Введение
1. Состояние проблемы, анализ исследований в области утилизации низкопотенциального тепла, повышения энергетической и экологической эффективности теплоснабжения угольной шахты, задачи и методы исследования 12
1.1. Состояние вопроса и задачи исследования 12
2. Исследование источников низкопотенциального тепла, энергетических и экологических закономерностей функционирования теплоснабжения угольной шахты 26
2.1.Исследование возможных источников низкопотенциального тепла на угольной шахте, возможность утилизации тепла шахтных вод и хозбытовых стоков 26
2.2. Энергетические аспекты функционирования теплоснабжения угольной шахты 37
2.3. Теплоснабжение угольной шахты и экологические аспекты его функционирования 42
2.4. Пути улучшения энергетических и экологических параметров теплоснабжения угольных шахт 47
3. Разработка технических средств и технологий утилизации низкопотенциального тепла для повышения и энергетической эффективности и экологичности теплоснабжения угольной шахты 53
3.1.Технические средства утилизации низкопотенциального тепла 53
3.1.1. Спиральный теплообменник 53
3.1.2. Кожухотрубный теплообменник 55
3.2. Технология утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод 61
3.3. Технологии утилизации низкопотенциального тепла загрязненных шахтных вод 62
3.3.1. Промежуточный контур с использованием спиральных теплообменников 63
3.3.2. Промежуточный контур с использованием тонкослойных отстойников 65
3.4. Технология утилизации низкопотенциального тепла загрязненных хозяйственно-бытовых стоков 68
4. Теоретические исследования оптимизации энергетических и экологических параметров теплоснабжения угольной шахты с позиции утилизации низкопотенциального тепла, расчет конструкции теплообменника для утилизации низкопотенциального тепла 72
4.1. Постановка задачи, разработка модели и алгоритма оптимизации энергетических и экологических параметров теплоснабжения угольной шахты утилизацией низкопотенциального тепла 72
4.2. Математическая модель оптимизации энергетических и экологических параметров теплоснабжения угольной шахты 75
4.3.Исследование способов интенсификации теплообмена и снижения отложений на теплопередающих поверхностях 79
5. Экспериментальные исследования разработанных технологий утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод и хозбытовых стоков для теплоснабжения угольных шахт 89
5.1. Экспериментальные исследования энергетических и экологических параметров теплонасосной станции по утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод на шахте «Осинниковская» ООО «Новокузнецкуголь» 89
5 2. Экспериментальные исследования энергетических и экологических параметров теплонасосной установки по утилизации низкопотенциального тепла загрязненных хозяйственно-бытовых стоков на РНС-3 «Гайва» МП «Пермводоканал» 92
5.3. Оценка энергетической, экономической, экологической эффективности оптимизации теплоснабжения угольной шахты утилизацией низкопотенциального тепла 93
Заключение 109
