Обоснование инновационных проектных решений по разработке угольных месторождений на базе углегазоэлектрических комплексов

• Автор: Быкова, Марина Юрьевна
• Шифр специальности: 25.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 199 с. : ил.

Оглавление

№№ Наименование

Гл. Разд. Введение

1. Тренды развития технологии разработки угольных месторождений

1.1. Место угля в экономике и прогноз на будущее

1.2. Технологические, социальные и экологические проблемы угледобывающей отрасли

1.3 Анализ проектов «Чистые угольные технологии»

1.4 Классификация нетрадиционных технологий разработки месторождений твёрдых полезных ископаемых и концепция «углегазэлектричество»
1.5. Пилотный проект локального углегазоэлектрического комплекса в Кузбассе (ЛУГЭК). Цель, идея и задачи диссертации
Выводы
2. Методические основы проектирования локальных углегазоэлектрических комплексов
2.1. Функциональная структура и оценка энергетической эффективности ЛУГЭК
2.2 Алгоритм концептуального проектирования локального углегазоэлектрического комплекса.
2.3 Обоснование производственной мощности и структуры комплекса
2.4 Методика расчёта плотности и состава вырабатываемой конечной газовой смеси (газового топлива).
2.5 Методика расчёта газодинамических параметров горно-технологического блока ЛУГЭК
2.6. Методика составления технико-экономического обоснования в концептуальном проекте ЛУГЭК
Выводы
3. Оценка энергетической и экологической эффективности ЛУГЭК
3.1. Показатели энергетической эффективности ТЭС
3.2. Сравнительный анализ энергетической и экономической эффективности ТЭС
3.3. Экологическая оценка эффективности при проектировании ЛУГЭК
3.4. Принципы экономико - математического моделирования при проектировании ЛУГЭК.
3.5. Решение задачи минимизации затрат на сооружение и эксплуатацию ЛУГЭК путём экономико-математического моделирования
Выводы
4. Оптимизация структуры и размещения блоков при концептуальном проектировании ЛУГЭК
4.1. Проектная оценка производственной структуры и вариантов технологической схемы ЛУГЭК

4.2. Дорожная карта выбора производственной мощности и инфраструктуры ЛУГЭК
4.3. Сравнение вариантов доставки топлива от горно-технологического блока к центральному энергогенернрующему блоку (ЭГБ) ЛУГЭК
4.4. Оптимизация потоков топлива/электроэнергии при дезинтегрированной компоновке блоков ЛУГЭК
4.5. Обоснование структуры и компоновочной схемы ЛУГЭК
Выводы
5. Технические решения для составления концептуального проекта использования технологии ЛУГЭК в условиях Черногорского каменноугольного месторождения Минусинского угольного бассейна
5.1. Обоснование цели концептуального проекта и выбор региона
5.2. Выбор производственной мощности ЛУГЭК
5.3. Выбор метода получения газового топлива нз угля
5.4. Оценка газодинамических параметров ЛУГЭК
5.5. Технике - экономические показатели ЛУГЭК
5.6. Экологическая оценка концептуального проекта ЛУГЭК
Выводы
Заключение
Приложение 1. Screenshot решения задачи линейного программирования для экономико-математического моделирования оптимизации технико - экономических параметров ЛУГЭК
Приложение 2. Концептуальный проект освоения Черногорского угольного месторождения
Список литературы

Введение
Топливно-энергетический комплекс России (ТЭК РФ) представляет собой основу экономики и безопасности государства, которая основана на тесной интеграции таких отраслей народного хозяйства, как угледобывающая, газодобывающая, нефтедобывающая, электро - и теплогенерирующая, машиностроительная и транспортная. Сегодня ТЭК -это около 30% ВВП России, 50% дохода бюджетной системы и 64% всех валютных поступлений. От эффективности работы предприятий ТЭК, вложения инвестиций в их развитие зависит конкурентоспособность отечественных товаров, благосостояние граждан и состояние обороноспособности России.
В новейшей истории России, в начале 90 - годов прошлого века произошёл распад Единой энергетической системы СССР и наступил период быстрого старения предприятий ТЭК России [73]. Следствием распада ЕЭС явилось снижение надежности энергоснабжения, невозможность энергорезервирования ряда регионов, зависимость энергоснабжения отдельных регионов от других стран, менее рациональные режимы загрузки энергомощностей, отсутствие внедрения инновационных технологий энергетики и старение предприятий ТЭК. Объём генерирующих мощностей, отработавших свой расчётный ресурс постоянно увеличивался: 1998 г. - 30,1 млн. кВт, в том числе на ТЭС 14,2 млн. кВт, в 2005 г. соответственно - 83,8 и 55,3 и в 2010 г. - 105,9 и 71,8.
Страна сильно отстала в области исследования прорывных генерирующих технологий, в частности - повышения энергетического к. п. д. ТЭС, а так же разработке экологически чистых технологий эксплуатации горно-энергетических систем. Многие наши угольные ТЭС до сих пор имеют к. п. д. ниже 40%, в то время как мировые достижения в этой области доведены 48% (ТЭС с сверхкритическими параметрами). Если учесть, что

показателями угольных пластов: выход летучих 22 - 32%, зольность 2,3 -9,5%, влажность 2, - 8%,теплота сгорания угля 28,9 - 35, МДж/кг. Запасы, годные для технологии ЛУГЭК составляли 2 млн. т.
Повышенная метаноносность пластов наблюдалась на глубине свыше 250 м. Была предусмотрена добыча угольного метана для обогащения ООГ. Дегазируемые из одной скважины запасы угля в пластах суммарной мощностью 26 м оценивались в 850 тыс. т и содержали 15,3 млн. м^ угольного метана.
Ранее, в 1955—1987 гг. работала Южно-Абанская станция ПТУ и на пластах II, III и IV «Внутренний» и «Горелый» произведена подземная газификация. Отработан 21 газогенератор, из 2194 тыс. т угля добыто 9,3 млрд м3 сырого генераторного газа с теплотой сгорания 3,8 МДж/мЗ.
В указанных геологических условиях запроектирован ЛУГЭК на базе процессов подземного сжигания - подземной газификации и добычи угольного метана из пластов IV и VI «Внутренний» и «Мощный». Характерные параметры такого комплекса приведена в табл. 1.5.
Таблица 1.5. Исходные показатели к проектированию ЛУГЭК на поле шахты «Суртаиха»
Исходные показатели Единица измерения Значение
Мощность пластов:
VI «Внутренний» м 2,
IV «Внутренний» м 8,
«Мощный» м 14,
Угол падения пласта град
Размеры газогенератора:
по простиранию м 1
по падению м
Запасы угля в газогенераторе тыс. т 18
Извлекаемые запасы угольного
метана млн. м3 557,
Проектная тепловая мощность комплекса равна 130 МВт (85% вклад