Klimatyzacja

KLIMATYZACJA KOPALNI

• poprawa komfortu i bezpieczeństwa pracy,
• wzrost wydajności pracy,
• możliwość eksploatacji głębokich pokładów,
• osiąganie dużych mocy chłodniczych,
• produkcja w trójskojarzeniu energii elektrycznej, cieplnej i chłodniczej,
• redukcja emisji metanu do atmosfery,
• niskie koszty chłodu,
• pewność podaży chłodu.

Skojarzony układ energetyczno-chłodniczy

15 czerwca 2000 roku w EC "Pniówek" należącej do struktur Spółki Energetycznej "Jastrzębie" S.A. uruchomiono skojarzony układ energetyczno-chłodniczy dla potrzeb pierwszej w Polsce centralnej klimatyzacji kopalni zabudowanej w KWK "Pniówek".

KWK "Pniówek" to jedna z kopalń Jastrzębskiej Spółki Węglowej S.A.. W kopalni tej eksploatuje się węgiel, znajdujący się na znacznych głębokościach. Znajdujące się tam pokłady charakteryzują się dużym zagrożeniem metanowym oraz wysoką temperaturą pierwotną skał.

Na podszybiu kopalni - na poziomie 705 m temperatura powietrza wynosi 25 ⁰C, a na poziomie 830 m 27 ⁰C. Ze względu na bogate zasoby węgla kopalnia planuje rozpoczęcie wydobycia węgla na poziomie 1000 m, gdzie temperatura powietrza wynosi 29 ⁰C, a temperatura pierwotna skał waha się w granicach 41÷45 ⁰C. Po dotarciu do przodków i ścian wydobywczych temperatura powietrza wzrasta dodatkowo o kilka stopni.

Na stanowiskach pracy, gdzie temperatura powietrza przekracza 28 ⁰C pracuje około 40% załogi kopalni zatrudnionej ogółem w ścianach i chodnikach. Pracownicy zatrudnieni na stanowiskach pracy, na których temperatura powietrza jest większa od 28 ⁰C, ale nie przekracza 33 ⁰C - pracują w skróconym wymiarze czasu pracy (6 godzin/zmianę). Praca w temperaturze powyżej 33 ⁰C jest pracą zabronioną.

W celu zabezpieczenia produkcji oraz ograniczenia trudnych warunków klimatycznych na poziomach 705 i 830 m, a także w aspekcie opanowania trudnych warunków klimatycznych na poziomie 1000 m, w 1998 r. Jastrzębska Spółka Węglowa S.A. podjęła decyzję o budowie układu centralnej klimatyzacji KWK "Pniówek" - zasilanej ze skojarzonego układu energetyczno-chłodniczego. Stosowane do tej pory lokalne urządzenia schładzające powietrze nie mogą sprostać temu zadaniu. Wynika to z zapotrzebowania na dużą moc chłodniczą, a co za tym idzie z konieczności wyprowadzania znacznych ilości ciepła poza rejony ochładzane - do prądów powietrza wentylacyjnego. Jako alternatywa dla lokalnych urządzeń schładzających powstał więc projekt budowy centralnej klimatyzacji w oparciu o skojarzony układ energetyczno-chłodniczy zlokalizowany na powierzchni. Ogólna koncepcja tego rozwiązania polega na wytworzeniu energii elektrycznej za pomocą generatorów napędzanych tłokowymi silnikami gazowymi na zubożony metan, odzyskaniu ciepła ze spalin i korpusów silników, przesyle "chłodu" za pomocą zimnej wody o temperaturze około 2,0 ⁰C wytworzonego w chłodziarkach absorpcyjnych zasilanych ciepłem z silników i w chłodziarkach sprężarkowych zasilanych energią elektryczną z generatorów. Nadwyżki energii elektrycznej i ciepła sprzedawane będą do sieci elektroenergetycznej i ciepłowniczej. Zimna woda przesyłana jest na dół kopalni, gdzie po redukcji ciśnienia statycznego (około 8,5 MPa) jest kierowana do chłodnic powietrza.

Ustalono, że budowa skojarzonego układu energetyczno-chłodniczego przebiegała będzie w dwóch etapach, przez realizację kolejnych, powtarzalnych ciągów technologicznych o mocy chłodniczej 2,5MW (na dole kopalni) każdy, z możliwością powiększania mocy chłodniczej poprzez budowę kolejnych ciągów. W tym celu w szybie kopalni zabudowano docelowo rurociągi DN 300, które pozwalają na przesył mocy chłodniczej do10,0MW. Wykonawstwo skojarzonego układu energetyczno-chłodniczego Jastrzębska Spółka Węglowa S.A. powierzyła Spółce Energetycznej "Jastrzębie" S.A. Spółka Energetyczna "Jastrzębie" S.A. jest spółką, która powstała w wyniku restrukturyzacji Jastrzębskiej Spółki Węglowej S.A. W skład Spółki Energetycznej "Jastrzębie" S.A. wchodzą:

- Zakład nr 1 Elektrociepłownia "Moszczenica",
- Zakład nr 2 Elektrociepłownia "Zofiówka" wraz z wydziałem terenowym Elektrociepłownia "Pniówek",
- Zakład nr 3 "EEG", grupujący źródła Elektrociepłownię "Suszec" i Ciepłownię "Kaczyce".

Inwestycję zrealizowano w dwóch etapach. Pierwszy etap o mocy chłodniczej 2,5MW (na dole kopalni) oddany został do użytku w czerwcu 2000r. W etapie tym wykonano prace budowlane niezbędne do uruchomienia instalacji, rurociągi wody zimnej i gorącej oraz rurociąg gazowy. W etapie tym zmontowano również urządzenia pierwszego ciągu technologicznego tj. agregat prądotwórczy wraz z systemem odzysku ciepła, chłodziarkami absorpcyjnymi i sprężarkowym. W części podziemnej instalacji KWK "Pniówek" wybudowała rurociągi w szybie, śluzę ciśnieniową, sieć dołową wody zimnej wraz z systemem pompowania i filtracji oraz zabudowała chłodnice powietrza. Drugi etap uruchomiono i oddano do użytku w październiku 2000 r. zabudowując drugi ciąg technologiczny tj. silnik gazowy i chłodziarki oraz rozbudowując systematycznie urządzenia odbioru "chłodu" na dole kopalni. Ostatecznie uzyskano moc nominalną chłodniczą 5,0MW.

W 2006r. realizując program bardziej efektywnego wykorzystania metanu z Kopalni „Pniówek" Spółka Energetyczna zabudowała i uruchomiła trzeci agregat prądotwórczy, co pozwoliło  zwiększyć nominalną moc elektryczną SUECh do  10,3 MWe i moc cieplną do 10,2 MWt. Zbudowano także dodatkową magistralę ciepłowniczą dla zwiększenia ilości ciepła wytwarzanego w kogeneracji.

Kolejnym etapem rozbudowy Skojarzonego Układu Energetyczno - Chłodniczego była zabudowa w 2007r. instalacji Free Coolingu. Instalacja ta wykorzystuje możliwości schładzania wody zimnej do układu klimatyzacji powietrzem atmosferycznym. Instalacja Free Coolingu jest uruchamiana od temperatury + 8⁰C  i osiąga moc chłodniczą ok. 2,6 MW przy temperaturze powietrza - 3,5⁰C. Instalacja Free Coolingu  w okresie sprzyjających temperatur zewnętrznych może  zastąpić jeden z etapów chłodniczych, umożliwiając zwiększenie ilości ciepła do systemu grzewczego Ciepłowni „Pniówek" a to z kolei zmniejsza zużycie węgla i powoduje mniejszą emisję pyłu do atmosfery.

Instalacja Free Coolingu w EEG „Pniówek" EC „Pniówek"

W związku z rosnącymi potrzebami KWK „Pniówek" na moc chłodniczą Spółka realizuje kolejny etap rozbudowy SUECh o trzeci etap chłodnictwa. Analogicznie do dwóch poprzednich dysponuje on mocą ok. 2,6 MW, zasilany jest gorącą wodą z odzysku ciepła silnika gazowego nr 3 i jest przygotowany do zasilania układu klimatyzacji dla osiągnięcia mocy chłodniczej 7,5 MW.

Chłodziarka absorpcyjna w EEG „Pniówek" EC „Pniówek"

Zabudowa Skojarzonego Układu Energetyczno - Chłodniczego pozwoliła osiągnąć następujące cele :

- klientowi :

• Poprawić komfort i bezpieczeństwo pracy górników,
• Zwiększyć wydajność pracy,
• Umożliwić eksploatację głębokich pokładów,
• Osiągnąć dużą moc chłodniczą,
• Zapewnić pewność podaży chłodu przy relatywnie niskich kosztach.

- Spółce Energetycznej „Jastrzębie" S.A.:

• Wytwarzanie energii elektrycznej w trójgeneracji,
• Uzyskanie niezbędnych świadectw pochodzenia tzw. certyfikatów,
• Zmniejszenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery z Ciepłowni „Pniówek",
• Zaspokoić oczekiwania klienta.