Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Утилизация низкопотенциального тепла источников в горной промышленности для теплоснабжения угольных шахт

ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Утилизация низкопотенциального тепла источников в горной промышленности для теплоснабжения угольных шахт"

На правах рукописи

Закиров Дамир Данирович

УТИЛИЗАЦИЯ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОГО ТЕПЛА ИСТОЧНИКОВ В ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ДЛЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Специальность 25.00.20- Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени канди дата технических наук

Пермь - 2003

Работа выполнена на кафедре охраны окружающей среды Пермского государственного технического университета

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Вайсман Я.И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Казаков Б.П. кандидат технических наук Цукерман И.С.

Ведущая организация: ОАО «Уралгипрошахт»

Защита состоится 26 декабря 2003 года в /Г час Й7 мин на заседании диссертационного совета Д 004.026.01 при Горном институте Ур О РАН по адресу: 614007, г. Пермь, ул. Сибирская, 78а. Факс (3422) 167502

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Горного института Ур О РАН.

Автореферат разослан года.

Ученый секретарь

диссертационного совета ^

Бачурин Б. А. '

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В современных условиях рациональное использование, экономия энергетических ресурсов и как следствие решение экологических проблем является одним из важнейших приоритетов энергетической политики государства.

За последние 10 лет промышленное производство в России сократилось вдвое, а энергоемкость возросла на 20 %. Современный уровень энергоемкости производства России в 3.5 раза выше, чем в других развитых странах. Одной из причин высокой энергоемкости производства является недостаточное использование имеющегося потенциала энергосбережения и альтернативных источников энергии.

Наибольший потенциал энергосбережения имеется в сфере теплоснабжения и достигает 40-50% от всего теплопотребления страны.

В угольной промышленности теплоснабжение осуществляется, как правило, с использованием мелких угольных котельных. Они являются крупными потребителями углеводородного сырья, характеризуются низким КПД, высоким уровнем эксплуатационных затрат. В то же время, промышленные и коммунально-бытовые котельные - это наиболее значительный источник загрязнений атмосферы, на их долю приходится около 40% всех выбросов в угольной промышленности. Котельные не оборудованы аппаратами для нейтрализации газообразных вредных выбросов. Сухие инерционные пылеуловители, применяемые в шахтных котельных, не улавливают летучую золу с дисперсным составом меньше 10 мкм и эффективность их не превышает 70-85%. Температура уходящих газов высока, однако не всегда котлы имеют теплоутилизационное оборудование. При сжигании угля в атмосферу выделяются соединения Сфы, хлора, фтора, а также цинк, свинец, никель, медь, хром, кадмий, ртуть и другие элементы, значительное количество полициклических ароматических углеводородов. В последние годы наблюдается ежегодное снижение количества уловленных и обеззараженных вредных веществ. С 1996 по 2000 год их количество сократилось в 2 раза.

В то же время, технологии угольного производства характеризуются

наличием альтернативных источников энергии и вторичных тепловых

энергетических ресурсов (ВТЭР), которые в настоящее время не используются, что

приводит к тепловому загрязнению окружающей среды. Большим ресурсом

низкопотенциального тепла обладают шахтные воды и хозбытовые стоки.

Однако их загрязненность исключает возможность использования традиционных

технических средств и технологий для утилизации ВТЭР. Имеющегося

потенциала низкопотенциального тепла в угольной промышленности вполне

достаточно для удовлетворения потребности в теплоснабжении

производственных объектов и инфраструктуры угледобывающих предприятий в

летний и осенне-весенний период года. Однако недостаток научных знаний,

отсутствие технических средств и тру^пппгнй-дня. утилизации

низкопотенциального тепла, сдерживает 4ов)Ш№М4ИВ5в1ь^%Азобновляемых

| библиотека 1

! юТ&црц

источников энергии для теплоснабжения угольных шахт, что отрицательно сказывается на решении проблемы охраны окружающей среды в угольной промышленности.

С учетом этого утилизация низкопотенциального тепла источников в горной промышленности представляет собой актуальную научно-техническую проблему, имеющую важное народно хозяйственное значение.

Цель работы - научное обоснование, разработка технологий и технических средств утилизации низкопотенциального тепла источников в горной промышленности.

В задачу работы входило:

• исследование источников низкопотенциального тепла на угольной шахте, возможности их утилизации для теплоснабжения предприятий;

• разработка методов и экспериментальной модели теплоснабжения угольной шахты на базе утилизации низкопотенциального тепла горных источников;

• разработка технологии и технических средств утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод и неочищенных хозбытовых стоков;

• исследование энергетических и экологических закономерностей функционирования теплоснабжения угольной шахты;

Методы исследования. Научные положения диссертационной работы установлены с помощью комплексного метода исследований, включающего анализ опыта работы энергоустановок шахты и источников низкопотенциального тепла; теоретическое обобщение, математическое моделирование, конструкторско-поисковые разработки и эксперименты на промышленном оборудовании. Для оценки выбора оптимального источника низкопотенциального тепла был применен метод ABC.

Основная идея работы заключается в использовании тепловых насосов для утилизации низкопотенциального тепла в целях теплоснабжения угольных шахт.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждается:

Использованием представительных объемов статистической информации и экспериментальных данных для анализа, расчетов и обобщений.

Использованием классических законов термодинамики и теплопередачи, достаточной сходимостью результатов теоретических исследований с испытанием на промышленной установке (отклонение не более 10%).

Научная новизна работы:

• На основе качественно-количественного анализа всех возможных низко-потенциальных источников тепла на угольных шахтах установлено, что наиболее эффективным является использование для этих целей тепловых потенциалов шахтных вод и хозбытовых стоков.

• Разработана модель и алгоритм оптимизации энергетических и экологических параметров системы теплоснабжения угольной шахты с использованием низкопотенциального тепла. Доказано, что в

испарители тепловых насосов целесообразно подавать низкопотенциальное тепло от различных источников. Поставлена и решена задача оптимизации основных параметров работы теплообменных аппаратов. В качестве критериев оптимизации принята тепловая нагрузка, коэффициент теплопередачи, перепад температур нагретого и холодного потоков.

• Установлено, что интенсификация теплообмена достигается специфическими режимами турбулентных потоков создаваемыми специально подобранной формой поверхности теплообменников и уменьшением гидравлического эквивалентного диаметра каналов, образующих поверхность теплообмена.

• Показано, что резкое снижение отложений на теплопередающих поверхностях взвешенных и растворенных примесей в шахных водах и хозбытовых стоках достигается при использовании дискретных турбулизаторов, точечно расположенных в зоне ламинарного подслоя на поверхности теплообменников.

Практическое значение работы.

Разработаны и защищены патентами технические средства утилизации низкопотенциального тепла загрязненных жидкостей: спиральный теплообменник, кожухотрубный теплообменник, модуль тонкослойного отстойника.

В отличие от традиционной системы теплоснабжения, использующей твердое органическое топливо, при теплоснабжении с применением тепловых насосов полностью исключаются вредные выбросы в атмосферу. Разработанные технологии утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод и загрязненных хозбытовых стоков, могут использоваться в теплоэнергетике, металлургии, химической промышленности.

Выявленные закономерности способов интенсификации теплообмена и предотвращения отложений на теплопередающих поверхностях позволили обосновать наиболее рациональные размеры теплообменника при минимальных установочных размерах приемного канала.

Результаты диссертационной работы используются в технологическом процессе утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод на шахте «Осинниковская» АО «Южкузбассуголь», в процессе утилизации низкопотенциального тепла неочищенных хозбытовых стоков на РНС-3 «Гайва» МП «Пермводоканал».

Основные положения выносимые на защиту:

• метод выбора наиболее рационального источника низкопотенциального тепла на угольной шахте на основе проведенного ABC анализа;

• энерго-экологическая модель системы теплоснабжения угольной шахты, позволяющая за счет утилизации низкопотенциального тепла получить экологически чистую тепловую энергию и отключать шахтную котельную в летний и осенне-весенний период времени;

• механизм реализации утилизации низкопотенциального тепла неочищенных шахтных вод и хозбытовых стоков, варианты технологий

и технических средств для утилизации низкопотенциального тепла в угольной шахте.

Реализация работы осуществлена принятием к использованию в составе научно-исследовательской работы «Разработка высокоэффективной технологии самоочищающихся аппаратов и утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод» (научно-исследовательский институт МНИИЭКО ТЭК) в государственной научно-технической программе «Экологически чистая энергетика». А так же путем внедрения на предприятиях России:

• технологии утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод на шахте «Осинниковская» ОАО «Южкузбассуголь»

• технологии утилизации низкопотенциального тепла неочищенных хозбытовых стоков на РНС-3 «Гайва» МП «Пермводоканал».

Апробация работы.

Представленные в диссертации результаты докладывались автором и получили одобрение на 4 Международных научно-практических конференциях, в том числе: I Международной научно-практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы и решения» (г. Пермь, 1998), П Международной научно-практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы и решения» (г. Пермь, 1999), IV Международной научно-практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы и решения» (г. Пермь,

2001), V Международной научно-практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы и решения» (г. Пермь,

2002). А также IV Всероссийской конференции «Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения» (г. Нижний Новгород, 2002), Международной конференции «Возобновляемая энергетика 2003: состояние, проблемы, перспективы» (г. Санкт-Петербург, 2003).

Публикации.

Основные положения диссертации опубликованы в б статьях, 5 авторских свидетельствах и патентах, 4 тезисах докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы включающего 110 наименований. Диссертация изложена на 120 страницах, включает 10 иллюстраций, 8 таблиц. В приложении представлены акты, подтверждающие практическое применение результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Состояние проблемы, анализ исследований в области утилизации низкопотенциального тепла, повышения энергетической и экологической эффективности теплоснабжения угольной шахты, задачи и методы исследования.

Среди отраслей ТЭК угольная промышленность по количеству выбрасываемых вредных веществ занимает пятое место и является крупным загрязнителем окружающей среды. Решением проблем рационального использования природных ресурсов, защиты окружающей среды при

теплоснабжении объектов угольной промышленности успешно занимаются научные школы: Московского энергетического института, Московского государственного горного университета, Санкт-Петербургского горного института, Уральской горно-геологической академии, Горного института Ур О РАН, Пермского государственного технического университета, а так же научно-исследовательских институтов - институт горного дела им. Акад. A.A. Скочинского, МНИИЭКО ТЭК (Пермь). В решение проблем энергосбережения, рационального использования энергетических ресурсов и охраны окружающей среды ТЭК большой вклад внесли: Аюров В.Д., Безруких П.П., Доброхотов В.И., Реутов Б.Ф., Ключников А.Д., Красноштейн А.Е., Красавин А.П., Панфилов Е.И., Проценко В.П., Стырикович М.А., Харченко В.А. и ряд других ученых. В своих работах они дают информацию о больших потерях и резервах экономии топливно-энергетических ресурсов, приводят мероприятия по сокращению их потребления, методики их нормирования, экономии и как следствие снижению выбросов в атмосферу.

Проведенный анализ научно-технической литературы показывает, что проблема энергосбережения, охраны окружающей среды, утилизации низкопотенциального тепла в угольной промышленности, является весьма актуальной. В то же время, недостаточно изучены вопросы утилизации низкопотенциального тепла, шахтных вод, хозбытовых стоков, направлений и возможных объемов их использования, разработки соответствующего теплоутилизационного оборудования. Не определены технологии эффективного применения теплонасосных установок в горной промышленности, в техническом и практическом плане они до сих пор не реализованы. Не достаточно изучены вопросы утилизации низкопотенциального тепла загрязненных стоков, неочищенных хозбытовых стоков для нужд теплоснабжения с учетом энергетических и экологических параметров. Использование тепловых источников в угольной промышленности, утилизация низкопотенциального тепла для

теплоснабжения угольных предприятий сдерживается недостатком научных знаний, отсутствием технологий и технических средств. Для достижения поставленной цели были определены основные направления и задачи исследований.

Глава 2. Исследование источников низкопотенциального тепла, энергетических и экологических закономерностей функционирования теплоснабжения угольной шахты.

Представлены результаты исследований источников

низкопотенциального тепла, энергетических и экологических закономерностей функционирования теплоснабжения угольной шахты.

Угледобывающие предприятия характеризуются большими объемами низкопотенциальных вторичных теплоэнергетических ресурсов, которые в виде тепловых выбросов загрязняют 01фужаюшую среду. Утилизация низкопотенциального тепла этих источников с помощью теплонасосных технологий позволяет произвести замещение тепловых ресурсов,

вырабатываемых котельной. В работе проведены исследования источников низкопотенциального тепла, произведен выбор рационального источника низкопотенциального тепла на угольной шахте. Для выбора указанного источника низкопотенциального тепла, использован метод анализа ABC.

В качестве критериев, которые учитывают наиболее важную информацию требующую анализа, были приняты: характеристики теплового потенциала (град. С), широта распространения, запасы и объемы низкопотенциального тепла источника, простота внедрения, простота в эксплуатации, затраты на внедрение проекта, ожидаемый экономический эффект, экологическая безопасность, безопасность труда при эксплуатации.

Согласно проведенного анализа, наиболее рациональным источником для утилизации низкопотенциального тепла на угольной шахте являются в первую очередь шахтные воды и хозбытовые стоки, а также оборотная вода шахтных компрессорных станций.

Представлены результаты исследования качества шахтных вод и хозбытовых стоков с целью утилизации низкопотенциального тепла.

Предприятиями угольной промышленности ежегодно сбрасывается в открытые водоемы около 500 млн. м3 шахтных вод с температурой 8-11 град С, которые загрязнены взвешенными веществами, нефтепродуктами и другими загрязнителями. С этими водами в окружающую среду сбрасывается более 10 млн. ГДж/год низкопотенциальной теплоты. Использование низкопотенциального тепла промышленных отходов, позволило бы снизить потребление органического топлива, уменьшить продолжительность работы шахтных котельных. Это позволит полностью исключить в летний и осенне-весенний период вредные выбросы в атмосферу, в остальное время сократить их на 30 %.

Исследованиями установлено, что использование низкопотенциальной тепловой энергии шахтных вод и неочищенных хозбытовых стоков сдерживается отсутствием технологий по их утилизации и особенно отсутствием экономичного, технологичного теплообменного оборудования, которое могло бы длительное время работать без остановки и специальных методов очистки на загрязненных жидкостях в комплексе с теплонасосными установками (ТНУ).

Рассмотрены энергетические и экологические закономерности функционирования теплоснабжения угольной шахты. Исследованиями установлено, что потребление тепловой энергии на шахте непостоянно, меняется в зависимости от времени года и температуры наружного воздуха. Минимальное потребление тепла - в летнее время года и осенне-весенний период. Максимальное - в зимние месяцы. В зависимости от времени года также меняются энергетические и экологические параметры теплоснабжения (потребление твердого топлива и выбросы вредных веществ в атмосферу). Мелкие источники теплоснабжения в угольной промышленности связаны с низкой энергоэффективностью, высокой степенью загрязнения окружающей среды. Эффективными способами повышения КПД является утилизация тепла

уходящих дымовых газов ТЭС и котельных, а также ведение оптимальных режимов горения.

Рассмотрены пути улучшения энергетических и экологических параметров теплоснабжения угольных предприятий.

Одним из путей повышения энергетических и экологических показателей функционирования теплоснабжения в угольной промышленности является сокращение использования органического топлива для теплоснабжения за счет вовлечения в полезное использование низкопотенциального тепла шахтных вод, хозбытовых стоков.

Для решения энергетических, экологических, экономических проблем теплоснабжения в угольной- промышленности необходима разработка технических средств и технологий с целью утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод и хозбытовых стоков.

Глава 3. Разработка технических средств и технологий утилизации низкопотенциального тепла для повышения энергетической эффективности и экологичности теплоснабжения угольной шахты.

Для улучшения энергетических и экологических параметров функционирования теплоснабжения угольной шахты разработаны технологии и технические средства утилизации низкопотенциального тепла шахтных и неочищенных хозбытовых сточных вод: 1. Спиральный теплообменник

На основании выполненных исследований по интенсификации теплоотдачи и конструкторско-поисковых разработок, для утилизации низкопотенциальной теплоты загрязненных сбросных шахтных вод разработана принципиальная схема

незасоряющегося теплообменного аппарата с высокой

теплоэнергетической эффективностью.

Турбулизаторы, расположенные внутри канала теплообменника, способствуют завихрению потока рабочей среды, движущейся по каналу, ламинарное движение потока в пристенном слое разрушается, что позволяет уменьшить оседание взвешенных веществ на теплопередающие поверхности и тем самым повысить эффективность теплообменника при работе на загрязненных рабочих средах. Патент на изобретение №2156423.

Рис.1. Спиральный теплообменник

2. Кожухотрубный теплообменник

Для повышения эффективности утилизации низкопотенциального тепла открытых тонкослойных потоков греющего теплоносителя с

изменяющейся высотой слоя разработан эффективный тегогообменный модуль, позволяющий оперативно, с минимальными затратами труда и времени изменять его габаритные размеры. Патент на изобретение №2186309

Разработаны:

Технологии утилизации низкопотенциальиого тепла загрязненных шахтных вод:

- Промежуточный контур с использованием спиральных теплообменников.

В большинстве случаев, по количеству взвешенных веществ, рН и другим характеристикам, подача шахтной воды непосредственно в испарители ТНУ представляется невозможной. Для повышения долговечности и надежности использования ТНУ необходимо создание промежуточного контура. Утилизация низкопотенциального тепла загрязненных шахтных вод осуществляется установкой в контуре шахтной воды спиральных теплообменников с дискретными турбулизаторами.

- Промежуточный контур с использованием тонкослойных отстойников

Наличие промежуточного циркуляционного контура с теплообменниками незначительно снижает коэффициент преобразования теплового насоса и несколько ухудшает его энергетические показатели. Становится экономически целесообразным очищать шахтные воды от механических примесей непосредственно в подземных условиях, и на выходе на поверхность направлять их в испарители тепловых насосов. Разработана схемы очистки шахтных вод с использованием тонкослойных отстойников, (патент на изобретение №2171703).

Технология утилизации низкопотенциального тепла загрязненных хозяйственно-бытовых стоков.

Для повышения энергетической эффективности и экологичности теплоснабжения угольной шахты, разработана технология утилизации низкопотенциального тепла загрязненных хозбытовых стоков.

Технологическая схема содержит канал для протекания сточных вод в сети канализации с размещенным в нем теплообменником и вибратором; промежуточный циркуляционный контур, тепловой насос, систему отопления,

технический водопровод, насосы, скоростной водонагреватель системы горячего водоснабжения. Испаритель теплового насоса соединен с теплообменником, а конденсатор с системой отопления и скоростным водонагревателем системы горячего водоснабжения.

Механический вибратор, который включается по программе, предназначен для предотвращения оседания загрязнений, на теплопередающих поверхностях теплообменника и разрушения ламинарного слоя.

Глава 4. Теоретические исследования оптимизации энергетических и экологических параметров теплоснабжения угольной шахты с позиции утилизации низкопотенциального тепла, расчет конструкции теплообменника для утилизации низкопотенциального тепла.

Источником теплоснабжения шахт угольной промышленности, как правило, является угольная котельная.

Шахтная котельная обычно оборудуется несколькими котлоагрегатами. Для выработки тепловой энергии могут использоваться только те котлы, которые могут обеспечить необходимую в данных условиях тепловую мощность. В зависимости от сезонных, климатических и производственных факторов тепловая нагрузка может варьироваться, поэтому управление тепловой мощностью, подключаемой к потребителю, - один из важных параметров оптимизации системы теплоснабжения.

Регулирование подключаемой тепловой мощности источника позволяет получить экономию угля и, как следствие, уменьшить вредные выбросы в атмосферу.

Другой важный фактор, влияющий на оптимизацию параметров теплоснабжения, - использование имеющихся на угольном предприятии вторичных энергетических ресурсов (ВЭР). Основными источниками низкопотенциальных тепловых ВЭР на шахте являются шахтные воды, оборотная вода системы охлаждения технологического оборудования (компрессоры, вентиляторы, подъемники и др.), а также хозбытовые сточные воды. Утилизация низкопотенциального тепла этих источников с помощью теплонасосных технологий дает возможность произвести замещение тепловых ресурсов, вырабатываемых котельной, что позволяет улучшить энергетические и экологические параметры теплосистемы.

На рис. 3 приведен алгоритм оптимизации энергетических и экологических параметров системы теплоснабжения угольной шахты, а на рис. 4 показана функциональная объектная модель системы теплоснабжения, реализующая этот алгоритм.

Указанный алгоритм и модель системы теплоснабжения разработаны на основании экспериментальных исследований изложенных в главе 5. В модели используются тепловые насосы (ТН), в испарители которых подается низкопотенциальное тепло от разных источников, соответственно шахтная вода, оборотная вода системы охлаждения технологического оборудования, хозбытовая сточная вода. В конденсатор ТН для нагревания подается холодная вода (ХВ), если выход ТН подключается к системе горячего водоснабжения,

либо химически очищенная вода (ХОВ) в случае необходимости подключиться к системе отопления.

Рис.3 Алгоритм оптимизации энергетических и экологических параметров системы теплоснабжения угольной шахты

Таким образом, использование низкопотенциального тепла шахтных ВЭР с помощью теплонасосных технологий позволяет регулировать уровень замещения тепловых ресурсов, подаваемых в систему теплоснабжения от котельной, тем самым сократить расход органического топлива и непосредственно снизить выбросы вредных веществ в атмосферу.

Рис.4 Функциональная объектная модель системы теплоснабжения угольной шахты

Применение тепловых насосов экономит финансовые ресурсы на строительстве дополнительных генерирующих тепловых мощностей и на органическом топливе, позволяет обеспечить угольное предприятие горячей водой при отключении котельной. Однако шахтные воды загрязнены взвешенными веществами. Утилизация тепла этих стоков требует создания теплообменных аппаратов, способных работать в загрязненных средах и исследований по предотвращению отложений на теплопередающих поверхностях.

Наиболее реальным и доступным способом интенсификации теплоотдачи и предотвращения образования осадка на теплопередающих поверхностях является искусственная турбулизация потока.

При турбулентном ядре потока для жидкостей, наибольшее тепловое сопротивление имеет очень тонкий пристенный слой, течение в котором преимущественно ламинарного характера. Именно в этом слое происходит отложение твердого осадка. Его толщина 8, существенно зависит от касательного напряжения у стенки т, которое представляет собой важный параметр, характеризующий режим течения и теплоотдачу.

Местное касательное напряжение т, обусловленное силами трения, при изменении расстояния от у=0 до у=г меняется практически по линейному закону от т -тщ до г =0.

Прандтль разделял поток на две области: пристенный слой у стенки, где наблюдается молекулярный обмен, и ядро потока, где преобладает турбулентное смешение. Для вязкого пристенного слоя

Т - /Л-

фГ

(1)

При у=0 (у стенки)

V ¿У уу=о

(2)

где ¡и - динамическая вязкость, Нс/м2; w - скорость потока, м/с. Для ядра потока можно записать уравнение, подобное уравнению (1).

<Ьл> „

т = ет ■ р

Лу

(3)

где е, - турбулентная вязкость (составляющая импульсного обмена), м /с. р - плотность, кг/м3

Пренебрегая изменением плотности теплового потока я в пристенном слое и считая я=я«„ по упрощенной теории Прандтля получим

1

(4)

или

Я, ~ лК

(5)

где - плотность теплового потока у стенки

- местное касательное напряжение у стенки 5 - толщина стенки, мм

Уравнение (5) указывает, что тепловой поток в пристенном слое растет с увеличением касательного напряжения.

Следовательно, необходимо применять такие теплообменные аппараты, в которых бы касательные напряжения искусственно увеличивались.

Основной эффект достигается за счет усиленного обновления жидкой среды в пограничном слое, энергичного замещения одних объемов другими. Сложная схема обтекания поверхности теплообмена, повышающая интенсивность процесса, создается искусственно.

При незначительном воздействии на ядро потока специальные формы поверхности повышают уровень турбулентности в пограничном слое, создавая слабые отрывы потока и вторичные пристеночные течения. Формирование переменных полей давлений и вихревых зон для интенсификации теплоотдачи достигается устройством вдоль поверхности теплообмена турбулизаторов в виде выступов, впадин или гофрировкой этих поверхностей. Значительно повышает интенсивность теплоотдачи уменьшение гидравлического эквивалентного диаметра каналов, образуемых поверхностью теплообмена. С

учетом результатов теоретических исследований разработан спиральный теплообменный аппарат с турбулизаторами потока.

Существующие методы расчета теплообмена двух жидкостей, одна из которых циркулирует в трубках теплообменника, а другая проходит сквозь этот теплообменник, основывается на простом усреднении температур обеих жидкостей. При расчете предполагается, что каждая из температур равна арифметическому среднему между начальной и конечной температурой (до и после теплообмена). Такой подход достаточно груб, поскольку предполагает линейную зависимость температуры от координаты, а это не так, потому что остывание или нагрев элемента жидкости происходит с разной интенсивностью по мере движения его по трубке теплообменника - в начале остывание (нагрев) происходит быстро, затем медленнее, т.к. разность температур и, соответственно. Тепловой поток уменьшаются. Более строгий и точный подход к моделированию данного процесса теплообмена двух жидких сред должен основываться на учете изменения температуры по длине трубки теплообменника (52).

За основу модели теплообмена воды, циркулирующей в контуре испарителя теплового насоса, с неочищенными хозбытовыми стоками (теплоносителем) берется следующая формула:

j(x,z)=k(Tw(x)-Tv(x,z)) (6) где z - координата по ходу стока (предполагается перпендикулярной плоскости теплообменника), х - координата по ходу воды в трубке теплообменника, j(x,z) - плотность потока тепла от циркулирующей воды к теплоносителю (в данном случае меньше нуля, т.к. температура теплоносителя больше), Tw(x) - температура воды, Tv(x,z)>Tw(x) - температура теплоносителя (сточной воды), к - коэффициент теплообмена. Пусть выделен некоторый «эшелон» теплоносителя сечением AS и длиной AL (по оси z), проходящий через теплообменник со скоростью vv. AS считается достаточно маленьким, чтобы температуру на данном участке теплового контакта можно было считать постоянной. Для того чтобы определить температуру этого участка теплоносителя после теплового контакта, нужно определить количество тепла AQ, полученное (утраченное, если AQ<0) выделенным объемом теплоносителя AV= AS-AL, и использовать формулу баланса теплосодержания:

Qvk=Qvo+AQ (7)

где Qvo, Qvk - начальное и конечное теплосодержание выделенного объема теплоносителя, a Q=cvpvV, где cv, pv, V - удельная теплоемкость, плотность и объем теплоносителя. AQ определяется как точное интегральное среднее за время теплового контакта At=AL/vv:

Д1

AQ = AF Jjdt (8)

о

где AF - площадь поверхности участка теплообмена. При подстановке (6) и (7) в (8) и дифференцировании по z, получается дифференциальное уравнение

WMj:

а =--(9>

дг суруу?Д8ЛЬ

с начальным условием .¡(х,0)=к(Т,»(х)-Т,я),

где Туо — начальная температура

теплоносителя, откуда: Б

к др

3(х, г) = к(Т№ (х) - Т^ )ехр {--—— г} (10)

суруу,Д8ДЬ

ДБ _ Р

Поскольку теплообменник предполагается однородным, то ^г- _ , где

Б - общая поверхность теплообмена, а ^ - общее сечение теплообменника по потоку теплоносителя.

Дня определения изменения температуры воды при ее движении по трубке теплообменника используется уравнение баланса тепла ДС^ДОг, где АО.'Р.с.СГ^-Т.«»,^ (П) убыль (прибыль, если меньше нуля) тепла в объеме ДУ=^Дх, pwcwTwO -плотность, удельная теплоемкость, начальная температура воды, - сечение по воде,

Д1_

Д<2 2 = |]ДРсН (12)

о

отдача (прием, если меньше нуля) тепла теплоносителю, Д1=х/уж, -скорость движения воды по трубке, ] - интегральное среднее плотности потока тепла на промежутке ЛЬ:

^ и.

¿ = (13)

ЛЬ „

Подставляя (10) в (13), получаем:

] = СГ.«-Т*)*&-[1-яр{-—>] (14) Р <=Л,

Подставляя все в уравнение баланса тепла и дифференцируя по х, получаем:

/

\ - V Ч--У - уу / т

бх Ь

] № 1 - ехр-^--

(15)

с начальным условием Т„(0)=Т„0. Здесь учтено, что расход воды

ДР Р

и что, в силу однородности, = —, где Ь - общая длина теплообменника (длина пути для воды). Решая (14) и вводя обозначение

Аз 1

с а Ь

' Г кР^

1-ех!

ч

(16)

получаем изменение температуры воды при ее движении по трубке теплообменника:

Тж(х) = Т70+(Тж0-Ту0)ехр-Ах (17)

Как и следовало ожидать, распределение температуры далеко от линейного и носит экспоненциальный характер.

Теплоемкости чистой и сточной вод отличаются не сильно, поэтому можно положить су=с«^с. Если выполняется условие сУяУ»кР (теплоносителя много, а теплообменник мал), то экспонента в (16) может быть представлена в виде: е" "=1-а. В этом случае (13) при х=Ь приобретает вид:

Т„ (Ь) = ТЛ + (Т^ - Ту0)ехр| - —

(18)

Прирост температуры циркулирующей жидкости составляет:

АТ=АТП

1-ехЫ-

(19)

где АТ0 = ■

- Т^ и ДТ = ТУ (Ь) - Т^ при условии < Т„ (Ь) < Т^

Величина забираемого у теплоносителя тепла:

л<2=р«сд„лт=р„сЧ,„дт0

1 - ехтх -

_ИР

(20)

С учетом этой зависимости может быть рассчитана производительность теплового насоса.

С математической точки зрения задача оптимизации заключается в отыскании экстремума некоторого критерия эффективности функционирования аппарата при наличии ряда ограничений на его технологические и конструкционные параметры. Задача оптимизации теплообменного аппарата сводится к определению оптимальных значений поверхности теплообмена и соответствующего массового расхода холодного потока с учетом различных значений - массового расхода горячего потока, конечной температуры потоков и числа ходов в аппарате, которые обеспечивают минимальные приведенные затраты.

Принята следующая математическая модель теплообменника в упрощенном виде:

/»

/э

/, /»

е = А«.

1п

к = / (м , I * ..... I

№ г (г? - I* )- ИГ

а = « (<? - г/ )

- <; ■ й' г х) -)=

(21)

где \УГ(Х) - водяные эквиваленты горячего потока; М - конструкционный тип теплообменника; 2 - тепловая нагрузка теплообменника; Дгф -среднелогарифмическая разность температур; к - коэффициент теплопередачи; 1нг(х) - начальная температура горячего (холодного) потока; Скг(х) - конечная температура горячего (холодного) потока.

Глава 5. Экспериментальные исследования разработанных технологий утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод и хозбытовых стоков для теплоснабжения угольных шахт.

Разработанная технология утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод, внедрена на шахте «Осинниковская» АО «Новокузнецкуголь».

Экспериментальные исследования параметров утилизации низкопотенциального тепла совпадают с данными теоретических исследований.

Испытания проводились в процессе эксплуатации, при установившемся режиме работы теплонасосной установки. Результаты испытаний позволили установить наиболее эффективные параметры работы установки. Наиболее эффективно установка работает при расходе шахтной воды через испаритель равном 55 м3/час. (рис.5,6,7).

в, куб. м./час 4Э 50 55 60 65 70

N. кВт 42 45 45 46 48 51

Рис.5 График зависимости потребляемой мощности электродвигателем ТН (14) от расхода шахтной воды через испаритель

(О)

0(гвс),куб.м./час 45| 50] 55 60| 65 70

в, куб. м./час 3,19 3,88) 4,1 3,82| 3,41 3,23

Рис.6. График зависимости выработки горячей воды (О(гвс)) от расхода шахтной воды через испаритель (й)

190

1ЭО 4-.-,-.-.---

46 80 В6 Ю вв 70

О, куб. мУчсс

в, куб. м./час 45 50 55 60 65! 701

О, кВт 144 171 181 168 154| 13в|

Рис.7. График зависимости теплопроизводительноега ТН (О) от расхода шахтной воды через испаритель (в)

Аналогично были проведены экспериментальные исследования утилизации низкопотенциального тепла загрязненных хозяйственно-бытовых стоков. Технология по утилизации низкопотенциального тепла неочищенных хозбытовых стоков впервые была внедрена на РНС-3 «Гайва» МП «Пермводоканал» в октябре 2000 года. Анализ результатов испытаний позволил определить эффективное значение параметров работы теплового насоса, при расходе воды на испаритель равном 14 м3/час. (рис. 8).

Э, куб.м./час 5,2 7,5 10 13,3 15,2 18,2

О, кВт 81 81 93 104 104 98

Рис.8. График зависимости выработки тепла ТН (О) от расхода воды через испаритель ТН (в)

Проведена оценка энергетической и экологической эффективности утилизации низкопотенциального тепла для теплоснабжения угольных шахт. Технико-экономическая оценка проведена на основании данных полученных в результате экспериментальных исследований внедренных технологий

утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод на шахте «Осинниковская» и в МП "Пермводоканал".

Результаты утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод и хозбытовых стоков с целью теплоснабжения угольных шахт:

• На шахте «Осинниковская» теплонасосная установка вырабатывает 108 м3/сутки горячей воды с температурой 47 град С в для нужд административного здания. Затраты на теплоснабжение шахты сократились в 2,1 раза, годовой экономический эффект составил 1 986 тыс. руб., срок окупаемости составил 1 год. Данная технологическая схема утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод является первой действующей в России, которая позволяет получить экологически чистую тепловую энергию, а в летнее время и осенне-весенний период полностью отключить шахтную котельную.

• На РНС-3 «Гайва» МП «Пермводоканал» затраты на теплоснабжение сократились в 4,6 раза, годовой экономический эффект составил 198 тыс. руб., срок окупаемости составил 1,1 года.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе, на основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная научно-техническая задача, заключающаяся в утилизации низкопотенциального тепла источников в горной промышленности, для теплоснабжения угольной шахты, разработке оригинальных способов, технических .средств и технологий утилизации низкопотенциального тепла.

Основные выводы заключаются в следующем:

1. Определен качественно-количественный состав источников низкопотенциального тепла. Проведен выбор рационального источника низкопотенциального тепла на угольной шахте, с учетом 9 критериев по методу анализа ABC. Установлено, что наиболее рациональным источником низкопотенциального тепла на угольной шахте являются шахтные воды и хозбытовые стоки.

2. Установлены энергетические и экологические закономерности функционирования теплоснабжения угледобывающих предприятий. Доказано, что повышение энергетической эффективности и экологичности теплоснабжения угледобывающих предприятий может быть достигнуто на основе разработки и внедрения технических средств, технологий утилизации низкопотенциального тепла шахтных и хозбытовых стоков.

3. Разработана экспериментальная модель теплоснабжения угольной шахты на основе утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод и хозбытовых стоков. Утилизация низкопотенциального тепла позволяет регулировать уровень замещения тепловых ресурсов подаваемых в систему теплоснабжения от котельной.

4. Разработана экологически чистая технология утилизации низкопотенциальной теплоты шахтных вод, с применением тепловых насосов. Технологическая схема позволяет затрачивая 1 кВт ч электроэнергии получать около 4 кВт ч эквивалентной тепловой энергии. Указанная технология реализована на шахте «Осинниковская».

5. Проведены теоретические и конструкторские работы по созданию эффективного теплообменного оборудования для утилизации низкопотенциальной теплоты в технологических схемах с использованием тепловых насосов. Разработана технология утилизации низкопотенциального тепла загрязненных хозбытовых стоков, которая позволяет получать экологически чистую тепловую энергию. Указанная технология внедрена в МП «Пермводоканал». Найдены зависимости теплопроизводительности теплового насоса от расхода шахтной воды через испаритель.

6. Результаты экспериментальных исследований внедренных технологий на шахте «Осинниковская» и РНС-3 «Гайва» подтверждают эффективные параметры работы теплонасосной установки, целесообразность утилизации низкопотенциального тепла для теплоснабжения угольной шахты.

7. Внедрение результатов диссертационной работы подтверждает актуальность утилизации низкопотенциального тепла, эффективность созданных технических средств и технологий теплоснабжения угольной шахты. Затраты на теплоснабжение сокращаются в 2-4 раза, за счет отключения шахтной котельной в летний и осенне-весенний период исключаются выбросы вредных веществ в атмосферу, улучшается экологическая обстановка на промплощадке шахты.

Содержание работы опубликовано в трудах:

1. Вайсман Я.И., Закиров Д.Д. Проблемы повышения энергетической и экологической эффективности транспортировки и очистки хозбытовых и промышленных стоков. // Тез. докл. 2-ой международной научно-практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы, решения», Пермь. 1999,- С. 151-153.

2. Хайруллин И.Д., Закиров Д.Д. Положительные аспекты внедрения технологий отопления с применением тепловых насосов // Энергосбережение и проблемы энергетики Западного Урала, 1999. №3. С.27-28.

3. Дмитрюков С.А., Закиров Д.Д. Использование тепла канализационных стоков МП «Пермводоканал» // Энергосбережение и проблемы энергетики Западного Урала, 2000. №4. С. 45.

4. Закиров Д.Д. Регулируемый привод в системе водоснабжения промышленно-административных и коммунальных зданий // Тез. докл. 1-ой международной научно-практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы, решения», Пермь, 1998. С. 69.

5. Закиров Д.Д. Использование низкопотенциального тепла сточных вод для теплоснабжения канализационных насосных станций // Тез. докл. 4-ой международной научно-практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы, решения», Пермь, 2001. С. 151-153.

6. Закиров Д.Д., Модель оптимизации эколого-энергетических параметров системы теплоснабжения угольной шахты // Энергосбережение и проблемы энергетики Западного Урала, 2002. №1. С. 43-45.

7. Закиров Д.Д. Опыт двухлетней эксплуатации теплового насоса в МП «Пермводоканал» // Тез. докл. 5-ой международной научно-практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы, решения», Пермь, 2002. С. 98-99.

8. Закиров Д.Г., Суханов B.C., Закиров Д.Д. Утилизация бросового тепла // Жилищное и коммунальное хозяйство, 2002. №5. С.27-30.

9. Закиров Д.Г., Закиров Д.Д. эффективные технологии теплоснабжения с применением тепловых насосов и существующие проблемы их широкого внедрения // Тез. докл. международной конференции «Возобновляемая энергетика 2003: состояние, проблемы, перспективы», Санкт-Петербург. 2003.- С. 561-565.

Ю.Закиров Д.Г., Суханов B.C., Закиров Д.Д. Тепловые насосы. Пути решения проблемы теплоснабжения в коммунальном хозяйстве с использованием тепловых насосов // Новости теплоснабжения, 2002. №4. С.53-55.

11.Патент на изобретение №2155302 «Установка отопления и горячего водоснабжения», авторы: Закиров Д.Г, Рыбин A.A., Закиров Д.Д., 1999

12.Патент на изобретение №2178542 «Установка отопления и горячего водоснабжения», авторы: Закиров Д.Г., Рыбин A.A., Закиров Д.Д., Петин Ю.М., Деменева B.C., 2000.

13.Патент на изобретение №2156423 «Спиральный теплообменник», авторы: Закиров Д.Г., Коноплин С.С., Рыбин A.A., Закиров Д.Д., Дружинин Л.Ф., Распопов Л.С., 1999.

14.Патент на изобретение №2171703 «Модуль тонкослойного отстойника», авторы: Боринских И.И., Закиров Д.Г., Валеев P.P., Закиров Д.Д., 2000г.

15.Патент на изобретение №2186309 «Теплообменный модуль», авторы: Закиров Д.Г., Боринских И.И., Закиров Д.Д.., Нехороший И.Х., 2002.

Лицензия №020370

Составитель Закиров Д.Д.

Сдано в печать 21.11.03. Формат 60x84/16. Объм 1,25 п.л. Тираж 100. Заказ №1831.

Печатная мастерская ротапринта ГОТУ.

i !

i

Г

!

i »

i i

»202 9 ô

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Закиров, Дамир Данирович

Введение.

1. Состояние проблемы, анализ исследований в области утилизации низкопотенциального тепла, повышения энергетической и экологической эффективности теплоснабжения угольной шахты, задачи и методы исследования.

1.1. Состояние вопроса и задачи исследования.

2. Исследование источников низкопотенциального тепла, энергетических и экологических закономерностей функционирования теплоснабжения угольной шахты.

2.1.Исследование возможных источников низкопотенциального тепла на угольной шахте, возможность утилизации тепла шахтных вод и хозбытовых стоков.

2.2. Энергетические аспекты функционирования теплоснабжения угольной шахты.

2.3. Теплоснабжение угольной шахты и экологические аспекты его функционирования.

2.4. Пути улучшения энергетических и экологических параметров теплоснабжения угольных шахт.

3. Разработка технических средств и технологий утилизации низкопотенциального тепла для повышения и энергетической эффективности и экологичности теплоснабжения угольной шахты.

3.1.Технические средства утилизации низкопотенциального тепла.

3.1.1. Спиральный теплообменник.

3.1.2. Кожухотрубный теплообменник.

3.2. Технология утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод.

3.3. Технологии утилизации низкопотенциального тепла загрязненных шахтных вод.

3.3.1. Промежуточный контур с использованием спиральных теплообменников.

3.3.2. Промежуточный контур с использованием тонкослойных отстойников.

3.4. Технология утилизации низкопотенциального тепла загрязненных хозяйственно-бытовых стоков.

4. Теоретические исследования оптимизации энергетических и экологических параметров теплоснабжения угольной шахты с позиции утилизации низкопотенциального тепла, расчет конструкции теплообменника для утилизации низкопотенциального тепла.

4.1. Постановка задачи, разработка модели и алгоритма оптимизации энергетических и экологических параметров теплоснабжения угольной шахты утилизацией низкопотенциального тепла.

4.2.Математическая модель оптимизации энергетических и экологических параметров теплоснабжения угольной шахты.

4.3.Исследование способов интенсификации теплообмена и снижения отложений на теплопередающих поверхностях.

5. Экспериментальные исследования разработанных технологий утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод и хозбытовых стоков для теплоснабжения угольных шахт.

5.1. Экспериментальные исследования энергетических и экологических параметров теплонасосной станции по утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод на шахте «Осинниковская» ООО «Новокузнецкуголь».

5 ^.Экспериментальные исследования энергетических и экологических параметров теплонасосной установки по утилизации низкопотенциального тепла загрязненных хозяйственно-бытовых стоков на РНС-3 «Гайва»

МП «Пермводоканал».

5.3. Оценка энергетической, экономической, экологической эффективности оптимизации теплоснабжения угольной шахты утилизацией низкопотенциального тепла.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Утилизация низкопотенциального тепла источников в горной промышленности для теплоснабжения угольных шахт"

Актуальность работы. В современных условиях рациональное использование и экономия энергетических ресурсов и как следствие решение экологических проблем является одним из важнейших приоритетов энергетической политики государства.

За последние 10 лет промышленное производство в России сократилось вдвое, а потребление энергоресурсов сократилось гораздо меньше. Это привело к тому, что в 1998 году энергоемкость ВВП в сравнении с 1990 годом возросла на 30%. В то время как в индустриально развитых странах этот показатель после энергетического кризиса 70-х годов снизился на 20. .50%. Современный уровень энергоемкости России в 3.5 раза выше, чем в других развитых странах. (97). Одной из причин высокой энергоемкости производства является недостаточное использование имеющегося потенциала энергосбережения и альтернативных источников энергии. На юбилейной сессии Генеральной Ассамблеи ООН в 1997 году, отмечено, что развитие использования альтернативных источников энергии по своей значимости относится к важнейшей проблеме глобального характера.

Наибольший потенциал энергосбережения имеется в сфере теплоснабжения и достигает 40-50% от всего теплопотребления страны. Оборудование существующих ТЭЦ физически и морально устарело, характеризуется высоким удельным расходом топлива. Тепловые сети -самый ненадежный элемент системы и источник огромных потерь энергии. Мелкие теплоисточники сжигающие органическое топливо характеризуются низкой энергоэффективностью, высокой степенью загрязнения окружающей среды, значительными затратами на ремонт и обслуживание.

В горной промышленности теплоснабжение осуществляется, как правило, с использованием мелких угольных котельных. Они являются крупными потребителями углеводородного сырья, характеризуются низким

КПД, высоким уровнем эксплуатационных затрат. В то же время, промышленные и коммунально-бытовые котельные - это наиболее значительный источник загрязнений атмосферы, на их долю приходится около 40% всех выбросов в угольной промышленности. Для улавливания летучей золы шахтных котельных в основном применяются сухие инерционные пылеуловители, которые не улавливают летучую золу с дисперсным составом меньше 10 мкм и эффективность их не превышает 70-85%. Остаточная о запыленность после циклонов составляет 0,4-0,7 г/м , что не удовлетворяет санитарным нормам. Более 60% уловленной пыли, возвращается в атмосферу при ее транспортировке хранении, погрузочно-разгрузочных работах. При сжигании угля в атмосферу выделяются соединения серы, хлора, фтора, а также цинк, свинец, никель, медь, хром, кадмий, ртуть и другие элементы, значительное количество полициклических ароматических углеводородов, которые являются источниками раковых заболеваний. Кроме того, котельные не оборудованы аппаратами для улавливания газообразных вредных выбросов. В связи с тяжелым финансовым положением угледобывающих предприятий, отсутствием необходимых средств, на строительство и установку воздухо-очистного оборудования, внесение необходимых изменений в технологию основного производства, освоение прогрессивных технологий, в последние годы наблюдается ежегодное снижение количества уловленных и обеззараженных вредных веществ. С 1996 по 2000 год, их количество сократилось в 2 раза. (66).

В то же время, технологии угольного производства характеризуются значительным выходом вторичных тепловых энергетических ресурсов (ВТЭР), которые в настоящее время не используются, что приводит к тепловому загрязнению окружающей среды. Много тепла теряется с потоками отработавшей в технологических процессах воды (сбросной, оборотной и др.), шахтными вентиляционными выбросами, шахтными водами, хозбытовыми стоками. Объемы шахтных вод на предприятиях отрасли составляют более 500

3 3 млн. м , хозбытовых стоков - 150 млн. м (66). В условиях рыночных отношений и структурной перестройке отраслей топливно-энергетического комплекса, ухудшения экологических показателей, резкого снижения объемов добычи топлива и децентрализации управления промышленностью необходимы радикальные сдвиги в самих принципах вовлечения природных ресурсов и альтернативных источников энергии в материальную деятельность человека и решения энергетических и экологических проблем. Однако без обоснования методов и способов оптимизации энергетических и экологических параметров теплоснабжения, позволяющих улучшить использование энергетических ресурсов при соблюдении экологических нормативов, путем разработки и внедрения в них технологий утилизации низкопотенциального тепла, невозможно решение проблемы охраны окружающей среды в горной промышленности.

В связи с вышеизложенным утилизация низкопотенциального тепла источников в горной промышленности представляет собой актуальную научно-техническую проблему, имеющую важное народно хозяйственное значение.

Цель работы - научное обоснование, разработка технологий и технических средств утилизации низкопотенциального тепла источников в горной промышленности.

В задачу работы входило:

• исследование источников низкопотенциального тепла на угольной шахте, возможности их утилизации для теплоснабжения предприятий;

• разработка методов и экспериментальной модели теплоснабжения угольной шахты на базе утилизации низкопотенциального тепла горных источников;

• разработка технологии и технических средств утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод и неочищенных хозбытовых стоков;

• исследование энергетических и экологических закономерностей функционирования теплоснабжения угольной шахты;

• оценка энергетической и экологической эффективности утилизации низкопотенциального тепла для теплоснабжения угольной шахты.

Для решения указанных задач было необходимо:

• Провести комплекс исследований качественного и количественного состава источников низкопотенциального тепла, возможность их утилизации, энергетических и экологических закономерностей функционирования теплоснабжения угольной шахты;

• Разработать и применить технические средства и ряд технологий по утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод и хозбытовых стоков;

• Разработать экспериментальную модель теплоснабжения угольной шахты на базе утилизации низкопотенциального тепла горных источников;

• Провести оценку энергетической и экологической эффективности утилизации низкопотенциального тепла в целях теплоснабжения угольной шахты.

Методы исследования Научные положения диссертационной работы установлены с помощью комплексного метода исследований, включающего анализ опыта работы энергоустановок шахты и источников низкопотенциального тепла; теоретическое обобщение, математическое моделирование, конструкторско-поисковые разработки и эксперименты на промышленном оборудовании. Для оценки выбора оптимального источника низкопотенциального тепла был применен метод ABC.

Основная идея заключается в использовании тепловых насосов для утилизации низкопотенциального тепла в целях теплоснабжения угольных шахт.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждается:

Использованием представительных объемов статистической информации и экспериментальных данных для анализа, расчетов и обобщений.

Использованием классических законов термодинамики и теплопередачи, достаточной сходимостью результатов теоретических исследований с испытанием на промышленной установке (отклонение не более 10%).

Научное значение работы заключается в разработке методов утилизации низкопотенциального тепла для минимизации расхода топлива и выбросов в атмосферу, с полной остановкой шахтной котельной в летний и осенне-весенний период при теплоснабжении угольной шахты.

Научная новизна работы:

• На основе качественно-количественного анализа всех возможных низко-потенциальных источников тепла на угольных шахтах установлено, что наиболее эффективным является использование для этих целей тепловых потенциалов шахтных вод и хозбытовых стоков.

• Разработана модель и алгоритм оптимизации энергетических и экологических параметров системы теплоснабжения угольной шахты с использованием низкопотенциального тепла. Доказано, что в испарители тепловых насосов целесообразно подавать низкопотенциальное тепло от различных источников. Поставлена и решена задача оптимизации основных параметров работы теплообменных аппаратов. В качестве критериев оптимизации принята тепловая нагрузка, коэффициент теплопередачи, перепад температур нагретого и холодного потоков.

• Установлено, что интенсификация теплообмена достигается специфическими режимами турбулентных потоков создаваемыми специально подобранной формой поверхности теплообменников и уменьшением гидравлического эквивалентного диаметра каналов, образующих поверхность теплообмена.

• Показано, что резкое снижение отложений на теплопередающих поверхностях взвешенных и растворенных примесей в шахных водах и хозбытовых стоках достигается при использовании дискретных турбулизаторов, точечно расположенных в зоне ламинарного подслоя на поверхности теплообменников.

Практическое значение работы

Разработаны и защищены патентами технические средства утилизации низкопотенциального тепла загрязненных жидкостей: спиральный теплообменник, кожухотрубный теплообменник, модуль тонкослойного отстойника.

В отличие от традиционной системы теплоснабжения, использующей твердое органическое топливо, при теплоснабжении с применением тепловых насосов полностью исключаются вредные выбросы в атмосферу. Разработанные технологии утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод и загрязненных хозбытовых стоков, могут использоваться в теплоэнергетике, металлургии, химической промышленности.

Выявленные закономерности способов интенсификации теплообмена и снижения отложений на теплопередающих поверхностях позволили обосновать оптимальные размеры теплообменника при минимальных установочных размерах приемного канала.

Результаты диссертационной работы используются в технологическом процессе утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод на шахте «Осинниковская» АО «Южкузбассуголь», в процессе утилизации низкопотенциального тепла неочищенных хозбытовых стоков РНС-3 «Гайва» МП «Пермводоканал».

Основные положения выносимые на защиту:

• метод выбора наиболее рационального источника низкопотенциального тепла на угольной шахте, на основе проведенного ABC анализа;

• энерго-экологическая модель системы теплоснабжения угольной шахты, позволяющая за счет утилизации низкопотенциального тепла получить экологически чистую тепловую энергию и отключать шахтную котельную в летний и осенне-весенний период времени;

• механизм реализации утилизации низкопотенциального тепла неочищенных шахтных вод и хозбытовых стоков, варианты технологий и технических средств для утилизации низкопотенциального тепла в угольной шахте.

Реализация работы осуществлена принятием к использованию в составе научно-исследовательской работы «Разработка высокоэффективной технологии самоочищающихся аппаратов и утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод» (научно-исследовательский институт МНИИЭКО ТЭК) в государственной научно-технической программе «Экологически чистая энергетика». А так же путем внедрения на предприятиях России:

• технологии утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод на шахте «Осинниковская» ООА «Южкузбассуголь»

• технологии утилизации низкопотенциального тепла неочищенных хозбытовых стоков на РНС-3 «Гайва» МП «Пермводоканал».

Апробация работы.

Представленные в диссертации результаты докладывались автором и получили одобрение на 4 Международных научно-практических конференциях, в том числе: I Международной научно-практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы и решения» (г. Пермь, 1998), II Международной научно-практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы и решения» (г. Пермь, 1999), IV Международной научно-практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы и решения» (г. Пермь, 2001), V Международной научно-практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы и решения» (г. Пермь, 2002). А также IV Всероссийской конференции «Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения» (г. Нижний Новгород, 2002), Международной конференции «Возобновляемая энергетика 2003: состояние, проблемы, перспективы» (г. Санкт-Петербург, 2003).

Публикации.

Основные положения диссертации опубликованы в 6 статьях, 5 авторских свидетельствах и патентах, 4 тезисах докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы включающего 110 наименований. Диссертация изложена на 120 страницах, включает 11 иллюстраций, 7 таблиц. В приложении представлены акты, подтверждающие практическое применение результатов работы.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Закиров, Дамир Данирович

Основные выводы заключаются в следующем:

1. Определен качественно-количественный состав источников низкопотенциального тепла. Проведен выбор рационального источника низкопотенциального тепла на угольной шахте, с учетом 9 критериев по методу анализа ABC. Установлено, что наиболее рациональным источником низкопотенциального тепла на угольной шахте являются шахтные воды и хозбытовые стоки.

2. Установлены энергетические и экологические закономерности функционирования теплоснабжения угледобывающих предприятий. Доказано, что повышение энергетической эффективности и экологичности теплоснабжения угледобывающих предприятий может быть достигнуто на основе разработки и внедрения технических средств, технологий утилизации низкопотенциального тепла шахтных и хозбытовых стоков.

3. Разработана экспериментальная модель теплоснабжения угольной шахты на основе утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод и хозбытовых стоков. Утилизация низкопотенциального тепла позволяет регулировать уровень замещения тепловых ресурсов подаваемых в систему теплоснабжения от котельной.

4. Разработана экологически чистая технология утилизации низкопотенциальной теплоты шахтных вод, с применением тепловых насосов. Технологическая схема позволяет затрачивая 1 кВт ч электроэнергии получать около 4 кВт ч эквивалентной тепловой энергии. Указанная технология реализована на шахте «Осинниковская».

5. Проведены теоретические и конструкторские работы по созданию эффективного теплообменного оборудования для утилизации низкопотенциальной теплоты в технологических схемах с использованием тепловых насосов. Разработана технология утилизации низкопотенциального тепла загрязненных хозбытовых стоков, которая позволяет получать экологически чистую тепловую энергию. Указанная технология внедрена в МП «Пермводоканал». Найдены зависимости теплопроизводительности теплового насоса от расхода шахтной воды через испаритель.

6. Результаты экспериментальных исследований внедренных технологий на шахте «Осинниковская» и РНС-3 «Гайва» подтверждают эффективные параметры работы теплонасосной установки, целесообразность утилизации низкопотенциального тепла для теплоснабжения угольной шахты.

7. Внедрение результатов диссертационной работы подтверждает актуальность утилизации низкопотенциального тепла, эффективность созданных технических средств и технологий теплоснабжения угольной шахты. Затраты на теплоснабжение сокращаются в 2-4 раза, за счет отключения шахтной котельной в летний и осенне-весенний период исключаются выбросы вредных веществ в атмосферу, улучшается экологическая обстановка на промплощадке шахты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе, на основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная научно-техническая задача, заключающаяся в оптимизации энергетических и экологических параметров теплоснабжения угольной шахты, разработке оригинальных способов, технических средств и технологий утилизации низкопотенциального тепла.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Закиров, Дамир Данирович, Пермь

1. Адиутори Е.Ф. Новые методики в теплопередаче. -М.: Мир, 1977.

2. Алябьев Н.М., Ефремов В.К. Экономия электроэнергии на угольной шахте. М.: Углетехиздат, 1959.

3. Андрианов Ю.Н. Использование вторичных энергетических ресурсов в водном хозяйстве. // Водоснабжение и санитарная техника, 1988. №4. С. 7-8.

4. Анисимов С.Б., Атаев М.М., Разумовский А.В., Шильдкрет В.М., Автономная бивалентная система теплоснабжения. // Водоснабжение и санитарная техника, 1990. №5. С. 13-15.

5. Балуев Е.Д. Перспективы развития централизованного теплоснабжения. //Теплоэнергетика, 2001. №11. С. 50- 54.

6. Балабеков О.С., Балтабаев Л.Ш. Очистка газов в химической промышленности. М.: Химия, 1991. 256 с.

7. Баскаков А.П., Берг Б.В., Витг O.K. Теплотехника. М.: Энергоатомиздат, 1991. 224 с.

8. Берглс А.Е. Интенсификация теплообмена. В кн.: Теплообмен. Достижения. Проблема. Перспективы. Избранные труды 6-й Международной конференции по теплообмену: Пер. с англ./ под ред. Петухова Б.С. М.: Мир, 1981.

9. Богданов А.Б. Теплофикация золушка энергетики.// Энергетик, 2001. №11. С. 5-10.

10. Бретшнайдер Б, Курфюрст И. Охрана воздушного бассейна / Пер., с англ. Л.; Химия, 1989. 288 с.

11. Быков А.В., Бежанишвили Э.М., Таланов А.В. Анализ технико-экономических показателей холодильных машин // Исследовательские работы пор повышению эффективности холодильного и компрессорного оборудования: Сб. научн. трудов. М.: ВНИИхолодмаш, 1983.

12. Васильев В.И., Сторожков А.П., Жигулев Г.В., Иванов JT.JT. Энергосбережение и централизованное теплоснабжение в ЖКХ // докл. научно-практической конференции «Энергосбережение в регионах России, Москва. 2000. С. 76-77.

13. Васютинский В.Ю., Хисамутдинов Т.Ш. Защита окружающей среды от вредных выбросов ТЭЦ в проектах ВНИПИэнергопрома //Теплоэнергетика, 1992. №11. С. 15-17.

14. П.Виноградов Ю.И., Векштейн Л.М., Соболь И.Д. Промышленное теплоснабжение. Киев.: Техника, 1975. 256 с.

15. Вольфберг Д.Б. Экологически чистые угольные технологии в США // Теплоэнергетика, 1990. №6 . С. 73-77.

16. Волощенко Н.И. Экономия энергоресурсов в угольной промышленности //Уголь, 1985. №10.

17. Волощенко Н.И., Островский Э.П., Миляковский В.И. и др. Эффективное использование электроэнергии и топлива в угольной промышленности. М.: Недра, 1990. 407 с.

18. Глухов В.В., Лисочкина Т.В., Некрасова Т.П. Экономические основы экологии. М.: Специальная литература, 1997. 304 с.

19. Грачев Ю.Г., Красовский Б.М. Стратегия энергосбережения при электрическом отоплении. // Тез. докл. первой межрегиональной научно-практической конференции «Энергопотребление и энергосбережение: проблемы, решения», Пермь. 1997. С. 29.

20. Григоров В.Г., Нейман В.К., Семенюк Л.Г. Утилизация низкопотенциальных тепловых вторичных энергоресурсов на химических предприятиях. М.: Химия, 1987. 240 с.

21. Деев JI.B., Балахничев Н.А. Котельные установки их обслуживание. -М.:Высш. шк., 1990. 239 с.

22. Дмитрюков С.А., Закиров Д.Д. Использование тепла канализационных стоков МП «Пермводоканал» // Энергосбережение и проблемы энергетики Западного Урала, 2000. №4. С. 45.

23. Дрейцер Г.А. Современные проблемы создания высокоэффективных трубчатых теплообменных аппаратов // Теплоэнергетика, 1995. №3.

24. Дьяков А.Ф. Комплексные системы теплоутилизации и газоочистки на паровых и водогрейных котлах // Теплоэнергетика, 1992. №11. С. 50-55.

25. Закиров Д.Г., Распопов С.В. Прогрессивные технологии утилизации низкопотенциального тепла в производственных процессах. // Тез. докл.

26. ЗЗ.Закиров Д.Г., Суханов B.C., Закиров Д.Д. Утилизация бросового тепла. // Жилищное и коммунальное хозяйство, 2002. №5. С.27-30.

27. Закиров Д.Г. Утилизация вторичных энергетических ресурсов и использование возобновляемых источников энергии с применением тепловых насосов основной путь снижения энергоемкости производства. // Промышленная энергетика, 2002. №5. С. 15-20.

28. Закиров Д.Д., Модель оптимизации эколого-энергетических параметров системы теплоснабжения угольной шахты // Энергосбережение и проблемы энергетики Западного Урала, 2002. №1. С. 43-45.

29. Ильюша А.В. Альтернативные источники энергии. // Промышленная энергетика, 1995. №12. С. 46-48.

30. Каплунов Ю.В. Эколого-экономическая оценка деятельности предприятий угольной промышленности России. М.: Издательство академии горных наук, 1996.

31. Каплунов Ю.В., Рогозов В.В., Смирнов А.М., Богин В.Е. Основы организации автоматизированной системы экологического мониторинга в угольной промышленности России, Уголь, 1995. №2. С. 49-51.

32. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. М.: Машиностроение, 1972.

33. Кафаров В.В., Мешалкин В.П., Гурьева JI.B. Оптимизация теплообменных процессов и систем. М.: Энергоатомиздат, 1988.192 с.

34. Кокоркин А.Я., Латык B.C., Мелик-Аракелян А.Т. Тепловые насосы -для низкотемпературного теплоснабжения и комплексного теплохладоснабжения. // Водоснабжение и санитарная техника, 1990. №5. С. 23-25.

35. Коммисаров В.М., Кутепов Н.Н. К вопросу комплексной утилизации ВЭР в паровых котельных // Пром. Энерг. 1990. №4. С. 39-41.

36. Красавин А.П. Защита окружающей среды в угольной промышленности. М.: Недра, 1991. 221 с.

37. Красавин А.П., Кукушкин В.М. Охрана природы в топливно-энергетических комплексах Сибири и Казахстана: Обзор/ ЦНИЭИуголь. М., 1986.

38. Кривошейн Д.А., Муравей JI.A., Роева Н.Н. и др. Экология и безопасность жизнедеятельности. М.: ЮННИТИ ДАНА, 2000.447 с.

39. Кузнецов Ю.Л. Капиталовложения в строительство теплонасосных установок // Энергетика и электрификация. 1988. №1. С. 46-49.

40. Кухарь В.П., Зайцев И.Д., Сухоруков Г.А. Экотехнология оптимизации технологии производства и природопользования. Киев. Наукова думка, 1989. 263 с.

41. Кэйс В.М., Лондон A.JI. Компактные теплообменники. М.: Энергия, 1967.

42. Левин Л.Ю., Шалимов А.В. Особенности тепломассообмена в системах подогрева воздуха для воздухоподающих стволов рудников/ Материалы научной сессии Горного института УрО РАН по результатам НИР в 2000 году, Пермь, 2001. С. 282.

43. Ливчак И.Ф. Ключи к энерготопливосбережению. // Водоснабжение и санитарная техника, 1994. №11. С. 14-18.

44. Лисицин Е.Н. Охрана природы в зарубежных странах. М.: Агропромиздат, 1987. 213 с.

45. Малкин В.П. Проблема охраны окружающей среды и ресурсообеспечения общества на пороге нового тысячелетия // химическое и нефтяное машиностроение, 2000. №4 С. 4-6.

46. Мартыновский B.C. Тепловые насосы. М.: Госэнергоиздат, 1955.

47. Мазус М.Г., Мальгин А.Д., Моргулис М.Л. Фильтры для улавливания промышленных пылей. М.: Машиностроение, 1985. 240 с.

48. Методические рекомендации по оценке инвестиционных проектов и отбору их для финансирования. Официальное издание. Утверждено: Госстрой России, Минэкономики РФ, Минфин РФ, Госкомпом России. 31 марта 1994 г. №7.12/47. М., 1994.

49. Морозюк Т.В. Модель выбора теплового насоса в составе энергетической установки // Химическое и нефтегазовое машиностроение, 1999. №3. С. 30-32.

50. Мунц В.А., Басков А.П. Тепловой расчет топок со стационарным низкотемпературным и циркуляционным кипящим слоем // Теплоэнергетика, 1990. №1. С. 74-77.

51. Мялковский В.И. Основные направления утилизации низкопотенциального тепла шахт /Сер. Сборн.: Перспективы развития научно-техн. Прогресса при стр-ве шахт, стволов. Донецк, 1989. С. 2831.

52. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии: Сборник аналитических, методических и программных материалов.//под общей редакцией Безруких П.П., М.: АМИПРЕСС, 2002. 140 с.

53. Новый способ сжигания угля в кипящем слое //Standpunkt.- 1989. №5. С.11.64,Онищенко Н.П. Эксплуатация промышленных и отопительных котельных установок. М.: Стройиздат, 1967. 310 с.

54. Патент на изобретение №2155302 «Установка отопления и горячего водоснабжения», авторы: Закиров Д.Г, Рыбин А.А., Закиров Д.Д., 1999.

55. Патент на изобретение №2178542 «Установка отопления и горячего водоснабжения», авторы: Закиров Д.Г., Рыбин А.А., Закиров Д.Д., Петин Ю.М., ДеменеваВ.С., 2000.

56. Патент на изобретение №2156423 «Спиральный теплообменник», авторы: Закиров Д.Г., Коноплин С.С., Рыбин А.А., Закиров Д.Д., Дружинин Л.Ф., Распопов Л.С., 1999.

57. Патент на изобретение №2171703 «Модуль тонкослойного отстойника», авторы: Боринских И.И., Закиров Д.Г., Валеев P.P., Закиров Д.Д., 2000г.

58. Патент на изобретение №2186309 «Теплообменный модуль», авторы: Закиров Д.Г., Боринских И.И., Закиров Д.Д., Нехороший И.Х., 2002.

59. Патент на изобретение №2186309 «Теплообменный модуль», авторы: Закиров Д.Д. и др., 2002.

60. Пат. США 4643742 B01D 47/12/

61. Пат. США 4504291 В01 D 45/08/

62. Повышение экономичности теплообменников // Chem./ Eng. (USA). 1992. 99, №5. С. 135-136,138, 143,145,147.- Англ.

63. Проценко В.П. Теплонасосные установки в системах централизованного теплоснабжения/ Энергоресурсосберегающие системы теплохладоснабжения на промышленных и гражданских объектах: Материалы семинара. М.: Центр. Росс, дом знаний, 1992. С. 15 27.

64. Пустовалов Ю.В. Экономические вопросы развития теплонасосных станций. // Теплоэнергетика, 1989. №3. С. 47- 51.

65. Пустовалов Ю.В. Природоохранные возможности теплонасосных станций и отсутствие методического обеспечения // Экологические проблемы в энергетике: Сб. научн. трудов / ВНИПИэнергопром. М., 1990. С. 180-184.

66. Пустовалов Ю.В. Оптимизация параметров и режимов работы парокомпрессионной теплонасосной станции // Создание малоотходных технологий и совершенствование утилизационного оборудования: Сб. научн. трудов. М.: ВНИПИэнергопром, 1984.

67. Радионов А.И., Клушин В.Н., Торечетников Н.С. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия, 1989. 512 с.

68. Реконструкция мокрого пылеуловителя // Энергетик. 1989. №1.

69. Реутов Б.Ф., Наумов A.JL, Семенов В.Г., Муравьев В.В., Пыжов И.Н. Национальный доклад «Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса». Книга 1 «Реформа системы теплоснабжения и теплопотребления РФ». М.: 2001.

70. Рей Д. Экономия энергии в промышленности. М.: Энергоиздат, 1983. 208 с.

71. Розенгарт Ю.И., Якобсон Б.И., Мурадова З.А. Вторичные энергетические ресурсы черной металлургии и их использование. Киев: Выща школа, 1988. 328 с.

72. Сазанов Б.В., Ситас В.И. Теплоэнергетические системы промышленных предприятий. М.:Энергоатомиздат, 1990. 304 с.

73. Семенов Ю.К. 70 лет советской электроэнергетики. Проблемы и перспективы // Теплоэнергетика, 1990. №12. С.2-5.

74. Семенюк Л.Г. Термодинамически оптимальные схемы теплоиспользующих установок // Известия вузов. Энергетика. 1994. №3-4. С. 65-70.

75. Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н. Котельные установки промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1988. 528 с.

76. Сканави А.И. Отопление. М.: Стройиздат, 1988.

77. СССР, а.с.723355 F28D 13/00, F22B 1/18.

78. Стогней В.Г., Крук А.Т. Экономия теплоэнергетических ресурсов на промышленных предприятиях. М.: Энергоатомиздат, 1991.112 с.

79. Тезисы докладов научно-практической конференции «Учет и управление энергоресурсами». Зеленоград, 2000. 128 с.

80. Тезисы докладов III Всесоюзного научно технического семинара «Применение аппаратов «мокрого» типа для очистки отходящих газов от твердых и газообразных вредных примесей» / ЦИНТИхимнефтемаш. М., 1989. 108 с.

81. Теплотехнический справочник, М.Энергия, 1976г, том 2, С. 159

82. Усачев А.Н. Энергоэффективность ключевая задача Российской экономики - тез. докл. Совещания «Проблемы учета и управления потреблением энергоресурсов», Москва, 2001. С. 3-4.

83. Утилизация тепла отходящих газов / Shook James R. // Chem. Eng. Progr.-1991. 87, №6. C. 48-54.- Англ.

84. Фортов B.E., Бушуев B.B. Энергоэффективность путь к устойчивому развитию России и ее регионов.- Энергетическая политика. 2001. №5. С.3-11.

85. Хайруллин И.Д., Закиров Д.Д. Положительные аспекты внедрения технологий отопления с применением тепловых насосов //

86. Энергосбережение и проблемы энергетики Западного Урала, 1999. №3. С.27-28.

87. Хрилев Л.С. и др. Развитие теплофикации в рыночных условиях с учетом формирования электрического и топливно-энергетического балансов страны // Теплоэнергетика, 1994. №12. С. 2-10.

88. Шахтные воды в угольной промышленности./сборник ч.1 ВНИИОСуголь, Пермь, 1989.

89. Экономия энергоресурсов в промышленных технологиях. Справочно-методическое пособие/ Под общей редакцией С.К. Сергеева. Н. Новгород, 2001. 296 с.

90. Энергосберегающие технологии в СССР и за рубежом: Аналитический альбом/ Под общ. Ред. С.Н. Ятрова. М.: 1989. 352 с.

91. Литовский Е.И., Левин Л.А. Промышленные тепловые насосы. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 128 с.

92. Литовский Е.И., Пустовалов Ю.В., Янков B.C. Теплонасосные станции в энергетике // Теплоэнергетика, 1978. №4. С.13-19.

93. Winkens Н.Р. Der Einsaltz von Warmepumpen in der Fernwarmewersorgung // Fernwarme International. 1984/ Bd 13. №2. S. 7378.

94. Picken G., Stoy B. Wirtschaftlichkeitsanalyse von Elektro-Warmepumpen zur Hausheizung //Energiewirtschaftliche Tagesfragen. 1983. Bd. 33. № 1-2.S.60-71.

95. Communaute Econnomique Europeenne. Presantation du programme d'action concertee sur les pompee a chaleur // brochure CEE. Paris, 1991.

96. Geringer Zugverlust. Ein neuer Hochleistungs Fliekraftabscheider / Wieser RudolfZ-Tntrgie (BRD). 1988.- 40, №3. C. 56-60.- Нем.

97. Umwelt. 1988. -№10. С. к4-к9.