1. (19) BY (11) 10264
(13) U
(46) 2014.08.30
(51) МПК
F 02C 6/18 (2006.01)
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54) ЭНЕРГОУСТАНОВКА ПОДОГРЕВА ШАХТНОГО ВОЗДУХА
(21) Номер заявки: u 20131137
(22) 2013.12.27
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Белгорхимпром" (BY)
(72) Авторы: Шемет Сергей Федорович;
Лихолап Владислав Владимирович;
Щербич Антон Вячеславович; Шутин
Сергей Георгиевич (BY)
(73) Патентообладатель: Открытое акцио-
нерное общество "Белгорхимпром"
(BY)
(57)
1. Энергоустановка подогрева шахтного воздуха, включающая устройство для полу-
чения газообразного теплоносителя, газовоздушный теплообменник, газоход, дымовую
трубу, воздуховод, воздухозаборное устройство горячего воздуха ствола, отличающаяся
тем, что устройство для получения газообразного теплоносителя выполнено в виде газо-
вой турбины, которая связана напорным газоходом с газовоздушным теплообменником,
подогревающим подаваемый в шахту воздух, при этом в качестве газообразного теплоно-
сителя использованы горячие уходящие газы газовой турбины, сочлененной с устройст-
вом, преобразующим энергию вращения турбины в иные виды энергии.
2. Устройство по п. 1, снабженное смонтированным на одном с ней валу электрогене-
ратором.
(56)
1. Николаев А.В., Постникова М.Ю., Мохирев Н.Н. Сравнительный анализ потребле-
ния тепло- и энергоресурсов шахтными калориферными установками // Вестник пермско-
го национального исследовательского политехнического университета. - 2010. - № 5.
2. Патент RU 2236396, МПК7
C 07C 41/06, C 07C 1/20, C 07C 2/04, 2004 (прототип).
BY10264U2014.08.30
2. BY 10264 U 2014.08.30
2
Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности в горной промышленности
к процессам подогрева воздуха, поступающего в шахту.
Известен газовый калорифер для подогрева воздуха, поступающего в шахту, за счет
теплоты продуктов сгорания природного газа в газовой горелке, подаваемых нагнетатель-
ным вентилятором в газовоздушный теплообменник [1].
Известно устройство для подогрева воздуха, поступающего в шахту, включающее ус-
тановку для получения газообразного теплоносителя на базе двигателя внутреннего сго-
рания и электрогенератора, связанную с газовоздушным теплообменником, который
соединен с вентилятором горячего дутья и дымососом с дымовой трубой, с воздухозабор-
ным устройством горячего воздуха для ствола шахты [2] (прототип).
Недостатком прототипа и аналога является значительный расход электроэнергии на
привод тягодутьевых машин.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение энергетической эффектив-
ности процесса подогрева воздуха, поступающего в шахту.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в энергоустановке подогрева шахт-
ного воздуха, включающей устройство для получения газообразного теплоносителя, газо-
воздушный теплообменник, газоход, дымовую трубу, воздуховод, воздухозаборное
устройство горячего воздуха ствола, устройство для получения газообразного теплоноси-
теля выполнено в виде газовой турбины, которая связана напорным газоходом с газовоз-
душным теплообменником, подогревающим подаваемый в шахту воздух, при этом в
качестве газообразного теплоносителя использованы горячие уходящие газы газовой тур-
бины, сочлененной с устройством, преобразующим энергию вращения турбины в иные
виды энергии.
В одном из вариантов полезной модели для преобразования энергии вращения турби-
ны в электрическую энергию на одном валу с турбиной установлен электрогенератор для
выработки электроэнергии на нужды рудника.
Таким образом, отпадает необходимость в использовании тягодутьевых механизмов
для транспортировки газообразного теплоносителя и повышается энергетическая эффек-
тивность процесса подогрева воздуха, поступающего в шахту.
На фигуре изображена энергоустановка подогрева шахтного воздуха.
Энергоустановка подогрева шахтного воздуха включает газовую турбину 1, электро-
генератор 2, напорный газоход 3, газовоздушный теплообменник 4, дымовую трубу 5, воз-
духовод 6, воздухозаборное устройство горячего воздуха ствола шахты 7.
Энергоустановка подогрева шахтного воздуха работает следующим образом.
Природный газ под давлением подается в газовую турбину 1, где происходит его сжи-
гание и преобразование тепловой энергии продуктов сгорания в механическую и электри-
ческую энергию вращения вала газовой турбины, сочлененной с устройством,
преобразующим энергию вращения турбины в иные виды энергии, например с электроге-
нератором 2. После газовой турбины 1 раскаленные уходящие газы за счет избыточного
давления по напорному газоходу 3 направляются в газовоздушный теплообменник 4, в
котором отдают свою теплоту атмосферному воздуху и удаляются через дымовую трубу
5. Атмосферный воздух, подогретый до требуемой температуры, подается по воздуховоду
6 в воздухозаборное устройство горячего воздуха ствола шахты 7. Электрическая энергия,
вырабатываемая электрогенератором 2, используется на нужды рудника.
Пример.
При эксплуатации шахт в горной промышленности в холодный период происходит
обмерзание шахтных стволов, налипание льда на оборудовании ствола, что приводит к
разрушению последнего, обрушению и созданию тем самым угрозы для людей и оборудо-
вания. Льдообразование происходит из-за наличия влаги в воздухе, подаваемом в ствол
для вентиляции, и низкой температуры окружающего атмосферного воздуха. Для обеспе-
чения стабильной и безаварийной работы шахт в холодный период воздух для вентиляции
3. BY 10264 U 2014.08.30
3
шахт необходимо подогревать до температуры, исключающей образование льда в шахт-
ном стволе - не ниже + 2 °С. Энергоустановка подогрева шахтного воздуха в составе газо-
вой турбины 1 и электрогенератора 2 мощностью порядка 5 МВт обеспечивает подачу
уходящих газов после газовой турбины с температурой около 500 °С за счет избыточного
давления около 3 кПа по напорному газоходу 3 в газовоздушный теплообменник 4, в ко-
тором воздух, поступающий в шахту из атмосферы, подогревается до температуры не ме-
нее чем + 2 °С. После теплообменника 4 уходящие газы после газовой турбины удаляются
через дымовую трубу 5, а подогретый до требуемой температуры воздух по воздуховоду 6
поступает в воздухозаборное устройство горячего воздуха ствола шахты 7.
Таким образом, за счет отсутствия необходимости в тягодутьевых механизмах, произ-
водства электрической энергии на тепловом потреблении и уменьшения расходов элек-
троэнергии на тягу и дутье решается задача повышения энергетической эффективности.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
![BY 10264 U 2014.08.30
2
Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности в горной промышленности
к процессам подогрева воздуха, поступающего в шахту.
Известен газовый калорифер для подогрева воздуха, поступающего в шахту, за счет
теплоты продуктов сгорания природного газа в газовой горелке, подаваемых нагнетатель-
ным вентилятором в газовоздушный теплообменник [1].
Известно устройство для подогрева воздуха, поступающего в шахту, включающее ус-
тановку для получения газообразного теплоносителя на базе двигателя внутреннего сго-
рания и электрогенератора, связанную с газовоздушным теплообменником, который
соединен с вентилятором горячего дутья и дымососом с дымовой трубой, с воздухозабор-
ным устройством горячего воздуха для ствола шахты [2] (прототип).
Недостатком прототипа и аналога является значительный расход электроэнергии на
привод тягодутьевых машин.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение энергетической эффектив-
ности процесса подогрева воздуха, поступающего в шахту.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в энергоустановке подогрева шахт-
ного воздуха, включающей устройство для получения газообразного теплоносителя, газо-
воздушный теплообменник, газоход, дымовую трубу, воздуховод, воздухозаборное
устройство горячего воздуха ствола, устройство для получения газообразного теплоноси-
теля выполнено в виде газовой турбины, которая связана напорным газоходом с газовоз-
душным теплообменником, подогревающим подаваемый в шахту воздух, при этом в
качестве газообразного теплоносителя использованы горячие уходящие газы газовой тур-
бины, сочлененной с устройством, преобразующим энергию вращения турбины в иные
виды энергии.
В одном из вариантов полезной модели для преобразования энергии вращения турби-
ны в электрическую энергию на одном валу с турбиной установлен электрогенератор для
выработки электроэнергии на нужды рудника.
Таким образом, отпадает необходимость в использовании тягодутьевых механизмов
для транспортировки газообразного теплоносителя и повышается энергетическая эффек-
тивность процесса подогрева воздуха, поступающего в шахту.
На фигуре изображена энергоустановка подогрева шахтного воздуха.
Энергоустановка подогрева шахтного воздуха включает газовую турбину 1, электро-
генератор 2, напорный газоход 3, газовоздушный теплообменник 4, дымовую трубу 5, воз-
духовод 6, воздухозаборное устройство горячего воздуха ствола шахты 7.
Энергоустановка подогрева шахтного воздуха работает следующим образом.
Природный газ под давлением подается в газовую турбину 1, где происходит его сжи-
гание и преобразование тепловой энергии продуктов сгорания в механическую и электри-
ческую энергию вращения вала газовой турбины, сочлененной с устройством,
преобразующим энергию вращения турбины в иные виды энергии, например с электроге-
нератором 2. После газовой турбины 1 раскаленные уходящие газы за счет избыточного
давления по напорному газоходу 3 направляются в газовоздушный теплообменник 4, в
котором отдают свою теплоту атмосферному воздуху и удаляются через дымовую трубу
5. Атмосферный воздух, подогретый до требуемой температуры, подается по воздуховоду
6 в воздухозаборное устройство горячего воздуха ствола шахты 7. Электрическая энергия,
вырабатываемая электрогенератором 2, используется на нужды рудника.
Пример.
При эксплуатации шахт в горной промышленности в холодный период происходит
обмерзание шахтных стволов, налипание льда на оборудовании ствола, что приводит к
разрушению последнего, обрушению и созданию тем самым угрозы для людей и оборудо-
вания. Льдообразование происходит из-за наличия влаги в воздухе, подаваемом в ствол
для вентиляции, и низкой температуры окружающего атмосферного воздуха. Для обеспе-
чения стабильной и безаварийной работы шахт в холодный период воздух для вентиляции](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)