Застосування породного відвалу як джерела теплової енергії

Застосування породного відвалу як джерела теплової енергії. Корисна модель відноситься до області теплотехніки, зокрема до джерел теплової енергії для нагрівання рідких і газоподібних середовищ і може бути використана в системах тепло і водопостачання, для утилізації тепла. За весь період роботи вугільних шахт тільки в Донецьком регіоні утворилися близько 580 породних відвалів, під якими зайнято до 4 тисяч гектарів землі. Близько 120 породних відвалів відноситься до категорії палаючих, тобто таких, у яких температура на глибині до 2,5 метрів досягає 80"С і більш. Аналіз породних відвалів показав, що через низьку ефективність і недосконалість існуючої в минулі роки технології видобутку корисної копалини, зміст вугілля у відвалі може досягати 30-40%. Так, наприклад, один не перегорілий терикон з порід, що вміщають, характерних для родовищ антрациту середньою масою 2млн. тонн містить до 15% вугілля, або 300 тисяч тонн антрациту. Зважаючи на те, що температура у вогнищі горіння породного відвала може досягати 700" і більш, кожен палаючий породний відвал є джерелом теплової енергії значної потужності [Меркулов В.А. "Охрана природи на угольных шахтах" - М.: Недра, 1981р , - 184с] Застосування ефективних засобів добору теплової енергії, з наступним м перетворенням в електричну дозволяє при мінімальних капітальних витратах, перетворити палаючий породний відвал у діючу міні електростанцію, з можливістю одержання електричної і теплової енергії. Це стає особливо актуально в умовах існуючої' енергетичної кризи і дефіциту енергоносіїв. вание низкопотенциальнои тепловоиї энергии в теплонаносных системах", журнал "Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплотехника", №2, 2003р.]. При використанні тепла землі можна виділити два види теплової енергії - високо потен цій ну і низькопотенційну. Джерелом ви со ко потенційної теплової енергії є гідротермальні ресурси - термальні води, нагріті в результаті геологічних процесів до високої температури, що дозволяє використовувати їх для теплопостачання будинків. Однак використання високопотенційного тепла землі обмежено районами з визначеними геологічними параметрами. Джерелом низько потен цій но і теплової енергії є заккумульована сонячна енергія на поверхневому шарі землі й енергія радіологічного тепла з земних надр. Використання низькопотенційного тепла землі можливо тільки за допомогою теплових насосів. Відоме природне джерело тепла, призначене для нагрівання рідких і газоподібних середовищ, у яких використовується накопичена природна енергія землі [Г П Васильєв, Н.В Шилкин, "Использо Ефективність використання даного джерела теплової енергії в пряму залежить від глибини розташування тепловідбирачів. Велика глибина обумовлює високу вартість устаткування і капітальних витрат. Це робить у ряді випадків недоцільним застосування даного джерела енергії. Слід також зазначити, що дане джерело енергії використовується тільки в комплексі з високовартим спеціальним устаткуванням, що також сильно обмежує область його застосування. У корисній моделі, що заявляється, поставлена задача використання породного відвала, як високоефективного джерела теплової енергії, що дозволяє з мінімальними капітальними витратами і простим дешевим устаткуванням нагрівати рідкі і газоподібні середовища, наприклад воду. (О со 7436 Поставлена задача вирішується застосуванням відомого породного відвала, як джерела теплової енергії для одержання дешевої теплової" енергії, використовуваної для нагрівання рідких, газоподібних середовищ, одержання пара для запитки електропарогенераторів (одержання електроенергії), зниження витрати енергоносіїв (вугілля, газу, мазуту). Комплексне використання тепла породних відвалів (зняття тепла, як з його поверхні так і з порід, розташованих на визначеній глибині) дозволить значно скоротити викид шкідливих речовин в атмосферу. Спостереження процесу самозаймання породного відвала "ЦОФ Донецька" показали, що навіть при виконанні заходів щодо запобігання загоряння, породний відвал є палаючим. Проведені виміри температури виявили, що на площі поверхневого горіння S = 2 5 0 0 M 2 середня температура породи на Комп'ютерна верстка Д. Шєверун глибині 0,5м складає 116"С. При утилізації теплового потоку на цій глибині одержали питому теплоємність д=339,2ккал/м година, що з площі 2 S = 2 5 0 0 M складає