
ПОДЗЕМНЫЕ РАБОТЫ
Оригинальная статья
Повышение энергоэффективности получения тепла при утилизации шахтного метана в газопоршневых электростанциях
Аннотации
При отработке угольных пластов с высокой газоносностью часто предпринимаются попытки использовать шахтный метан, попутно извлекаемый системой дегазации, для внутренних энергетических нужд путем его сжигания в газопоршневых установках. Кроме того, прогрессивным подходом в этой области является попутное использование тепла отводимых дымовых газов. Объединив эти два подхода – утилизацию метана и рекуперацию тепла выхлопных газов – можно создать синергетический эффект в горнодобывающей отрасли. В исследовании экономически обоснована гипотеза использования котлов-утилизаторов для теплоснабжения промышленных и индивидуальных потребителей. По результатам расчетов, использование КУ-80-3М позволит окупить проект менее чем за два года. Применение предложенного проекта по рекуперации высокопотенциального тепла отводимых выхлопных газов при сжигании шахтного метана в поверхностных газопоршневых установках, а именно использование котла-утилизатора с большей производительностью водяного пара, позволит увеличить выработку водяного пара; снизить индекс энергоемкости когенерации; повысить операционную эффективность горного производства и менее энергоемко снизить эмиссию шахтного метана в атмосферу.
Ключевые слова
Утилизация шахтного метана, газопоршневые установки, энергоэффективность, котел-утилизатор, угольный пласт, тепло, когенерационные системы.
Список литературы
-
Golik V.I., Klyuev R.V., Martyushev N.V., Zyukin D.A., Karlina A.I. Technology for nonwaste recovery of tailings of the mizur mining and processing plant. Metallurgist. 2023;66(11-12):1476-1480. DOI: 10.1007/s11015-023-01462-y.
-
Golik V.I., Klyuev R.V., Martyushev N.V., Zyukin D.A., Karlina A.I. Prospects for return of valuable components lost in tailings of light metals ore processing. Metallurgist. 2023;67(1-2):96-103. DOI: 10.1007/s11015-023-01493-5.
-
Wang H., Shen J., Gao Ji, Wang W., Zhu L., Gu Y., Wang T. Cost estimation of Non-CO2 greenhouse gas emissions reduction – A bottom-up analysis of coal-bed methane extraction and utilization in Shanxi, China. Energy. 2024;309:133007. DOI: 10.1016/j.energy.2024.133007.
-
Filonchyk M., Peterson M.P., Yan H., Gusev A., Zhang L., He Y., Yang Sh. Greenhouse gas emissions and reduction strategies for the world’s largest greenhouse gas emitters. Science of The Total Environment. 2024;944:173895. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.173895.
-
Бригида В.С., Джиоева А.К. Определение шага возведения искусственных полос частичной закладки для снижения эмиссии климатически активных газов // Уголь. 2024. № 4. С. 74-78. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-4-74-78. Brigida V.S., Dzhioeva A.K. Determination of construction step to artificial strips of backfilling fore reduce the emission of climatically active gases. Ugol’. 2024;(4):74-78. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2024-4-74-78.
-
Баловцев С.В., Скопинцева О.В., Куликова Е.Ю. Оценка влияния тяжёлых углеводородов на аэрологические риски аварий в угольных шахтах // Устойчивое развитие горных территорий. 2023. Т. 15. № 2. С. 234-245. DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-2-234-245. Balovtsev S.V., Skopintseva O.V., Kulikova E.Yu. Assessment of heavy hydrocarbons influence on aerological risks in coal mines. Sustainable Development of Mountain Territories. 2023;15(2):234-245. (In Russ.). DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-2-234-245.
-
Рыбичев А.А. К вопросу оценки влияния тяжелых углеводородов на взрывчатость пылеметановоздушных смесей // Уголь. 2023. № 2. С. 41-44. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-2-41-44. Rybichev A.A. On the question of evaluation of the influence of heavy hydrocarbons on the explosibility of dust-methane-air mixtures. Ugol’. 2023;(2):41-44. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2023-2-41-44.
-
Баловцев С.В., Скопинцева О.В., Коликов К.С. Управление аэрологическими рисками в подготовительных выработках угольных шахт // Устойчивое развитие горных территорий. 2022. Т. 14. № 1. С. 107-116. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-1-107-116. Balovtsev S.V., Skopintseva O.V., Kolikov K.S. Aerological risk management in preparation mining of coal mines. Sustainable Development of Mountain Territories. 2022;14(1):107-116. (In Russ). DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-1-107-116.
-
Khayrutdinov A., Kongar-Syuryun Ch., Kowalik T., Faradzhov V. Improvement of the backfilling characteristics by activation of halite enrichment waste for non-waste geotechnology. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020;867(1):012018. DOI: 10.1088/1757-899X/867/1/012018.
-
Рыбак Я., Хайрутдинов М.М., Конгар-Сюрюн Ч.Б., Тюляева Ю.С. Ресурсосберегающие технологии освоения месторождений полезных ископаемых // Устойчивое развитие горных территорий. 2021. Т. 13. № 3. С. 405–415. DOI: 10.21177/1998-4502-2021-13-3-406-415. Rybak Y., Khayrutdinov M., Kongar-Syuryun C., Tyulyayeva Y. Resource-saving technologies for development of mineral deposits. Sustainable Development of Mountain Territories. 2021;13(3):405-415. (In Russ.). DOI: 10.21177/1998-4502-2021-13-3-405-415.
-
Brigida V.S., Zinchenko N.N. Methane release in drainage holes ahead of coal face. Journal of Mining Science. 2014;50(1):60-64. DOI: 10.1134/s1062739114010098.
-
Бригида В.С., Мишулина С.И., Стась Г.В. Перспективные направления экологизации структурных элементов туристского продукта Краснодарского края (на примере транспортной составляющей) // Устойчивое развитие горных территорий. 2020. Т. 12. № 1. С. 18-25. DOI: 10.21177/1998-4502-2020-12-1-18-25. Brigida V.S., Mishulina S.I., Stas G.V. Perspective directions of “ecologisation” of structural elements of a tourist product of Krasnodar Region (case study of transportation component). Sustainable Development of Mountain Territories. 2020;12(1):18-25. (In Russ.). DOI: 10.21177/1998-4502-2020-12-1-18-25.
-
Босиков И.И., Клюев Р.В., Силаев И.В., Пилиева Д.Э. Оценка параметров многостадийного гидравлического разрыва пласта с помощью 4D моделирования // Горные науки и технологии. 2023. Т. 8. № 2. С. 141-149. DOI: 10.17073/2500-0632-2023-01-97. Bosikov I.I., Klyuev R.V., Silaev I.V., Pilieva D.E. Estimation of multi-stage hydraulic fracturing parameters using 4D simulation. Mining Science and Technology (Russia). 2023;8(2):141-149. (In Russ.). DOI: 10.17073/2500-0632-2023-01-97.
-
Golik V.I., Dzeranov B.V. Modeling of Coalmine Methane Flows to Estimate the Spacing of Primary Roof Breaks. Mining. 2022;2(4):809-821. DOI: 10.3390/mining2040045.
Для цитирования
Клюев Р.В. Повышение энергоэффективности получения тепла при утилизации шахтного метана в газопоршневых электростанциях // Уголь. 2025;(1):105-108. DOI: 10.18796/0041-5790-2025-1-105-108.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 14.10.2024
Поступила после рецензирования: 16.12.2024
Принята к публикации: 26.12.2024