Практическое занятие №9

Практическое занятие №15


Расчет тепловой мощности участка подземного сжигания угля (ПСУ)


Цель и задачи занятия. Научиться определить тепловой мощности участка ПСУ.
Теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг угля, определяется по формуле Д.И.Менделеева:


Нм³/кг, (1)

где Q_н – низшая теплота сгорания на рабочую массу, ккал/кг.

Масса угля, сгораемого в 1с:


, кг/с (2)

где Q_возд – расход воздуха, Нм³/с.

Удельный внешний водоприток определяется по формуле


кг воды/кг угля, (3)

где Q_в - водоприток в блок сжигания, м³/ч.

Удельный объем продуктов сгорания находится из выражения


, Нм³/кг, (4)

где ρ_п –плотность паров воды, кг/Нм³.

Количество газа, отсасываемого из блока сжигания в единицу времени, определяется по формуле

Q_г = V_{г *} Q_у , Нм³/с. (5)

Время, необходимое на сожжение запасов угля в блоке, определяется из выражения

, (6)
где Q_п - масса промышленных запасов угля в блоке сжигания, т.
Количество газа, полученного за время сожжения блока угля, определяется по формуле

Q = t _* Q_г , Нм³. (7)

Тепловая мощность участка по сжигаемому углю определяется по формуле

N = Q_{н *} Q_у , ккал/с. (8)

Пример. Произвести расчет тепловой мощности участка ПСУ, представленного каменным углем с низшей теплотой сгорания на рабочую массу, Q_н = 7120 ккал/кг.

Усредненные по пласту данные технического анализа следующие:
- зольность на рабочую массу А^р = 11,4%;
- влажность на рабочую массу W^р = 4,8%;
- выход летучих веществ на горючую массу V^г = 24,8%;
- плотность угля γ = 1,37 т/м^3;
- средняя мощность угольного пласта 7м;
- угол падения 55⁰ ;
-вмещающие породы: песчаник на глинисто-кварцевом цементе, с коэффициентом крепости f =6-8;
- промышленные запасы угля в блоке сжигания пласта Q_п = 30 тыс.т;
- расход воздуха, подаваемого в очаг горения, составляет Q_возд = 5м³/с;
- плотность паров воды ρ_п не превышает 0,804 кг/Нм³;
- водоприток в блок сжигания Q_в = 5,0м³/ч.

Решение. Термодинамический расчет выполнен для стационарного периода сжигания блока, когда отвод газа из блока сжигания осуществляется при неизменной длине выработок, а режим горения стабилизировался.
Теоретическую массу воздуха, необходимую для сжигания 1кг угля, определим по формуле (1):
7,9 Нм³/кг.
При такой величине масса угля, сгораемого в 1с, будет равна (2)
,632 кг/с.
Следовательно, удельный внешний водоприток составляет (3)
5,0 _* 1000
q_в = ----------------- = 2,2 кг/с.
3600 _* 0,632
Определим теперь удельный объем продуктов сгорания по (4):
2,2
V_г = 1,1 _* 7,9 + -------- = 11,4 Нм³/кг.
0,804
Таким образом, количество газа, отсасываемого из блока сжигания в единицу времени (5):
Q_г = 11,4 _* 0,632 = 7,2 Нм³/с.

Тогда время, за которое запасы угля в блоке будут сожжены, составит (6)

1000 _* 30000
t = ------------------- = 4,75 _* 10⁷ с = 1,5 года ,
0,632
при условии, что блок будет все время использоваться на полную мощность.
За это время объем газа составит (7)

Q = t _* Q_г = 4,75 _* 10⁷ _* 7,2 = 3,42 _* 10⁸ Нм³.

Тепловая мощность участка «Углегаз» по сжигаемому углю (8)

N = 7120 _* 0,632 = 4500 ккал/с = 16,2 Гкал/ч.

Контрольные вопросы.

1. 
   Чем отличается технология ПСУ от технологии ПГУ?
   
2. 
   Как определяется теоретическая масса воздуха, необходимая для сжигания 1кг угля?
   
3. 
   Как определяется масса угля, сгораемого в 1секунду?
   
4. 
   Как определяется удельный внешний водоприток при ПСУ?
   
5. 
   Как определяется удельный объем продуктов сгорания при ПСУ?
   
6. 
   Как определяется количество газа, отсасываемого из блока сжигания в единицу времени при ПСУ?
   
7. 
   Как определяется время, за которое запасы угля в блоке будут сожжены при ПСУ?
   
8. 
   Как определяется тепловая мощность участка «Углегаз»?