Добыча угля
Специальные предприятия России в процессе добычи угля могут использовать только два способа.
Способы
Наиболее распространенный – открытый. Он подразумевает использование специальных карьеров, которые уходят неглубоко вниз. При этом верхний слой почвы снимается, открывая доступ к пластам ископаемого. Чтобы добыча происходила легче и быстрее, такие крупные элементы с помощью взрывчатки разбивают на небольшие фрагменты. С помощью разных видов транспортов, включая грузовые машины и поезда, весь уголь вывозится из карьеров для дальнейшей переработки и использования. Такая технология применяется только в одном случае – если уголь находится в земле на глубине не более 150 м. Преимущество – минимальные затраты на технику и человеческие ресурсы, недостаток – нанесение вреда окружающей среде.
Менее популярный среди добывающих компаний метод – подземный. Его используют, если полезное ископаемое располагается на большой глубине. Для его добычи создаются специальные вертикальные туннели. Чтобы снизить риски обрушения или обвалов, их укрепляют дополнительными конструкциями из дерева и металла. Всё сооружение полностью носит название шахта. С помощью специальных инструментов и человеческих ресурсов происходит добыча угля. Для его транспортировки на поверхность применяют ленточные конвейеры и лифты. Для того чтобы рабочие чувствовали себя комфортно под землей, в шахты проводят вентиляционные системы. Если все технологии были соблюдены, то риск обрушения шахты можно устранить.
Географическое распределение
Добывать уголь можно только в определенных точках России, так как его залежи разбросаны неравномерно по территории. Наибольшие запасы базируются в восточных регионах, около 60% приходится на Сибирь. При этом в Ленинском, Тунгусском и Кузнецком бассейне отмечено существенное скопление запасов этого ископаемого.
В целом, на этих территориях происходит добыча нескольких видов угля, включая каменного, коксующего и бурого.
Пример расчета для дома 100 м²
Чтобы прояснить порядок расчетов, стоит их рассмотреть на примере загородного дома площадью 100 м² и расходом тепла на отопление 5 кВт/ч в среднем за сезон. Предположим, что в традиционном котле с КПД 75% сжигаются дрова березовые колотые длиной 60 см, имеющие влажность 50% (свежесрубленные). Взяв из приведенной выше таблицы значение теплоты сгорания для сырой березы 2371 кВт/м³, подставляем данные в формулу:
V = 720 х 5 / (2371 х 0.01 х 75) = 2.02 м³
Далее, нужно узнать реальный месячный объем березовых поленьев, выраженный в складометрах. Находим во второй таблице коэффициент перевода, для колотых дров лиственных пород длиной 0.6 м это 0.71. Определяем реальный объем топлива:
2.02 / 0.71 = 2.85 м³
При длительности отопительного сезона 6 месяцев придется сжечь 2.85 х 6 = 17.1 м³ сырой березы. Теперь можно провести проверку онлайн-калькулятором на этом интернет-ресурсе. Показания калькулятора отличаются от расчетных в меньшую сторону – 2.8 м³ березовых поленьев нужно на 1 месяц, на зиму – 2.8 х 6 = 16.8 м³.
Если нормально сложить поленья, привезенные навалом в кузове самосвала, то они займут немного меньше места
Проблемы
Несмотря на огромные перспективы развития угольной промышленности, на территории России такая сфера имеет несколько проблем. Именно они мешают дальнейшему развитию и поддержанию конкуренции. В перечень основных проблем входят:
- уменьшение показателей спроса на внутреннем рынке;
- высокие транспортные расходы на перевозку ресурса;
- невостребованность в сфере создания и разработки более усовершенствованных технологий добычи и переработки угля;
- увеличение объемов добычи в районах, относящихся к геологически неблагоприятным;
- большой показатель износа таких объектов, как угольные колодцы и шахты, разрезы;
- наличие широкого перечня узких мест на пути добычи и транспортировки;
- длительный процесс реструктуризации отрасли из-за нехватки денежных средств (даже с учетом финансирования с бюджета);
- зависимость угольного машиностроения от технологий других государств, ввозимых в Россию;
- низкая занятость населения, проживающего в районах с шахтами по добыче;
- высокие риски получения травм при использовании закрытого типа добычи с помощью шахт;
- очень высокий уровень дополнительных финансовых нагрузок, который отталкивает новых инвесторов (доплаты к пенсиям, нестандартные государственные налоги);
- короткий период кредитования и низкий показатель рентабельности при продажах;
- высокие процентные ставки для развития;
- дефицит высокоспециализированных кадров, знающих и понимающих все этапы добычи угля, включая все особенности этой отрасли.
Перечисленные проблемы оказывают значительное влияние на угольную промышленность России. Однако государство разрабатывает законопроекты, нацеленные на их решение или устранение.
Угольная отрасль, несмотря на существующие проблемы, включая снижение спроса, остается одной из ведущих в народном хозяйстве Российской Федерации. Отдельную роль занимают угольные базы, которые притягивают в районы новые производства, включая теплоэнергетику, машиностроение и химическую промышленность.
12.01.2020
Запасы и добыча
Программа развития угольной промышленности России прописана на несколько десятилетий. Данная отрасль стремительно развивается. На производственных площадках используются разные способы добычи угля. Наибольшими запасами полезных ископаемых обладают такие регионы: Кемерово, Республика Коми, Красноярский край, Якутия, Сахалин и пр.
Кемеровская область
Одним из наиболее развитых регионов по добыче угля в России считается Кемеровская область. Она занимает топовые позиции среди других территорий России, 58% от общего количества угля добывается здесь
Важно отметить, что 66% полезных ископаемых в этом регионе добывают карьерным (открытым) способом. Общие запасы «черного» топлива составляют 635 млрд
т. На территории Кузбасса находится Кузнецкий угольный бассейн. Он является наиболее богатым арсеналом угля в мире.
Уголь, добытый в Кузнецком бассейне, идет на экспорт в более чем 63 страны. Главные покупатели – Турция, Нидерланды. Также полезные ископаемые из Кемеровской области импортируют Южная Корея и Япония.
Красноярский край
Около 40% балансовых ресурсов и более 25% уже освоенных запасов Российской Федерации числится на этой территории. 85% – это каменный уголь,14% – бурый и менее 1,4 % составляют антрациты.
Антрациты – это лучший сорт угля, который характеризуется высокой плотностью и теплопроводностью. Камни насыщенного черного цвета с металлическим блеском содержат до 98% связанного углерода. Главное преимущество антрацита – высокая теплоотдача, горит уголь без пламени и дыма.
В бассейнах Красноярского края располагаются залежи угля, которые можно добывать открытым способом. Эти залежи охватывают 60 тис. км. кв. В регионе функционируют крупные и средние предприятия, которые и занимаются добычей полезных ископаемых. Оборудованы шахты, карьеры. В работе используется спецтехника, работают люди. Угольная промышленность в Красноярском крае активно развивается.
Якутия
В Якутии тоже есть немалые запасы каменного угля, добыча осуществляется преимущественно открытым способом – в карьерах. Полезные ископаемые в этом регионе сосредоточены в 4-х бассейнах, а именно в Южно-Якутском, Ленском, Зырянском, Тунгусском. Здесь располагаются крупные предприятия угольной и угольно-химической промышленности.
Именно в Якутии сосредоточены крупнейшие запасы угля. Балансовые залежи составляют примерно 14 млрд.т.
Сахалин
В Сахалинской области залежи располагаются на острове Сахалин. Именно на этой территории находится около 35% от общего числа разведанных запасов угля страны. Кроме того, в регионе локализируется 10% балансовых запасов. Более 55,5% составляет бурый уголь. У Сахалинских месторождений отличное географические положение. Они близки к Японскому и Охотскому морям и наличие множества портов облегчает ситуацию с транспортировкой угля. В этом регионе запасы составляют около 47,8 млрд.т.
Республика Коми
Рассматривая вопрос запасов угля в России, нельзя не упомянуть Республику Коми. На её территории находится известный Печорский угольный бассейн. По объему запасов полезных ископаемых этот бассейн занимает второе место после Кузнецкого. Добыча угля в этих месторождениях ведется подземным шахтным способом.
Источник
В месторождениях Республики Коми залегают разные виды угля:
- 75% – каменный уголь;
- 19% – бурый;
- 3% – антрациты.
Источник
Уголь в России
Виды угля
В России в зависимости от стадии метаморфизма различают: бурые угли, каменные угли, антрациты и графиты. Интересно, что в западных странах имеет место несколько иная классификация: соответственно, лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты.
- Бурые угли. Содержат много воды (43 %), и поэтому имеют низкую теплоту сгорания. Кроме того, содержат большое кол-во летучих веществ (до 50 %). Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра.
- Каменные угли. Содержат до 12 % влаги (3-4 % внутренней), поэтому имеют более высокую теплоту сгорания. Содержат до 32 % летучих веществ, за счёт чего неплохо воспламеняются. Образуются из бурого угля на глубинах порядка 3 километров.
- Антрациты. Почти целиком (96 %) состоят из углерода. Имеют наибольшую теплоту сгорания, но плохо воспламеняются. Образуются из каменного угля при повышении давления и температуры на глубинах порядка 6 километров. Используются в основном в химической промышленности
- Графиты
См. также Маркировка угля
История добычи угля в России
Петр I впервые познакомился с углём в году, возвращаясь из первого Азовского похода. Во время отдыха на берегу Кальмиуса царю показали кусок черного, хорошо горящего минерала. «Сей минерал, если не нам, то потомкам нашим зело полезен будет», — сказал Петр I.
Рудознавец крепостной крестьянин Григорий Капустин в году открыл каменный уголь близ притока Северского Донца — реки Курдючьей и доказал его пригодность для использования в кузнечном и железоделательном производствах. В декабре года Петр I именным указом послал Капустина за пробами угля, а затем было предписано снаряжение специальных экспедиций для разведки угля и руды.
В году Берг-коллегия предложила В.Геннину, ведавшему уральскими и сибирскими заводами, «иметь старание о прииске каменного угля как и в прочих европейских государствах обходятся дабы оным лесам теми угольями было подспорье».
Группа С. Костылева в — годах вела поиски полезных ископаемых в северных предгорьях Алтая. В феврале года М. Волков сделал заявку на железную руду, найденную им в Томском уезде, и уголь, обнаруженный им в «горелой горе» в семи верстах от Верхотомского острога, на территории современного города Кемерово.
Запасы угля в России
В России сосредоточено 5,5 % мировых запасов угля, что составляет более 200 млрд. тонн. Из них 70 % приходится на запасы бурого угля.
- В году в России было добыто 283 млн. тонн угля. 76,1 млн. тонн было отправлено на экспорт.
- В году в России было добыто 298 млн. тонн угля. 79,61 млн. тонн было отправлено на экспорт.
В России в 2004 году имелся дефицт коксующихся углей марок «Ж» и «К» в размере не менее 10 млн тонн (оценка ВУХИН), что связано с выбытием добывающих мощностей в Воркуте и Кузбассе.
Крупнейшие месторождения
«Элегестское» — расположено в Туве, запасы около 900 млн тонн угля марки «Ж».
- СУЭК — 74,5 млн. тонн.
- Кузбассразрезуголь — 39,3 млн. тонн.
- Южкузбассуголь — 18,1 млн. тонн.
- Южный Кузбасс — 15,6 млн. тонн.
Расчёта расхода дров котлом длительного горения
Чтобы вычислить расход дров в твердотопливном котле длительного горения на сутки, пользуются следующей формулой.
V = 24Q / (q х 0.01КПД) V – означает объём дров, необходимый на 1 час, м³; Q – необходимая мощность для отопления, кВт; q – тепловая отдача определённой породы древесины с конкретной степенью влажности, кВт/м³; КПД – это эффективность котла, в %.
Допустим, вы приобретаете пиролизный котёл на твёрдом топливе с теплоотдачей в 75 %. Загружаете поленья из сухой сосны. Подсчёт будет выглядеть следующим образом.
V = 24 х 5 / (2166 х 0.01 х 75) = 0,074 м³.
Пробы провести правильный расчёт расхода топлива в пиролизном котле, требуется помнить про нюансы его работы. Коэффициент полезного действия 75-80 % отображают в формуле, если дрова имеют влажность максимум 25 %. В случае, если показатель больше, то эффективность котла понижается до 70 %.
Расход дров в твердотопливном котле длительного горения на месяц делается следующим образом:
0,074 х 30 = 2,22 м³
Однако это не конечный результат, так как в формуле задействован показатель теплоты сгорания для «чистого» м³, а по настоящему дрова в поленнице занимают больше места из-за плотности укладки. Чтобы верно осуществить расчёт дров в кубах, требуется узнать количество складометров.
Провести эти вычисления поможет ГОСТ 3242-88, где указан норматив. В связи с ним сложенные дрова необходимо обмерять, высчитывать складометры, а затем их переводить в плотные метры, м³. перевод производится через умножение объёма поленницы на значение полнодревесности.
Коэффициенты полнодревесности для перевода складочной меры вплотную
Длина, м | Хвойные породы | Лиственные породы | ||||||
Круглые | Расколотые | Смесь расколотых и круглых | Круглые | Расколотые | Смесь расколотых и круглых | |||
Тонкие | Средние | Тонкие | Средние | |||||
0,25 0,33 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 | 0,79 0,77 0,74 0,71 0,69 0,67 0,66 0,64 0,62 0,61 | 0,81 0,79 0,76 0,74 0,72 0,71 0,703 0,68 0,67 0,65 | 0,77 0,75 0,73 0,71 0,70 0,69 0,68 0,66 0,64 0,63 | 0,77 0,75 0,73 0,72 0,70 0,69 0,68 0,67 0,66 0,65 | 0,75 0,72 0,69 0,65 0,63 0,61 0,60 0,58 0,56 0,55 | 0,80 0,78 0,75 0,72 0,70 0,68 0,67 0,65 0,63 0,62 | 0,76 0,74 0,71 0,69 0,68 0,67 0,65 0,63 0,62 0,60 | 0,76 0,74 0,71 0,69 0,68 0,67 0,66 0,65 0,64 0,63 |
Так как в нашем случае стоит обратная задача, то вычисленный выше топливный объём требуется делить на один из коэффициентов, который соответствует настоящим условиям.
Допустим, взять колотые дрова длиной 0,5 м. Для хвойных пород необходимо брать показатель 0,73. В конце вычисляем реальный расход твёрдого топлива из сухой сосны за месяц для жилища площадью 100 м²:
2,22 м³ / 0,73 = 3,04 м³
История образования каменного угля и его виды
Весь процесс образования угля можно разделить на два основных этапа: формирование торфа и собственно процесс углефикации – преобразования торфа в уголь.
Торф формировался на обширных покрытых водой пространствах из растительных остатков разной степени разложения. Часть растений перегнивала полностью до гелеобразного состояния, часть — сохраняла свое клеточное строение. Их остатки скапливались на дне водоемов, которые постепенно превращались в болота. Обязательное условие, необходимое для формирования торфа, — отсутствие кислорода. Под толщей воды кислорода было мало, при разложении остатков выделялся сероводород, метан и углекислота, которые способствовали затвердению остатков. Образовывался торф.
История угля. Все начиналось много миллионов лет назад
Но не все торфяники преобразовывались в уголь. Для процесса углефикации необходимо: высокое давление, высокая температура и большой промежуток времени. В зависимости от наличия этих условий и происходило или нет образование каменного угля. Сначала торф заносился осадочными породами, что увеличивало давление и повышало температуру внутри торфяного слоя. В таких условиях образовывался бурый уголь – первая ступень углефикации. В некоторых областях происходило смещение пластов, в результате которых пласты бурого угля опускались (некоторые из обнаруженных месторождений находятся на глубине более 6000 метров). Местами эти процессы сопровождались подъемом магмы и извержениями вулканов. Высокое давление, отсутствие кислорода и высокие температуры способствовали тому, что влаги и природных газов в буром угле становилось все меньше, углерода все больше. По мере вытеснения воды и газов, бурый уголь превращался в битуминозный, затем, при наличии высокой температуры, в антрацит. Основное отличие бурого угля от каменного: в буром угле содержится больше влаги и природных газов и меньше углерода, что влияет на количество выделяемого при горении тепла.
Возраст угля определяют по содержащимся остаткам растительности. Иногда отпечатки очень четкие
Сегодня возраст угольных залежей определяется по растительным остаткам. Самые древние датируются каменноугольным периодом (345-280 миллионов лет назад). В это период сформировалось большая часть угольных бассейнов северной Америки (восток и центр США), центра и запада Европы, юга Африки, Китая, Индии. В Евразии большая часть угольных месторождений формировалась в Пермский период, некоторая часть небольших угольных бассейнов в Европе датируется Триасовым периодом. Увеличивается активность углеобразования к концу Юрского периода и в Меловом. Примерно в это время были сформированы залежи на востоке Европы, в Скалистых горах Америки, в Индокитае и центре Азии. Позже формировались в основном бурые угли и залежи торфа.
Виды угля
Уголь классифицируют в зависимости от содержания влаги, природных газов и углерода. С повышение количества углерода повышается его теплотворная способность. Чем меньше влаги и летучих веществ (газов), тем лучше он переносит хранение и транспортировку.
Лигнит — уголь первой стадии углефикации. Он отличается от бурого угля меньшим количеством воды (45%) в составе и большим выделением тепла. Структуру имеет волокнистую, цвет — от коричневого до черного (более высокого качества). Чаще всего используется в энергетике (на теплоэлектростанциях) для отопления частных домов используется редко, так как плохо хранится и имеет невысокую теплотворную способность в обычных печах.
Каменный уголь. Лигнит. Имеет рыхлую слоистую структуру
Суббитоминозный уголь — цвет черный, менее выраженная волокнистая структура, более высокая по сравнению с лигнитом теплотворность, меньшее содержание влаги (30%). При перевозке крошится, а на открытом воздухе выветривается. При сгорании выделяет 5-6 кВт/кг. Используется как в энергетике, так и в ЖКХ для отопления.
Битуминозный уголь отличается самой высокой теплотворной способностью, не теряет своих качеств при транспортировке и хранении. Выделяет при горении 7-9 кВт/кг тепла. Некоторые его виды используют для коксования.
Антрацит — уголь смоляно-черного цвета. Отличается самым высоким содержанием углеводорода. Его тяжело разжечь, но горит долго и без копоти, выделяет большое количество тепла (более 9 кВт/кг). Именно антрацит чаще других используется для отопления.
Антрацит. Отличается глубоким черным цветом и блестящей поверхностью.
Разновидности угля
Особенность угля такова, что он залегает пластами, и внешне его залежи напоминают обгоревшую древесину. Соотношение компонентов в каменном угле нестабильно, и от преобладания тех или иных элементов уголь делят на виды. К самым распространённым видам каменного угля относят:
- Бурый уголь. Образован из остатков торфа, является самым молодым видом угля. Бурая разновидность угля насыщена водой, и потому отличается низкой теплотой сгорания. Используется для обогрева частных домов.
- Антрацитовый уголь. Наиболее твёрдый, древний сорт каменного угля, расположенный на большой глубине и обладающий максимальной теплотой сгорания.
Основной химический элемент каменного угля — углерод, который и определяет свойства полезного ископаемого. Его концентрация зависит от условий образования, процессов и возраста угольных пластов. Процент углерода определяет качество природного топлива: чем он выше, тем выше теплота сгорания порода, и тем больше она ценится в качестве источника тепла и энергии.
Рис. 3. Антрацитовый уголь.
Прогнозы и перспективы угольной промышленности: мир откажется от поставок угля?
В 2022 году уголь продолжает оставаться в центре энергетических и экологических дискуссий. Так, все больше стран высказываются за прекращение использования твердого топлива «прошлого века» из-за вредных выбросов. Эксперты пророчат угледобыче следующее будущее:
- В 2021-2025 среднегодовой темп увеличения добычи ископаемого поднимется до 2,3 %, что обеспечит мировую угледобычу (к концу указанного периода) в 8,8 млрд тонн. Спрос будет держаться на уровне 7,4 млрд тонн, однако он не будет однородным по планете: в Европе и Соединенных Штатах ожидается постепенный переход к безуглеродной экономике, что поведет за собой сокращение потребления твердого топлива. Но, так как эти регионы составляют только 10 % потребителей, ситуация не будет глобально определяющей.
- К 2030 году от использования угля для выработки электрической энергии откажутся Великобритания, Канада, Новая Зеландия в составе 20-ти стран, заключивших соответствующий Международный Альянс. Однако в объединение не вошли такие крупные углепотребители, как США, Китай, Россия, Индия, Германия и Австралия.
- Китай объявил о планах достичь «углеродной нейтральности» к 2060 году, что станет причиной большего воздействия на мировую угольную промышленность. В отношении главного игрока всемирного угольного рынка может наблюдаться снижение потребления твердого топлива с 29 % до 25 % из-за массового использования природного газа и альтернативных источников энергии.
- Австралия не планирует в ближайшее время отказываться от твердого топлива. В провинции Виктория «бурый уголь остается становым хребтом электроэнергетических систем».
- В Индии также не спешат отказываться от угольного топлива: более того, начиная с 1974 года выработка электроэнергии из угля стабильно увеличивается год от года. Если в прошлое десятилетие это было 6 % ежегодно, то в ближайшее время составит 4 %. В том числе, благодаря увеличению использования ископаемого в цементной и металлургической промышленности.
- Вместе с тем ряд развивающихся стран Юго-Восточной и Южной Азии намереваются увеличить объемы использования угля до 2025 года. Среди них Вьетнам, Пакистан, Бангладеш, Филиппины, Индонезия. Так, в 2021 только благодаря азиатским потребителям всемирное потребление угля увеличилось на 6 % (или на 450 млн тонн). Причину интереса к твердому топливу связывают с разрастающимся промышленным производством и строительством различных новых мощностей. Эксперты говорят, что члены Ассоциации государств Юго-Восточной Азии к тому же 2025 обгонят по углепотреблению Соединенные Штаты и Евросоюз.
Из сказанного выше редакция lindeal.com сделает ключевые выводы:
- Уголь — ценное полезное ископаемое, используемое человеком в энергетике, металлургической, химической, нефтегазовой и строительной промышленности. По-прежнему обеспечивает до 29 % глобального энергопотребления, является необходимым компонентом при выплавке стали, сырьем для производства кокса, лакокрасочных изделий, пластмасс, фенола, нафталина и удобрений.
- Топ-10 стран по запасам угля: США, Россия, Китай, Австралия, Индия, Германия, Украина, Казахстан, ЮАР, Индонезия.
- Топ-10 стран по добыче угля: Китай, Индонезия, Индия, Австралия, США, Россия, ЮАР, Казахстан, Польша, Колумбия.
- Топ-10 стран по экспорту угля: Индонезия, Австралия, Россия, США, Колумбия, ЮАР, Монголия, Канада, Нидерланды, Мозамбик.
- Топ-10 стран по импорту угля: Китай, Индия, Япония, Южная Корея, Тайвань, Турция, Германия, Малайзия, Таиланд, Бразилия.
- Топ-10 стран по потреблению угля: Китай, Индия, США, Россия, Германия, Япония, ЮАР, Южная Корея, Польша, Турция.
Несмотря на то, что ведущие страны мира объявляют своим планом на 2020-2060 гг. достижение углеродной нейтральности, темпы добычи угля не думают сокращаться. Главным образом, из-за высоких цен на природный газ, огромного спроса на электроэнергию, усиленного развития энергетики и промышленности в Китае, Индии и государствах Юго-Восточной Азии.
Прогнозируемый расход угля на отопление дома
Если вы живёте в населённом пункте, куда ещё не добралась вездесущая газовая труба, то проблема обогрева собственного жилища для вас более чем актуальна. Если перебрать все возможные варианты, исключив недоступное вам голубое топливо, то бесспорным лидером окажется уголь. Как это ни странно, но именно угольное отопление, от которого в своё время отказались из-за множества побочных минусов его использования, сегодня вновь возвращается.
Угольные печи работают по такому же принципу, как и классические русские отопительно-варочные кирпичные печи. На ней даже можно вскипятить воду или приготовить еду (прочитайте: «Проект дома с печным отоплением»). Но есть одно принципиальное отличие – обогрев воздуха в таких аппаратах происходит не за счёт конвекции воздуха, а путем его равномерного подогрева сразу в нескольких местах радиаторами. Которые снабжает теплоносителем, предварительно прогретым котлом отопления, циркуляционный насос.
Традиционные печи, угольные и дровяные, отличаются одной неприятной для городского человека, непривычного к физическому труду, особенностью – они трудоёмки в обслуживании:
- Нужно постоянно подбрасывать топливо в печь
- Приходится часто удалять из печи остатки горения и чистить дымоход от сажи.
Кроме этого, традиционные печи требуют постоянного контроля из-за неравномерного сгорания топлива. Что обуславливает вероятность частых перепадов температур и необходимость постоянно проверять показания приборов, чтобы не случилось случайного перегрева котла.
Твердотопливные котлы успешно эволюционировали и начали возвращаться! Теперь они используют иные принципы горения. Если в традиционных моделях заметная часть используемых материалов не сгорала полностью, следствием чего было много дыма, сажи и золы, то в новых моделях сгорает практически всё топливо.
Все различные модели имеют общие отличия от традиционных моделей:
- Универсальность. В них можно практически бесследно жечь ЛЮБОЕ твердое топливо – уголь, дрова, брикеты, пеллеты, сухой бытовой мусор, опилки и так далее (прочитайте: «Топливные брикеты: производство своими руками»).
- Долгое время работы от одной загрузки топливом. Реклама, само собой, преувеличивает, утверждая, что современные котлы верхнего горения на твердом топливе могут работать неделями от одной закладки. Как показывает практика, одной порции топлива хватает от 3 до 8 дней. Расход угля в твердотопливном котле находится в прямой зависимости от сорта и качества угля. Качественные виды угля от низкосортных марок при одинаковом объёме отличаются отличной теплоотдачей и низким уровнем отходов. Во второсортном же угле вообще встречается пустая порода, которая только зря занимает объём печи.
- Экономичность. Особенно, если дополнительно использовать бесплатное или бросовое топливо – сухие листья и бытовой мусор. В среднем твердотопливные котлы, использующие новые технологии, потребляют в 2-3 раза меньше топлива, по сравнению с традиционными.
- Высокая теплоотдача. Топливо сгорает практически полностью из-за высокой температуры в топке.
- Простота в использовании и обслуживании. Забросить топливо в топку – задача, доступная даже подростку. А чистка от золы – достаточно редкая процедура для современных котлов.
Как работает современное угольное отопление дома
Простой пример для понимания того, чем отличается котёл верхнего горения от котла традиционного – обычная спичка и градусник:
- Если зажечь спичку под градусником и перевернуть серной головкой вниз, то она сгорит быстро и почти не успеет нагреть градусник (традиционная печь).
- Если проделать то же самое, но расположить спичку серной головкой вверх, спичка будет гореть намного дольше и здорово нагреет градусник (печь верхнего горения).
Отопление углем в частном доме происходит так:
- В объёмистую топочную камеру (емкостью до 500 литров) загружается уголь.
- Топливо поджигается.
- Сверху в камеру горения по трубе с помощью вентилятора подается много воздуха для разогрева топки до температуры, обеспечивающей практически полное сгорание топлива.
- Жар поступает на теплообменник, в котором постоянно подогревается теплоноситель, циркулирующий по трубам и радиаторам.
Добыча каменного угля
Каменный уголь в наше время добывается тремя основополагающими способами. Такими как:
- карьерный метод,
- добыча через штольни,
- метод добычи в шахтах.
Способ добычи через карьеры используется, когда пласты угля залегают на поверхности, примерно на ста метрах в глубину и выше.
Карьеры подразумевают простое разрытие земли или песочной ямы, из которой и ведётся добыча, обычно в таких случаях угольный пласт имеет достаточно большую толщину, что делает его добычу проще.
Штольни подразумевают под собой скважины, с большим углом наклона. По нему все добытые ископаемые доставляются наверх, при этом нет необходимости задействовать серьезную технику или вырывать котловину.
Обычно залежи в таких местах имеют небольшую толщину и зарыты не особенно глубоко. Поэтому метод добычи через штольни позволяет быстро производить добычу без особых затрат.
Добыча через шахты самый распространённый метод добычи ископаемых, вместе с тем самый продуктивный, но в то же время и опасный. Шахты пробуриваются на большую глубину, достигающую нескольких сотен метров. Однако на это требуется разрешение, подтверждающее обоснования для таких масштабных работ, доказательства наличия залежей.
Порой шахты могут достигать километра, а то и больше в глубину, и протягиваться на несколько километров в длину, образуя связанные между собой паутины коридоров под землёй. В 20 веке вокруг шахт со временем образовывались даже поселения и небольшие города, в которых жили шахтеры с семьями.
Именно из-за условий добычи, работа в шахтах считается очень трудной и опасной, ведь огромное количество раз шахты обрушивались, погребая под собой десятки, а то и сотни людей, работающих там. Сайт для поиска проституток индивидуалки Челябинск Сохрани себе, чтобы не потерять
Расчет затрат на отопление здания при использовании различных видов топлива
Вид топлива/энергии | Ед/изм. | Цена за ед, руб. | Расход топлива | Затраты, руб. | Расход топлива | Затраты, руб. | Расход топлива | Затраты, руб. |
Природный газ | м3 | 32,26 | 98 | 774,14 | 2 346 | 4 063,29 | 12 312 | |
Уголь бурый | т | 0,07 | 216 | 1,80 | 5 179 | 9,43 | 27 185 | |
Дрова | т | 0,12 | 230 | 2,76 | 5 530 | 14,51 | 29 023 | |
Уголь каменный | т | 0,06 | 403 | 1,38 | 9 677 | 7,26 | 50 791 | |
Пеллеты | т | 0,07 | 504 | 1,73 | 12 096 | 9,07 | 63 489 | |
Электроэнергия(двойной тариф) | кВт*час | 288,00 | 910 | 6 912,00 | 21 842 | 36 279,36 | 114 643 | |
День | кВт*час | 192,00 | 806 | 4 608,00 | 19 354 | 24 186,24 | 101 582 | |
Ночь | кВт*час | 96,00 | 104 | 2 304,00 | 2 488 | 12 093,12 | 13 061 | |
Электроэнергия (единый тариф) | кВт*час | 288,00 | 1 115 | 6 912,00 | 26 749 | 36 279,36 | 140 401 | |
Сжиженный газ | кг | 24,77 | 1 115 | 594,43 | 26 749 | 3 120,02 | 140 401 | |
Жидкое топливо (дизель) | л | 57,60 | 2 016 | 1 382,40 | 48 384 | 7 255,87 | 253 956 |
Внимание! Данный расчет является информацией справочного характера и его результаты не могут быть использованы вместо теплового расчета. Для проведения теплового расчета с учетом размера здания, его этажности, материала стен, толщины перекрытий и прочих характеристик, влияющих на тепловые потери, обратитесь, пожалуйста, к специалистам нашей компании
Для проведения теплового расчета с учетом размера здания, его этажности, материала стен, толщины перекрытий и прочих характеристик, влияющих на тепловые потери, обратитесь, пожалуйста, к специалистам нашей компании.
Классификация каменных углей
В основе классификации лежат химические и физические свойства ископаемого. Общее разделение:
- Бурый уголь – образовался позднее других видов. Отличается низкой температурой сгорания.
- Каменный – самый распространенный и используемый вид. Добывается открытым способом или в шахтах.
- Антрацит – наиболее древний и твердый представитель. Имеет самую большую температуру сгорания из всех видов.
Бурый уголь отличается от каменного:
- цветом;
- меньшим содержанием азота и углерода;
- тем, что легче горит;
- дает больше дыма;
- выделяет меньше тепла.
Минерал разделяется по степени углефикации и размерам. На основе этих параметров была придумана и внедрена маркировка, отражающая характеристики конкретного сорта ископаемого. Это удобно для использования в промышленности.
Смотрите познавательный видеообзор про минерал:
По степени обогащения
Перед использованием добытую породу подвергают обработке – обогащению. Это увеличение содержания углерода за счет очищения от минеральных примесей, что повышает горючесть.
Часто применяется мокрый способ – ископаемое загружают в водную среду, в которой идет расслоение на примеси и камень. Это происходит из-за того, что минеральные добавки имеют меньшую плотность. Машины для такого обогащения называются отсадочными.
Промышленное разделение по степени обогащения минерала:
- Промпродукты. Используются в металлургии.
- Концентраты. Из них получают энергию для электростанций, отопления.
- Шламы – мелкая угольная пыль. Идет для нужд населения, для этого ее прессуют в брикеты.
По степени углефикации
Углефикация – процесс превращения торфа в бурый уголь или каменного – в антрацит. Это степень насыщения углеродом конкретного куска ископаемого, определяющая его свойства – горючесть, спекаемость, теплоту сгорания. Зависит от возраста – чем он меньше, тем ниже степень углефикации.
Наивысшей степенью углефикации обладает антрацит, низкой – блестящие угли марок М и Д, остальные типы относятся к средней степени.
По размерам
Добываемые ископаемые отличаются по длине и ширине (это называется фракция), потому существует классификация, где куски определенного размера имеют свое название, сокращенно обозначаемое одной буквой.
Иногда такое разделение называется сортом. Хотя используется буквенное обозначение, к маркам это не имеет отношения.
Классификация по размерам (фракциям):
Название | Размер, мм |
Плитный (П) | Более 100 |
Крупный (К) | 51–99 |
Орех (О) | 25–50 |
Мелкий (М) | 13–24 |
Семечко (С) | 6–12 |
Штыб (Ш) | Менее 6 |
Рядовой (Р) | Несортированный, имеющий в составе куски разного размера |
Марки каменного угля
Минерал подразделяют на марки, деление основано на составе и способности к горению:
- длиннопламенные (Д);
- газовые (Г);
- газовые жирные (ГЖ);
- жирные (Ж);
- коксовые жирные (КЖ);
- коксовые (К);
- отощенные спекающиеся (ОС);
- тощие (Т);
- слабоспекающиеся (СС);
- полуантрациты (ПА);
- антрациты (А).
Каменный уголь марки Д чаще других используется в ЖКХ и энергетике благодаря следующим свойствам:
- много летучих веществ (от 39 %);
- мало серы (менее 0,5 %);
- мало золы;
- теплота сгорания 4700–5400 ккал/кг – это хороший показатель;
- содержание воды – 15–16 %;
- высокая теплоотдача.
Камень отличается ярким блеском, добывается на территориях Красноярского края и Хакасии.