На стыке науки и технологий
Система кондиционирования воздуха для охлаждения рабочих зон глубокого медно-никелевого рудника
Разработана для ГМК «Норильский никель» в целях нормализации микроклиматических условий на глубоких горизонтах рудника «Таймырский» при ведении горных работ на глубине более 1500 м.
Практической реализации системы предшествовала глубокая научная проработка, включавшая обследование условий проветривания, моделирование воздушно-теплового режима рудника и выбор рациональной схемы охлаждения с учетом реальных параметров выработок и тепловых нагрузок.
На таких глубинах температура шахтного воздуха достигала 43 °C, что потребовало перехода от локальных и временных решений к полноценной системе кондиционирования шахтного воздуха.
Практической реализации системы предшествовала глубокая научная проработка, включавшая обследование условий проветривания, моделирование воздушно-теплового режима рудника и выбор рациональной схемы охлаждения с учетом реальных параметров выработок и тепловых нагрузок.
На таких глубинах температура шахтного воздуха достигала 43 °C, что потребовало перехода от локальных и временных решений к полноценной системе кондиционирования шахтного воздуха.
В ходе проработки системы было определено, что поверхностное охлаждение подаваемого воздуха не обеспечивает требуемого эффекта непосредственно в удаленных рабочих зонах.
Поэтому в основу решения была положена подземная система кондиционирования с замкнутым водяным контуром.
Принцип ее работы заключается в следующем: холодильные машины вырабатывают холод и передают его циркуляционной воде, затем охлажденный теплоноситель по трубопроводам подается к воздухоохладителям, размещенным в горных выработках. В этих аппаратах тепло от шахтного воздуха передается воде, после чего нагретый теплоноситель отводится на узлы рассеивания тепла и вновь возвращается в рабочий цикл. Такая схема позволила сделать охлаждение частью общей технологической инфраструктуры рудника.
Поэтому в основу решения была положена подземная система кондиционирования с замкнутым водяным контуром.
Принцип ее работы заключается в следующем: холодильные машины вырабатывают холод и передают его циркуляционной воде, затем охлажденный теплоноситель по трубопроводам подается к воздухоохладителям, размещенным в горных выработках. В этих аппаратах тепло от шахтного воздуха передается воде, после чего нагретый теплоноситель отводится на узлы рассеивания тепла и вновь возвращается в рабочий цикл. Такая схема позволила сделать охлаждение частью общей технологической инфраструктуры рудника.
Принцип работы подземной системы кондиционирования с замкнутым водяным контуром
Холодильные машины вырабатывают холод и передают его циркуляционной воде
Затем охлажденный теплоноситель по трубопроводам подается к воздухоохладителям, размещенным в горных выработках. В этих аппаратах тепло от шахтного воздуха передается воде.
После чего нагретый теплоноситель отводится на узлы рассеивания тепла и вновь возвращается в рабочий цикл.
Такая схема позволила сделать охлаждение частью общей технологической инфраструктуры рудника.
рудник «Таймырский»
Система кондиционирования воздуха
-
5 МВт
Холодильная мощность -
60 га
Охлаждаемая площадь -
5 км
Длинна магистральных трубопроводов
Оборудование
Основу комплекса составляют три холодильные машины, которые обеспечивают выработку холода для всей системы.
Непосредственное охлаждение воздуха в подземных выработках выполняют 14 воздухоохладителей. Это теплообменные аппараты, через которые проходит шахтный воздух и в которых снижается его температура.
Отвод избыточного тепла обеспечивают две градирни. Они принимают тепло, которое система забирает из подземных выработок, и рассеивают его за пределами рабочего контура. Циркуляцию теплоносителя поддерживает насосное оборудование.
Связь между всеми узлами обеспечивает разветвленная сеть магистральных и распределительных трубопроводов протяженностью более 15 км.
Непосредственное охлаждение воздуха в подземных выработках выполняют 14 воздухоохладителей. Это теплообменные аппараты, через которые проходит шахтный воздух и в которых снижается его температура.
Отвод избыточного тепла обеспечивают две градирни. Они принимают тепло, которое система забирает из подземных выработок, и рассеивают его за пределами рабочего контура. Циркуляцию теплоносителя поддерживает насосное оборудование.
Связь между всеми узлами обеспечивает разветвленная сеть магистральных и распределительных трубопроводов протяженностью более 15 км.
- 14 штВоздухоохладитель
- 3штХолодильная машина
- 2штСухая градирня
Система управления
Все элементы комплекса объединены в единую автоматизированную систему управления.
Она позволяет в реальном времени контролировать:
Благодаря этому система функционирует не как набор отдельных установок, а как единый технологический комплекс, встроенный в инфраструктуру рудника.
Она позволяет в реальном времени контролировать:
- работу оборудования
- параметры теплоносителя
- режимы охлаждения
Благодаря этому система функционирует не как набор отдельных установок, а как единый технологический комплекс, встроенный в инфраструктуру рудника.
Реализация системы обеспечила возможность поддержания нормативных параметров микроклимата на глубоких горизонтах, повысила безопасность труда и создала технологическую основу для устойчивого ведения горных работ в условиях высоких естественных тепловых нагрузок.
Уникальность проекта
Для глубокого рудника было реализовано централизованное подземное решение с высокой холодильной мощностью, развитой сетью воздухоохладителей, протяженной трубопроводной инфраструктурой и автоматизированным управлением, разработанное под конкретные горно-геологические и технологические условия объекта.