0,0462) ∙ (1 – 0,029) ∙ (1 – 0,073) = 2,829 млн м³.

В 2010 г.для предприятий Донецкой области природный газ отпускали по цене 2200 грн/1000 м³. Следовательно, экономический эффект от проведенных мероприятий составит 4,442 млн. грн. и 6,225 млн. грн. без учёта годовой стоимости обслуживания новых агрегатов.

Затраты на проведение мероприятий:

З = С₁+ С₂+ С₃+С₄, (7.12)

где С_1,2,3,4– соответственно стоимости теплообменника, вентилятора, воздухопровода и их монтажа (работы по монтажу составляют 40% от стоимости оборудования);

З¹= З²= (2700 + 5600 + 53000) ∙1,4 = 85820 грн;

Описанное мероприятие является среднезатратным и высокоэффективным, поскольку окупается менее чем через один календарный месяц.

Завдання 11. Провести экономическуюоценкуэффективности использования в шахтной котельной тепловой энергии недр, используя исходные данные (Приложение В).