煤矿瓦斯发电范文

煤矿瓦斯发电范文（精选9篇）

煤矿瓦斯发电 第1篇

关键词：瓦斯发电,稳定气源,环保项目

徐矿集团夹河煤矿属高瓦斯矿井, 矿井瓦斯相对涌出量达36.24m3/min, 绝对涌出量达14.36m3/t, 在实施瓦斯发电项目之前, 瓦斯被直接排放到大气中, 既浪费了大量的洁净能源, 又污染了大气, 但在该项目实施后, 原煤生产过程中产生的瓦斯转变为综合利用的资源, 不仅降低了温室气体的排放量, 更使抽采瓦斯成为盈利工程, 产生了良好的经济、安全、环境效益。

一、夹河煤矿瓦斯涌出概况

夹河煤矿开采深度已达-1010水平, 随着开采深度的增加, 矿井瓦斯涌出量越来越高, 自2006年开始, 矿井瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井。历年矿井瓦斯涌出情况见表1。

二、瓦斯抽采系统概述

(一) 瓦斯抽采系统。

夹河煤矿地面建有瓦斯抽采泵站1座, 抽采能力415m3/min, 井下建有-1010m西一采区瓦斯抽采泵站, 合计抽采能力717m3/min。其中地面瓦斯抽采泵站抽采的瓦斯直接输送到瓦斯发电厂进行发电利用。

(二) 瓦斯抽采方式。

夹河煤矿主要采取本煤层抽采、高位钻孔抽采、上隅角插管及采空区埋管抽采的方式进行瓦斯抽采 (具体煤层气抽采方法见表2) 。根据2008年抽放数据统计显示, 本煤层瓦斯抽采因煤层透气性差、钻孔封孔工艺限制等因素, 抽采浓度较低, 但高位抽采、上隅角、埋管抽采效果较好, 最高抽采浓度均能达到10%以上 (见表3) 。

三、瓦斯发电项目实施情况

(一) 瓦斯发电项目概述。

低浓度瓦斯综合利用及节能环保项目, 利用矿井抽采瓦斯作为燃料进行发电, 减少环境污染, 降低大气温室效应。该项目采用6台 (一期4台) 500GF1-3RW型瓦斯发电机组进行发电, 配套水雾输送系统、变电配电系统及其他辅助生产系统。所发电力全部用于矿区内部负荷自耗, 同时利用发电机组排出的尾气直接引入针形管换热器, 通过余热回收系统利用高温尾气的热量产生65℃的热水, 供矿区职工洗浴使用。

(二) 瓦斯发电工程运行基本情况。

夹河煤矿低浓度瓦斯发电厂于2008年10月开始投资建设, 2009年1月下旬施工完毕。初期由于地面抽放管路内瓦斯浓度偏低, 正常都维持在6%左右, 达不到瓦斯发电机组对瓦斯气源浓度9%的最低要求, 发电机组一直未能点火启动。针对这一问题, 通过对抽采方式进行优化调整, 采用采煤工作面回风隅角埋管抽采与高位抽采相结合的抽采方式抽采瓦斯, 并且随着井下-1010水平7444高瓦斯工作面的投产, 瓦斯涌出量明显增加, 地面抽放管路内瓦斯浓度逐步提高并稳定在10%～16%, 瓦斯发电机组顺利点火发电。

(三) 稳定瓦斯发电气源保障措施。

夹河煤矿瓦斯发电厂安装的是500GF1-3RW型燃气发电机组, 该系列机组对瓦斯气源的要求是:一是燃气不含游离水或其它游离杂质;二是在距离机组燃气进气调压阀前1m内, 瓦斯温度不超过40℃, 压力3～10kPa, 压力变化速率1kPa/min。三是瓦斯中甲烷体积含量不低于9%, 变化速率2%/min, 甲烷与氧气的体积含量之和不低于28%。四是粉尘颗粒小于5μm, 总含量不大于30mg/m3。五是瓦斯中H2S含量200mg/Nm3。

上述要求中的瓦斯浓度、浓度变化速率及压力、压力变化速率是影响瓦斯发电机组正常运行的重要问题。当井下根据生产情况进行抽放系统调整及对抽放管路进行排放积水、清除淤泥时, 会导致抽放管路内瓦斯浓度<9%、浓度变化速率>2%/min、压力<3kPa、压力变化速率>1kPa/min, 从而导致机组熄火停机。

针对上述问题, 本矿采取了以下稳定瓦斯发电气源的措施, 提高瓦斯发电机组运行的稳定性。一是瓦斯发电气源抽采方式以采煤工作面高位抽采、回风隅角埋管抽采为主。新开采的高瓦斯工作面安装两路埋管抽采管路, 采用迈步式埋管抽采方式抽采高浓度瓦斯气源。二是对发电支杆抽采管路安装控制阀门、瓦斯浓度及流量传感器, 以便对发电气源浓度及流量进行调节。三是在抽放管路低洼处、温度突变处安装自动放水器, 避免出现大量积水, 影响抽放管路内流量。四是在抽放管路容易积聚渣滓的区段安装排渣器, 并定期进行清理, 避免出现堵塞管路, 影响抽放管路内流量。五是电厂及中心站设专人监控抽放系统安全监控系统, 发现异常情况, 提前安排人员进行处理。

通过以上措施, 瓦斯发电主干管路内瓦斯浓度基本稳定在10%～16%, 流量在210～280m3/min, 纯瓦斯抽出量达到30m3/min左右, 为瓦斯发电机组正常运转发电提供了保障。

四、瓦斯发电项目效益分析

2009年4月夹河煤矿瓦斯发电厂投产以后, 截至2011年, 已累计发电461万度 (每年发电量见表4) 。每度电按0.7元计算, 已创造效益0.7461=322.7万元。发电机组尾气余热回收生成热水输送到职工澡堂, 供职工洗浴使用, 每年可节约标准煤2952吨, 标准煤按500元每吨计算, 可节约5002952=147.6万元。

五、结语

夹河煤矿瓦斯发电项目实施是成功的, 从2009年正式发电以来, 已累计发电461万度, 减排瓦斯400.6万m3, 取得了很好的经济与环境效益。该项目实施后大量降低了温室气体CH4的排放量, 在取得利润的同时, 更缓解了地表温室效应, 为缓解全球变暖作出了积极的贡献。

参考文献

[1].王义.混凝土外加剂的应用及注意事项[J].科技风, 2009

瓦斯发电站应急预案 第2篇

在日常学习、工作或生活中，难免会发生一些不在自己预期的事件，为了控制事故的发展，往往需要预先编制好应急预案。应急预案的格式和要求是什么样的呢？下面是小编帮大家整理的瓦斯发电站应急预案范文，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

瓦斯电厂内发生瓦斯泄漏并遇明火时可能发生火灾甚至爆炸，为了在瓦斯电厂发生火灾，爆炸事故时最大限度的减少事故损失，有组织进行应急抢险，防止事故扩大，特制定本应急救援预案。

一、事故类型和危险程度分析

1.1事故类型：火灾、爆炸。

1.2危险程度分析：当发电厂内着火时，由于防回火装置安装位置较远，可能引发整个主管路着火甚至爆炸，使灾害扩大，造成电厂及煤矿井下相关设施损坏和人员伤亡。

二、应急处置基本原则

在保证人员安全的拳下，进行事故抢险。抢险顺序：电厂值班员紧急停止电厂内的所有设备，并迅速打开瓦斯泵房排放管，及关闭电厂进气阀，切断厂区内所有电源进行事故抢险。

三、组织机构及职责

3.1应急组织体系

为提高应急抢险能力，加强应急抢险的组织，成立应急抢险领导组：组长：矿长。副组长：总工程师、机电矿长、工会主席。成员：机电副总、通风副总、安全副总、经营副总、机运科、矿调度室、安检科、综合管理科、机电工区、通风工区、抽放工区。

3.2指挥机构及职责：

3.2.1指挥机构：应急抢险领导组。

3.2.2职责：组长：负责指挥协调事故的应急抢救工作。副组长：协助组长工作，根据自己的岗位职责和分管区域进行应急救援工作的具体组织指挥。成员：负责发电厂、管路火灾事故应急抢险工作的具体安排和实施。

四、预防与预警

4.1危险源监控

4.1.1值班人员要按时巡检，严格执行瓦斯电厂巡检制度，对厂区内设备、管路进行瓦斯检测，并做好巡检记录。

4.1.2值班人员要严格电厂各项管理制度，发现厂区内瓦斯浓度增大时，要及时汇报并加强监测，加强通风排放瓦斯，杜绝瓦斯超限作业。

4.1.3发电厂外设置警戒和栅栏，20米内严禁烟火。

4.1.4进行停电检修，对设备、管路密封进行检测。

4.1.5每班对厂区内设备进行坚固螺丝，测试各阀门运转情况，发现问题及时处理。

4.1.6进一步落实电厂消防和人员管理制度，保证每班检查到位，始终保证消防系统、消防用具完好，随时投入运行。

4.2预警行动

4.2.1发生瓦斯泄漏时，值班人员要在第一时间汇报矿调度室及机电工区，同时组织人员使用灭火器进行事故防范，防止事故的扩大。

4.2.2发生瓦斯泄漏时，疏散所有不参与事故防范人员到安全地带，汇报矿调度室及机电工区，听从领导指挥。

4.2.3预警信息发布程序。

五、信息报告程序

5.1厂区内应急照明及通讯可靠，与矿调度专用电话，保证通讯畅通。

5.2发电厂24小时与相关部门的联络方式为电话。

5.3报警方式采用电话报警或95.4值班人员要将事故发生的时间、地点、具体情况汇报清楚。5.5应急反应人员向外求援的方式为电话求援。

六、应急处置

6.1响应级别确定

抽采泵站发生瓦斯泄漏、瓦斯燃烧、停电事故，可能造成人员伤亡或损失巨大时，总指挥决定启动《重特大瓦斯抽放站事故应急救援预案》，调度室值班人员在接到总指挥启动应急预案的`命令后，要立即通知指挥部的相关单位及人员到指定地点集合。

6.2响应程序

接到发生瓦斯抽放站事故汇报后，由总指挥决定启动水矿那罗寨煤矿《重特大瓦斯抽放站事故应急处理预案》。

6.2.1应急指挥

6.2.1.1总指挥接到瓦斯抽放站事故的汇报后，要立即命令启动《重特大瓦斯抽放站事故应急处理预案》。调度室接到总指挥的命令。

后，立即通知指挥部成员到调度室集合,通知救护队赶赴事故现场。

6.2.1.2指挥部成员接到调度室的电话后，立即赶到调度室，接受总指挥指示，按各自职责开展抢救准备工作。

6.2.2应急行动

6.2.2.1救援工作由总指挥负责统一指挥，发生事故后总指挥要迅速开展救灾工作。

6.2.2.2制定抢救方案

6.2.2.2.1待确定事故情况后，总指挥要立即组织有关人员制定事故处理方案。

6.2.2.2.2制定方案的原则

（1）必须切断瓦斯抽放站电源，同时要保障实施救援工作所需电源的供给。

（2）在确认无二次事故发生时，要及时恢复破坏的设施。

6.2.2.3抢救

6.2.2.3.1在救护队及医护人员未到达之前，事故现场人员应迅速组织自救和互救，在撤离时要设法切断泵站电源。

6.2.2.3.2处理事故时，进入瓦斯抽放站救护队员人数不得少于6人，要携带必要的技术装备。

6.2.2.3.3当泵站内有瓦斯爆炸危险时，必须将全部人员立即撤到安全地点，然后采取措施，排除瓦斯爆炸危险。否则，指挥部必须采取保证安全作业的措施。

6.2.3扩大应急

灾情较大或救护人员有困难时，矿上应急救援指挥部立即汇报集。团公司请求集团公司援助。

6.2.4应急结束

（1）待人员全部救出，由应急救援指挥部总指挥下达应急结束的命令，全体抢救人员才可撤离。

（2）应急结束后，调度室、机电工区、机运科、安检科、通风工区、抽放工区等部门参与善后处理和事故调查工作。

（3）机运科负责制定瓦斯抽采系统的正常运行计划，由矿有关单位组织实施。

七、应急物资与装备保障

ABC干粉灭火器、MTZ二型二氧化碳干粉灭火器、高倍数泡沫灭火器；砂袋、砂子、防火锹、消防水管等若干，要专人负责管理，及时补充更新，同时要保证随用随取。

八、其他

8.1本预案责任管理单位为调度室。

煤矿瓦斯发电 第3篇

我国是一个发展中国家,对于瓦斯发电来讲,还没能够被广泛应用,这是我国发展的一个短板。为了有效的促进我国瓦斯发电技术研究力度的强化,目前,主要根据其在其实际的过度过程中,将一些有利于我国经济发展的新技术给予科学化的充分利用,这才是最根本的问题。一方面主要原因在于没有一个更合理的办法来进行处理。当前,主要研究的是瓦斯发电被广泛的使用的效果怎样。然而,为了将该种技术发挥的更加自如,我们不得不采取积极的办法来进行实际的勘探工作。往往对于这种勘探的效果理解不是很顺畅,这主要原因还在于需要经过进一步的探索,找到适合我们研究的新方向,这是解决问题的关键所在。这种思维往往不能够被大部分的人理解,只有不断地将这种低浓度瓦斯发电技术给予科学化的充分利用,才能够及时的化解一些不利于我国低浓度瓦斯发电技术提高。其实要想达到提高技术的目的,还需要改变一些错误的做法,从提高发电效率开始。

二、低浓度瓦斯下发电效率提高研究的必然性

1. 高浓度瓦斯资源的匮乏

煤矿地区的起始瓦斯浓度能够较好的满足发电机组的需求,其原始浓度达到50%以上。随着煤炭资源的开采以及瓦斯资源的利用,其浓度在逐年下降。以笔者工作的煤矿瓦斯应用情况为例,存在大量的5%到25%浓度的瓦斯气体资源。超过30%浓度的瓦斯气体资源的开产量不到总量的1 0%。并且还存在下降的趋势,根据估算,这样的下降速度,将在本地区的煤矿瓦斯发电机组中继续延伸,如果在不进行改造的情况下,会在5年内因为缺乏必要的浓度瓦斯而被迫停机。这样的资源无法再发电机组中直接利用。

2. 发电效率很低,维修成本很高

目前普遍针对瓦斯气体浓度偏低的做法是采用压缩机对瓦斯气体进行压缩分离进而提高进机瓦斯的浓度。而压缩机的耗能较高,使用其进行压缩而产生的电量仅压缩机一项需要消耗30%以上。在集合低浓度瓦斯的利用效率,综合的发电效率不足20%。这样的发电效率是无法满足煤矿区域的用电需求的,同时,由于发电效率的低下而导致了瓦斯发电需要负担高额的成本。此外,压缩机在运行八千小时后需要进行检修,检修成本在50万元左右,极大的增加了运行成本。

三、添加瓦斯法提高发电效率改造

通过对瓦斯的添加来提高瓦斯的相对浓度,进而对发电机组的发电效率进行提高。通过研究可以发现,在瓦斯浓度为30%的时候发电效率在40%左右,而当瓦斯浓度为26%时,发电下来仅为15%左右。因此,通过提高瓦斯的进发电机主的浓度来提高整体发电效率是切之可行的。具体的流程图如下:

具体的分析,在于更加科学化的理解由图一看看出瓦斯的添加时采用高浓度的瓦斯对低浓度瓦斯进行提高浓度的添加的整个实施过程。这个过程是一个很好的改造过程,主要在于通过具体添加量来确定如何进行实地联系,从而将整个理论性的研究给予很好的推荐和学习。这是有效的控制其安全性的最佳办法。我们通常所采取的办法在于能够充分的利用好这些具体的办法来进行处理瓦斯气体进行回收,从而可以直接与新开采的瓦斯气体混合进入到瓦斯贮存体系中去。从而为提高发电能力点定一定的基础。

四、循环式发电机组法提高发电效率改造

对于如何进行有效的发电和提高其发电效率,这是我们进一步研究者的重点内容,也是我们灵活掌握一些关键技术的重点。为了完成研究具体的方式的循环过程,我们通常所采取的办法是进行增压式的改造,从而很快的将水池的改造进行完毕。这样一来可以有效的提高其发电效率。

1. 循环式的设备布置:

对于如何进行实际研究,还需要准备好一系列的设备,这主要原因在于通过一些具体的设计来有效的控制高机组内的热量利用效率。这种办法在实际研究过程中还需要处理好机组外层的保温问题,我们通常采用的方法主要是利用铝板与硅酸铝纤维进行保温处理。

2. 增压室的改造:

在通过大量的实践后,我们可以逐步发现一些增加和提高发电的效率。如何采取一些有用的办法来处理,已经成为当前人们关注的最重要问题,可是提高技术就显得十分的艰难,为了让我们的研究不至于出现一系列的偏差问题,我们主要采用的方法在于采用二体增压阀进行全封闭处理的罐状结构,从而为增气孔增加压力,这是一种快速的捷径法,同时也是我们深入开展研究的重要方面。对于低浓度瓦斯进行机组前处理,可以有效的防止不安全事故的发生。

3. 水地改造:

一定时期,我们在进行具体的研究过程中,一定要进行水池的质量改造。主要根据一些具体的实验结果来处理所遇到的难题,可是通过实验的经验完全不能够及时满足当前发电技术提高的需要,这就的从抓好最基本的技术研究开始,将一些错误的观念给予科学化的辨别,从而在加快发电技术方面能够有所建树。

五、低浓度瓦斯下发电效率提高研究的必然性

1. 高浓度瓦斯资源的匮乏

对于大部分的煤矿地区而言,引起不安全事故发生的原因主要在于根据瓦斯浓度来进行科学化的判断,从而可以有效的加快我国经济建设的发展。这是一种发展的趋势,我们不能够阻挡这种技术的充分利用,因为先进的技术往往是在实践中可以进行科学化的比对。我们研究的重点在于高浓度瓦斯资源的匮乏,怎样找到替代品才能够有效的完成实际研究任务。这对于一个快速发展的今天,更是不能够采取一些脱离实际发展需要的办法来进行实践。

2. 发电效率低,维修成本高

改变一些错误的做法固然重要,可是找到提高发电效率的办法更重要。因为我们在实际的操作过程中,一定要及时化解一些不能够起到促进作用的方法,要依据实际,创造机会将一些科学化的实践经验给予很好的传授,这才是解决问题的根本方法。然而,对于研究的电量,一定要符合实际消耗的标准,不能够出现脱离实际发展需要的目标,从而会左右我们的研究思维。目前,对于具体的发电效率来讲,主要还在于瓦斯发电所需要负担的成本,这种成本算起来已经颇高,需要进行科学化的设计,从而避免问题的出现。这事哦一种良性发展轨迹,同时这种发展思维是需要我们不断的进行培养,从而有利于整个社会发展的和谐度,这才是解决问题的关键。

3. CNG应急气源添加

由CNG或LNG气瓶组构成,是汽车“油改气”技术的延伸。由它们组成的小容量气源,解决了因低浓度瓦斯不能储存,电站没有应急气源可用的难题。参数波动大是低浓度瓦斯的特性,当气源波动至当瓦斯总量<机组最低需求时;瓦斯浓度<8%时;会发生“紧急停机”事故。通常这种情况时间很短(几十秒几分钟),但对机组来讲太过漫长,机组承受不了气源不足的这段时间。“紧急停机”时,即使侥幸不发生“抱缸”、“抱瓦”这类致命地伤害,频繁启动也势必导致机组磨损剧增(发动机70%的磨损发生在启动阶段)、寿命大减。“紧急停机”后,有“盘车”、“泵油”、“开、关放散阀门”等一系列操作,机组几十分钟内不能重新开机,该时段的瓦斯必须对空放散,既不能创造经济效益(不能发电),也浪费了资源、污染了环境。采用“应急气源”技术,当总量不足时,将总量补足到最低需求稍上的位置;瓦斯浓度低于8%(底线)时,补足到8%稍上位置;帮机组撑过短暂的艰难时段(提供救命粮)。气源恢复,应急气源自动退出。因运行时间短(几十秒几分钟),供气量小(如从7%补到8%,补充量为用量的1/8,费用约几元钱),应急气源一次充气的工作时间可达30天以上。CNG气源的添加,大幅延长机组寿命与工作时间,发电量大增、维修量大减、维修费用大减、碳排放大减,环境保护效果明显,经济效益、社会效益大增。

六、发电机组的改进

对于发电技术的提高,我们不光要研究其对这整个社会带来的经济效益,还需要找到如何才能够做好这种研究的具体实施过程更是一大难点。通常情况下,我们主要根据其研究的发电机组进行改进技术,这样可以迅速的提高低浓度瓦斯的发电利用现实技术。从而在指导我们进步研究起到积极的推动作用。在具体的研究过程中,一定要把握好适度原则,不能够出现急于求成的方法,从而为影响整个发电机组的研究打下坚实的基础。大部分的研究都会产生一些不利于经济社会发展需求,当我们开始着手进行研究时,就得紧紧抓好发电机组改革的主线,只有这样才能够及时的降低风险,从而也可以解决提高发电量和瓦斯利用率。如果出现了发电机组改进的方法时,一定要预先进行实际实验,不能一下子就投入实际使用中,这样会造成一系列的难题问题,主要在于依据一些低浓度瓦斯的发电效率来有效的调节低浓度瓦斯发电站的发电问题。这种研究方法是值得我们推崇的,可是不能够依靠一些粗略的技术来作为指导,一定要创造最优价值的发电空间,这是未来的一个主体发展方向。

七、总结

本文结合理论知识以及实际的工作经验,对煤矿地区的低浓度瓦斯发电机组进行了添加燃气改造以及机组改造,经过实际的实践告诉我们一定要处理好发电机组的改进问题,同时更要加快我国煤矿低浓度瓦斯发电技术的提高。

参考文献

[1]张皖生,唐立朝.煤矿瓦斯发电现状与前景分析[J].中国煤层气,2005,(4).

[2]高炯.淮南矿区瓦斯发电可行性分析与实践[J].淮南职业技术学院学报,2005,(1).

[3]郭向前.高瓦斯矿井瓦斯发电的案例研究[J].华北科技学院学报,2005,(1).

煤矿瓦斯治理 第4篇

一）加大投入，完善安全系统与装备

煤矿企业特别是资源整合后的煤矿企业要根据《开采设计》和《安全专篇》要求自觉增加安全投入，完善瓦斯综合治理系统和装备，对瓦斯治理要做到“可保尽保，应抽尽抽”。

1、完善通风系统。按照“缩短通风流程、扩大通风断面、减少通风阻力、增大通风能力、提高抗灾能力”的原则，优化通风系统，做到网络简单，风流稳定，系统可靠，风量充足，风速风质符合要求。矿井有效总风量富余系数应在1.8以上。

2、完善瓦斯抽采系统。对已安装瓦斯抽放系统的矿井要按照“大流量、定抽泵、大管径、多回路”的原则，完善瓦斯抽采系统，建立地面永久性瓦斯抽采系统。对依靠机械通风的矿井，要按此原则和要求建立瓦斯抽采系统。

3、完善防灭火系统。有自燃发火倾向的矿井，必须购置一氧化碳检测仪，井下所有设备、设施等达到消防要求，有条件的矿井要建立防火灌浆系统。

4、进一步完善防尘系统。健全防尘设施，安装隔爆、喷雾降尘和洒水控尘设施，有条件的矿井要实施煤层注水，装备除尘器。井下粉尘浓度必须符合《煤矿安全规程》要求。

5、完善监测监控系统。矿井必须购齐备全安全监测监控系统的各种仪表，包括备用主机，保障安全监测监控系统运行正常，局扇和移动抽采泵必须安设开停传感器。同时，要建立健全安全监测监控系统联网运行保障机制，健全“人机瓦检”瓦斯检测双检体系。

6、完善安全防护设施。突出矿井必须按规定配备防突反向风门、压风自救系统，并保障正常使用，掘进工作面必须采用先抽后掘、边抽边掘技术。年内所有矿井必须实现“三专两闭锁”；配齐隔绝式个体自救器，淘汰过滤式自救器。

（二）强化培训，狠抓职工队伍素质提高

1、建立并严格执行煤矿专业技术岗位制度，严格技术岗位人员配备标准，提高技术岗位准入门槛。

2、建立与瓦斯治理利用相适应的人才机制，包括教育培训机制、人才使用机制和激励机制，创造“以人为本，人尽其才，才尽其用”的环境。

3、建立和完善正常的职工教育培训机构，有计划地进行全员安全技术培训。“特种作业人员”和特殊工作岗位必须做到持证上岗。

（三）强化技术，推进煤矿科技进步

1、推广原煤层开采技术和综合机械化采煤技术。

2、推广瓦斯预测技术。主要有煤层瓦斯含量及瓦斯压力测定技术，矿井瓦斯涌出量预测技术及方法，矿井瓦斯富集（异常）带预测技术及方法，保护层开采及强化瓦斯抽采条件下回采工作面瓦斯涌出预测方法等。

3、推广煤与瓦斯突出防治技术。主要有煤与瓦斯突出危险性区域预测技术，工作面突出危险预测技术，区域性和局部防突技术等。

（四）严格管理，落实安全规程和措施

1、各煤矿企业必须将《煤矿安全规程》落实到生产管理全过程中。

2、《防治煤与瓦斯突出细则》是煤矿瓦斯治理的技术性文件，煤矿要落实“四位一体”综合防突措施，加强矿井地质测量工作，准确掌握矿井瓦斯地质变化情况，瓦斯赋存和涌出的变化规律，及时制定和实施各种防范措施。

煤矿瓦斯发电 第5篇

在煤矿的采掘过程中,会释放出大量的瓦斯。在目前的地方煤矿中,由于生产普遍规模较小,抽放的瓦斯均采用直接排放。这种瓦斯治理方式最大的缺点是对环境的影响大。瓦斯是一种不可再生的优质能源,目前国内已开发出多种瓦斯发电机组,瓦斯发电的技术也比较成熟。

由于目前我国地方煤矿的数量还比较多。鉴于地方煤矿其特殊性,在资金和气源方面难以满足大型的瓦斯发电机组的要求。如果在地方煤矿中推广小型瓦斯发电机组,不仅可以就地将瓦斯转变成电能,供煤矿自己使用,防止瓦斯直接排放对环境的污染,还能大大减少瓦斯管道的安装长度,节约投资和建设周期。所以采用小型瓦斯发电机组,比较适合地方煤矿。

2 瓦斯发电机的工作原理

矿井瓦斯的主要成分为甲烷,当甲烷在空气中的浓度达到5%~16%时遇火发生爆炸,超过16%则发生燃烧,生成CO2和H2O。瓦斯发电机就是利用甲烷这一燃烧爆炸原理,通过瓦斯气体内燃机带动发电机来发电的。

贵州省六盘水地区在2005年就建成了第一座瓦斯发电站。瓦斯发电站主要由瓦斯抽放泵、抽放管道、储气罐、瓦斯气体内燃机、发电机等部分组成。

3 小型瓦斯发电机组的可行性分析

瓦斯发电的技术已成熟,影响瓦斯发电技术广泛应用的主要障碍是瓦斯发电对气源的要求。地方煤矿由于生产规模和瓦斯量较小且不稳定,比较适合装备小型瓦斯发电机组。

按六枝特区目前煤矿的生产规模以每矿0.08 Mt/a计算,煤矿生产直接排放的瓦斯气体在200万m3/a左右。按40%的抽放率计算,排放瓦斯约80万m3/a。理论上瓦斯可发电3~5 k Wh/m3,如以3 k Wh/m3计算,可发电240万k Wh/m3。

目前六枝地方煤矿均已安装瓦斯抽放设备,只需要在此基础上增加储气罐、瓦斯气体内燃机、发电机等设备,即可实现瓦斯发电。如采用小型瓦斯发电机组,初期投资可控制在200万元以内,一般地方煤矿均能承受,且2~3 a即可收回投资。

通过对瓦斯的利用和高浓度瓦斯的需求,不仅直接推动地方煤矿加大瓦斯抽放力度,提高瓦斯抽放技术水平,还能消除煤矿生产中的瓦斯灾害源。实现“以用促抽、以抽保安全”的良性安全管理大环境、大格局,为地方煤矿建设本质安全型矿井提供物质和技术保障。

随着煤矿的关闭整合进程,整合后的地方煤矿无论生产规模或装备,更能适应瓦斯发电的需要。所以,小型瓦斯发电机组在地方小煤矿的应用前景十分广阔。

4 瓦斯发电存在需解决的问题

瓦斯发电机在应用过程中存在的问题主要表现在以下几方面:(1)对煤层气赋存条件的要求。气源要稳定,瓦斯浓度在5%以上,对煤矿采掘有较高的要求。这恰好是小煤矿在生产过程中的薄弱环节。(2)煤层发火期的影响。由于瓦斯抽采有一定的时间段,若煤层的发火期太短则有可能在瓦斯抽采期间发生煤层自燃。所以,对于抽采时间较长的工作面,要有防煤层自燃的措施。(3)对瓦斯抽放泵的要求较高。由于六枝地方煤矿煤层的透气性普遍较差,要求抽放的负压较高。即必须配备功率较高的瓦斯抽放泵。这也相应增(下转第120页)(上接第117页)加了瓦斯抽放的难度和投资成本。(4)操作技术的要求。瓦斯发电的应用过程中,对技术工人的素质和操作技术要求较高。煤矿要加强从业人员的技术培训,才能使瓦斯发电设备发挥最大效益。(5)有相应的政策扶持。瓦斯发电机组的初期投资较高,而产生的环保效益对煤矿经济没有太直接的影响,一般的地方煤矿都不会主动开发瓦斯发电项目,所以要有相应的政策引导和扶持。

5 结语

卡特比勒瓦斯发电机组发电效率分析 第6篇

关键词：瓦斯发电机组,性能,发电效率

1 运行情况分析

马兰瓦斯电厂2014年1-4月份完成发电量816.49万度, 机组瓦斯消耗折纯量241.66万m3, 每立方米纯瓦斯可以发电3.5度 (去年同期比较3.7度, 全年3.6度) , 设计应为每立方米可发4度电, 距离设计要求差距较大。

2 原因分析

造成马兰瓦斯电厂单位气量可发电量指标明显低于设计值的原因分析:

机组的设计值为工厂工况下可以达到的发电效率, 但在实际运行过程中由于海拔、温度、包括现场空气质量、瓦斯气体质量都可能会对机组实际发电效率造成影响。

2.1 瓦斯气源影响

瓦斯为甲烷、空气和其他微量元素如CO2的混合气体。瓦斯含有煤尘、锈微粒、石灰石尘、各种微量矿物质、水和其他陌生物质。液体环式泵水中加有次氯酸钠 (漂白) , 传输的煤矿瓦斯气中也有次氯酸钠。甲烷来自采煤工作面和回采面, 通过系统时遇到了空气和其他污染物而浓度降低。煤矿瓦斯的产量取决于煤矿的地下活动。纯度变化不可预测, 并且经常在一个大范围内发生快速变化。下面提供的是马兰瓦斯电厂某次采样的瓦斯成分分析报告。

CH439.544 3%

O210.090 3%

CO0.002 6%

N247.796 4%

CO20.688 5%

C2H6其他气体0.121 2%

从上可以看出, 日常使用的瓦斯中杂质和其他惰性气体很多, 相比来说距离设计时瓦斯纯量有差距, 故实际发电效率难以达到。

2.2 海拔影响

马兰瓦斯电厂使用机组为美国卡特公司产G3520C型发电机组, 该机组原设计额定功率为2 000 k W, 但该机型在马兰瓦斯电厂实际调试过程中由于现海拔过高、环境温度无法满足等原因导致机组在马兰瓦斯电厂调整后额定功率改为1 870k W, 所以目前瓦斯电厂的运行工况并不是机组出厂设计时的最佳运行工况。

2.3 空气质量

马兰瓦斯电厂附近正在施工的工地多, 空气质量差, 含扬尘很多, 同时所使用的卡特机组在除尘方面相比杜儿坪机组较差, 其一级空滤只是简单的门板式过滤器 (每台机组3片) , 故进入燃机混合器的空气质量相对较差, 会对机组的燃烧造成一定影响。相比杜儿坪本身外界环境好, 且其一级空滤设施过滤效果好 (每台机组30个)

2.4 瓦斯气源稳定性

瓦斯发电厂在气量保障的基础上, 由于规定浓度范围内, 浓度的瞬间突变 (突变速率:说明书未规定) 易发生跳机, 对机组的运行影响较大。根据现场实际情况统计分析, 浓度变化大的电厂依次为:马兰瓦斯电厂、屯兰瓦斯电厂、东曲瓦斯电厂、杜儿坪瓦斯电厂。

马兰瓦斯电厂1~4月份机组单机停机次数最多 (2#机本月停机达到35次) , 且负荷波动较大 (瓦斯浓度波动多) , 此项对于机组的正常运行有很大影响, 经常性的停机包括负荷的剧烈波动对于设备的使用寿命会造成隐患, 同时瓦斯燃烧不充分、负荷变化大也会使单位气量可发电量指标降低。

2.5 从排气温度分析

根据上述瓦斯发电原理的描述, 其能量转换公式可理解为:瓦斯燃烧做功能量=发动机转动机械能 (最终转化为电能) +排气系统热损失 (少部分热烟气带动涡轮增压器转动进行加压, 大部分热烟气经排烟管道后排出)

从上述公式可以看出, 机组正常运行时, 在瓦斯燃烧做工能量一定的情况下, 发动机转动机械能越大, 则发电量越高, 对应的单位气量可发电量指标越高, 相反情况, 发动机转动机械能越小, 则发电量减少, 排气系统热损失越大, 对应的单位气量可发电量指标越低, 而发动机转动机械能大小则取决于瓦斯气燃烧转化的效率, 其主要影响因素在于机组的负载高低以及运行时缸盖内的活塞、连杆带动曲轴的运行、润滑情况。正常情况下, 机组负载越高, 对应的转化效率越高, 机组的运行更加稳定, 且不容易出现故障。 (这也就是一般设备运行要求在额定功率±5%运行的原因) 。如机组运行负荷低或者缸盖内的活塞、凸轮轴等设备出现异常, 转化效率下降, 则多余的能量将会转化为热能, 造成排气系统热损失增大, 会使机组的相应部件 (如缸温) 温度升高, 冷却系统压力加大, 给机组的运行带来较多故障。机组运行发动机长期在低负载下运转主要表现为:发动机爆燃的间隔变小、功率损失大、性能降低、零部件损坏加速。

对比杜儿坪瓦斯电厂和马兰瓦斯电厂:杜儿坪瓦斯电厂机组排气温度一般为440℃左右, 马兰瓦斯电厂机组排气温度一般为560℃左右, 说明马兰瓦斯电厂机组本身转化为热能损失较大, 机械做功发电部分较少, 故其单位气量发电效率低。

2.6 负荷率

马兰瓦斯电厂4月运行情况见表1。

从表2可以看出, 屯兰瓦斯电厂机组运行工况较差, 排除瓦斯气量影响、电气线路检修、机组故障等造成停机的时间段后, 机组运行情况下带负载均在90%以下, 最低2#机带载83%, 在此运行工况下, 瓦斯气在混合器里燃烧效果较差, 能量转化的热损失高, 大量热量通过排气管道排放, 同时容易造成缸温升高, 导致机组出现较多故障。

3 历年数据比较

瓦斯电厂历年运行数据分析比较, 2011年其每立方米纯瓦斯可发电3.67度, 2012年为3.58度, 2013年3.59度, 2014年3.61度, 总体来说基本无较大变化。马兰瓦斯电厂机组从2011年开始运行至今, 发电效率一直维持在一个稳定的水平, 并未因机组维护、大修等问题导致降低。

4 结语

瓦斯发电排气余热再利用 第7篇

关键词：余热蒸汽锅炉,生产,蒸汽

在川南煤业公司鲁班山北矿瓦斯发电厂内, 每台瓦斯发电机组排气端, 安装一台余热蒸汽锅炉, 充分利用废气热量, 取消了原有的燃煤锅炉, 发展了循环经济, 目前北矿瓦斯发电机组500kW的有八台、1000kW的有两台, 每天全矿发电10万多度电, 回收利用的蒸汽余热供全矿职工洗澡、烘烤衣服、饮用开水都足足够用。

1 余热蒸汽锅炉回收技术

1.1 结构如图所示

内燃机组排气余热从烟气进口端进入, 从烟气出口端排出, 烟气温度由550℃降为180℃, 由热管将烟气余热吸收经内部循环转化为蒸汽。余热蒸汽锅炉分上下两部分, 下部分将余热吸收, 上部分将吸收的热量转化为蒸汽。余热蒸汽锅炉有软水进口、排污口、排空口、水位指示器、压力表、安全阀, 并配有电控电磁阀, 由PLC控制, 实现自动补水。

1.2 主要技术特性

为充分利用余热, 每台瓦斯发电机组安装1台REQ60-00型余热蒸汽锅炉, 充分利用高温烟气热量, 使所燃气体总热量的70%得到应用。其技术特性如下表:

1.3 镍基钎焊热管技术的工作原理

镍基钎焊管, 即将镍铬合金渗入锅炉管或ND钢 (耐低温露点腐蚀钢) 表面, 形成致密光滑涂层, 使管片和母管的焊着率为100%, 有效的扩展了换热面积, 提高了换热系数, 同时具有很好的耐高温和耐腐蚀性能。

热管是一种具有很高热传输性能的元件, 它集沸腾与凝结于一身, 由管壳、管芯和传导液组成。它的工作原理如图所示:

当蒸发段遇到高温介质时, 管内传导液吸收蒸发潜热后蒸发, 传导液蒸汽从管中心绝热段通道流向凝结段, 并放出潜热, 重新凝结成传导液, 凝结后的传导液借助管芯的毛细力作用重新返回蒸发段再进行蒸发, 这样形成了一个闭合的循环系统。通过这种途径, 热量从加热区到了散热区, 对被加热介质进行加热, 得到所需温度的介质。

镍基钎焊热管式余热蒸汽锅炉利用高温烟气和被加热介质传热系数的不同 (烟气传热系数小, 被加热介质传热系数的高) , 因而在传热系数小的烟气侧扩展换热面积, 将热端——镍基钎焊翅片吸收的热量, 与冷端——光管传热系数高的被加热介质所吸收的热量相同, 使之产生有效的换热平衡。

1.4 镍基钎焊热管式余热蒸汽锅炉的结构特点

1.4.1结构紧凑

单位长度的钎焊热管换热面积是普通光管的七倍左右, 同时钎焊热管之间用小半径推制弯头连接。因而相同换热面积的钎焊热管余热蒸汽锅炉普通光管的设备相比, 其体积和占地面积成数倍的减小, 并且其重量也有不同幅度的降低。因而, 在设备布置安装和吊装等方面为用户提供了很大的空间。

1.4.2受压元件无热应力

每一根钎焊热管组装时, 无任何强制组装现象, 因而不会产生组装应力。同时每一端呈自由状态。这样设备在运行过程中, 无热应力产生。

1.4.3可高效连续的运行

根据其传热机理和结构特点, 钎焊热管技术具有较强的防垢、防灰和自除垢、除灰能力。因而其设备可以长时间的保持高效运行, 这是普通光管换热设备所不能比拟的。

1.5 系统组成及原理

镍基钎焊热管式余热蒸汽锅炉是以镍基钎焊热管作为换热元件, 将烟气的热量通过扩大受热面积的热管段传递给压力汽包中的介质。在其中加热介质, 采用自然循环的形式, 把水变为饱和蒸汽。通过水位控制器控制蒸汽空间, 提高饱和蒸汽的质量, 当水位达到低水位时, 控制柜将信号传给水泵, 水泵开启送水, 直到水位达到高水位止, 如此反复循环。系统主要由烟气——水热交换器、给水泵、阀门仪表、输水管线、输气管线等组成。其系统如图所示:

图中:1———表示余热蒸汽锅炉;2———止回阀;3———截止阀;4———循环水泵;5———全自动控制箱;6———常闭法兰式电磁阀。

2热工计算

2.1 瓦斯气在空气中的燃烧公式

2.1.1完全燃烧公式:

$\text{C}\text{Η}{}_4+2\text{Ο}{}_2+8\text{Ν}{}_2\underset{\text{燃}\text{烧}}{\to }2\text{Η}{}_2\text{Ο}+\text{C}\text{Ο}$2+8N2

2.1.2不完全燃烧公式:

$2\text{C}\text{Η}{}_4+3\text{Ο}{}_2+12\text{Ν}{}_2\underset{\text{燃}\text{烧}}{\to }4\text{Η}{}_2\text{Ο}+2\text{C}\text{Ο}+12\text{Ν}{}_2$

2.2 500kW瓦斯发电机组每小时耗气总重量

目前, 国内一台500 kW瓦斯发电机组正常运转时, 发电功率为450kW, 排烟温度为600℃左右, 当镍基钎焊热管热交换器出水温度为164℃左右时, 它排出的烟气温度为180℃, 瓦斯完全燃烧时瓦斯和空气的体积比为1∶10, 为使燃料充分燃烧, 一般燃气与空气的混合比例为1∶12, (按1m3纯瓦斯发3度电计算)

500kW机组的耗气总量为:450/3× (1+12) =1950m3/h。

平均重量按1.25kg/m3计算, 耗气总重量为:2080×1.25=2437.5kg

2.3 500kW瓦斯发电机组每小时生产的蒸汽量

一台500kW瓦斯发电机组每小时生产0.8MPa的蒸汽量为:

Q= (T1-T2) ×C×m×η

式中:T1——换热前烟气温度, 550℃;

T2——换热前烟气温度, 180℃;

C——烟道气体平均定压比热容 (烟道气体的成分CO:13% H2O:11% N2:76%, 在100℃～600℃的平均定压比热容为0.268kcal/kg·℃)

M——耗气总重量, 2437.5kg;

η——换热效率98%。

Q= (550-180) ×0.268×2437.5×0.98=236868.45kcal/h

2.4 生产的蒸汽折算成标煤

将利用热量折算为标煤, 标煤的热值为7000kcal/kg, 锅炉的热效率约为65%, 每台余热蒸汽锅炉利用每小时生产蒸汽的热量折算成标煤为:

M= (Q1/η) /Q

式中:Q1——一台发电机组利用余热蒸汽锅炉产生的总热量

η——锅炉的热效率, 65%;

Q ——标煤的热值为, 7000kcal/kg。

M=236868.45/0.65/7000=52.059 kg

2.5 余热蒸汽锅炉生产的蒸汽量

每台余热蒸汽锅炉可生产0.8MPa的饱和蒸汽量 (饱和温度164℃) 为:

M=Q×η/ (h″1-h″2)

式中:Q——一台发电机组利用余热蒸汽锅炉产生的总热量;

η——机组效率, 95%;

h″1——164℃蒸汽热含为650.7kcal;

h″2——20℃温水的热含为20kcal。

M=236868.45×0.95÷ (650.7-20) =356.79kg/h

3 结语

低浓度瓦斯发电技术及应用 第8篇

关键词：低浓度,瓦斯,发电

《煤矿安全规程》第一百四十八条规定“利用瓦斯时, 瓦斯浓度不得低于30%, 且在利用瓦斯的系统必须装设有防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置”。但由于各种因素影响, 国内许多煤矿因瓦斯抽采浓度低于30%, 达不到利用条件。胜动集团研制的500GF1-3RW低浓度瓦斯发电机组, 初步探索了一条低浓度 (6%~16%) 瓦斯利用新途径。

1 梨树煤矿矿井瓦斯抽采概况

梨树煤矿位于鸡西矿区梨树地区, 属鸡西煤层城子河煤层组, 该层组薄煤层占76%, 断层多、地质构造复杂, 煤层透气性系数只有0.024-6.452Md, 属低透气性煤层, 给瓦斯治理工作带来了相当大的难度。梨树煤矿157综采队开采的14#层, 吨煤瓦斯含量28.65 m3/t, 工作面可采范围瓦斯储量4298万m3, 掘进过程中瓦斯涌出量为11 m3/min, 回采时瓦斯涌出量高达46.95 m3/min。为此, 集团公司于2008年7月在梨树煤矿开采该层之初建立了瓦斯抽采系统, 实行了边掘边抽、采前预抽、裂隙带和采空区抽采综合立体抽采模式[1], 取得了一定效果。但由于梨树煤矿14#层属低透气性难抽采煤层, 煤层性质决定着抽放时间很短, 抽放半径很小, 衰减快, 梨树矿采用煤层欲裂爆破注水压裂, 增加孔隙度的方法解决了瓦斯预抽的难题, 使抽放时间由原来的15天延长到45~90天, 有的已延长到150~200天, 对鸡西矿区低透气性煤层采前预抽树立了信心。采用高负压综合立体抽采工艺[2], 抽采浓度 (10%~16%) , 达不到《煤矿安全规程》规定的利用浓度, 2009年初开始, 公司与胜动集团合作进行了技术攻关, 解决了低浓度瓦斯发电难题。在龙煤率先建成了8%~16%低浓度瓦斯发电示范项目, 将瓦斯的利用范围扩大了22个百分点, 突破瓦斯浓度低于30%0不能用于发电的技术难题。

2 低浓度瓦斯发电原理工艺流程及关键技术

2.1 发电原理

通过水环式抽采泵站抽出瓦斯, 经安全管道进入500GF1-3RW型发电机组缸体, 点燃爆炸推动活塞运动, 产生机械能, 进而转化为电能。

2.2 瓦斯发电机组及其工艺流程

瓦斯发电机组是以成熟的内燃机技术为基础, 结合煤矿瓦斯的特点, 对柴油发电机组加以改造而成。它由原来燃油改为燃烧瓦斯, 发动机驱动发电机运转, 达到由机械能转化为电能的目的[3]。其工艺流程图1所示。

主要系统及流程:

电站由气体输送系统、水雾输送系统、冷却水循环系统、高低压电气系统、监测监控系统组成。

2.2.1 气体输送系统流程为:

瓦斯抽放泵站2道水封式阻火器3道水雾阻火器脱水器机组排气管大气。

2.2.2 水雾输送系统流程为:

水雾泵水管水雾阻火装置进气管路排水管泵房吸水井。

2.3 关键技术

2.3.1 阻火技术。

为了将瓦斯发电机组与瓦斯抽采系统隔离, 在发电站总进气管上设置了2个水封式阻火器、1个干式阻火器;为了确保低浓度瓦斯在管道输送过程中的安全, 安设3组细水雾输送装置。

2.3.2 电控燃气混合器技术。

电控技术是采用电子控制技术, 通过闭环自动调节混合气空燃比, 电控混合技术显著提高了机组对瓦斯浓度和压力变化的适应能力。

2.3.3 瓦斯与空气先混合后增压技术。

发电机针对瓦斯的特性精致设计和匹配增压器和中冷器, 实现燃气稀薄燃烧, 降低热负荷, 改善排放, 提高发电机功率, 同时提高了燃气机的动力性、经济性。瓦斯与空气混合均匀, 容易点火, 避免了点火不连续现象, 因而对低浓度瓦斯气具有良好的适应性。

2.3.4 稀燃技术。

采用瓦斯与空气先混合后增压技术, 调低空燃比, 配合新概念预燃室技术, 在局部形成点火能量相对优势, 尔后放大点火能量, 提高甲烷燃烧速度, 降低了发动机热负荷, 提高了发动机功率。

2.3.5 数字式点火技术。

数字式点火技术是由电控单元根据瓦斯发电机的不同工况, 从软件上调整点火能量和点火时间。

3 安全技术措施

发电机组有完备的安全措施, 分别通过温度、压力传感器反映发动机的缸温、排温, 冷却系统、润滑系统、加压系统的运行状况;机组输出系统有过电流、欠电压、低周解列等装置, 最后通过PLC模块对各信号加以综合处理保护, 如图2所示。

4 效益分析

4.1 经济效益。

我矿发电机组按300 d运行计算, 年发电量可达1920万kWh, 占全矿全年用电量的61%, 以0.38元/kWh计算, 可创经济效益729.6万元, 可利用纯瓦斯量640万m3。

4.2 社会效益。

实现了瓦斯发电领域的大突破, 拓展了瓦斯综合利用的空间, 有效地利用了资源, 对促进煤矿安全生产、减少温室气体排放, 保护环境意义重大。

5 结论

实践证明, 将6%~16%的低浓度瓦斯爆炸产生的动能转化成电能的方法是安全可靠的, 该技术将瓦斯的利用范围扩大了24个百分点, 突破了瓦斯浓度低于30%不能用于发电的技术难关, 瓦斯发电产生的尾气, 温度高达550℃, 每台机组的余热量为878.4MJ (折合244 kWh) , 经济效益和社会效益显著。

参考文献

[1]陶瑞林等.高瓦斯区域回采工作面瓦斯治理[J].煤矿开采, 2003.

[2]郑晓民等.范各庄矿3073s运掘进工作面瓦斯异常涌出分析[J].煤矿开采, 2003 (3) .

瓦斯发电技术与节能减排研究 第9篇

关键词：节能减排,瓦斯,发电技术

一、前言

改革开放三十年来, 中国经济飞速发展, 科学技术发展迅猛, 瓦斯在社会生产生活中的应用越来越多, 广泛的应用到居民生活、发电、化工工业等各个领域。瓦斯虽在民用方面普及速度较快, 但在发电及工业生产等方面的应用还是差强人意的。特别是瓦斯用于发电使用, 还处于起步阶段, 瓦斯发电的原理即是使用内燃机的技术, 利用瓦斯燃烧产生的热能转换成电能, 技术成熟度高, 投资后效果也迅速而有效。据估算, 我国瓦斯储量约为35万亿m3, 约占世界瓦斯储量的第三位。瓦斯产品的主要成份是CH4, 其排放到环境中所形成的温室效应是CO2的24倍, 对自然环境污染非常的大。所估计, 我国每年从煤田中排出的煤矿瓦斯折合成纯CH4达130多亿m3, 目前利用量目前不到10亿m3。由于没有合适的利用途径, 因此只能无谓的排放到大气中去, 即对环境造成了破坏, 也浪费了能源。如果将其中80亿m3用来发电, 可发电260kWh, 可产生巨大的经济效益, 在低碳经济发展背景下, 也可取得良好的社会价值和环保效益。

二、瓦斯的特性及其采集

瓦斯是有机物在经过了漫长的岁月发生碳化而开成的, 无色无味, 浓度达到上限时会发生爆炸, 有一定的危险性, 但其却是一项较为清洁的能源, 充分利用后可产生巨大的经济效益。其采集方式主要有:一是利用地面钻井方式进行开采, 瓦斯中甲烷的含量在百分之九十以下, 成分的特性和天然气类似, 多用于民用及发电和化工原料方面, 技术成熟, 可行性强;二是利用地面上的输送系统及井下的瓦斯抽放系统开采, 这种方式取得的瓦斯中甲烷含量在3%到80%之间, 但危险性较大, 可能会发生爆炸现象, 因此目前有采集价值的与其浓度都在30%以上, 浓度在6%-3 0%之间瓦斯的利用是一个难点, 此项应用技术虽然已有一定的进展, 但技术的安全性还有待进一步的研究;三是利用煤矿通风的方式来排出瓦斯, 瓦斯中甲烷含量低于1%, 被称为风排瓦斯, 技术难度非常的大, 一般做排空处理。

三、瓦斯的预处理系统

瓦斯发电技术重要环节是在瓦斯的预处理功能上, 要及时进行净化处理, 把瓦斯中的粉尘、水分、硅氧烷及硫化物等气体去除后, 使其温度、供气的压力以及流量等参数符合内燃发电机的要求, 再进行发电工作。瓦斯预处理系统的设备主要包除湿的过滤器、罗茨风机、精密过滤器、冷凝器等和各种阀门、管道及测量仪表等组成。其主要的过程包括:一是通过过滤器对瓦斯进行脱水处理, 降低水份含量, 同时通过过滤功能, 降低粉尘含量;二是通过罗茨风机设备, 实再加压气体的操作;三是通过冷却器, 去除其中的有害气体, 实现脱硫的效果;四是通过精密过滤器, 将气体输送到内燃发电机里面进行发电。

通过瓦斯预处理系统, 实现了自动稳压的功能, 促进了内燃发电机组供气压力的稳定, 同时系统有风机超压保护装置, 建立起内燃机所需的适宜的压力和温度。为促进气体性能的检测, 采用检测仪对气体进行在线检测, 根据程序的设置情况, 来跟踪调节气体的流量。

通过情况下, 通过控制系统变频调节风机转速可实现发电机组入口的气体流量和压力。如果电机组负荷减低或者停机的时候, 会自动开启通往火炬的焚烧系统, 实现了数据采集、在线检测、报警和自动停机等功能。

四、瓦斯的发电以及节能减排

瓦斯发电站是由瓦斯的开采系统、输变电系统、瓦斯的预处理的系统、余热利用的系统以及内燃机的发电机等组成。瓦斯发电的主要流程包括:瓦斯的抽放站储气柜瓦斯的预处理系统内燃发电机等。

储气柜的主要作用解决抽放瓦斯时所出现的不稳定的现象, 在实际操作中, 内燃发电机可能会出现检修、故障、调整等情况, 影响了瓦斯的输送系统的供气均衡。储气柜的功能即可稳定气体实现缓冲及平衡。

内燃发电机可正常工作的临界条件是瓦斯中的甲烷含量在30%以上方可正常进行, 瓦斯在燃烧过程中, 内燃发动机可排出400氏度以上的烟气, 如将这些烟气回收, 在余热锅炉中生成蒸汽, 供应生产及生活需要, 避免了热量的浪费, 减少了环境的污染。

在低碳经济发展背景下, 使用瓦斯这种燃料发电, 即充分利用了资源, 又解决了环境污染问题, 有着非常良好的社会效益与经济效益。通过测算可以看到, 由于瓦斯燃料基本没有成本, 用于发电的成本仅0.0 8元/kWh左右。以10MW瓦斯发电站为例, 机组年运行成本约640万元, 年收入可达2800万元。项目总投资约4000万元, 1.5年即可收回投资。

瓦斯发电项目充分利用了资源, 减少了温室气体的排放量, 实现了环境保护, 并可减少了对于煤炭等战略资源的消耗, 减轻火力发电企业对于环境所造成的极大的污染。并可通过国家的项目政策, 通过申请CDM项目, 得到国家的减的排费支持。有非常高的经济和社会效益。

五、结束语

瓦斯发电的技术在我国有着巨大的发展前景, 目前我国这项技术还处于起步阶段, 有很多技术问题尚需要深入研究, 开展此项技术的研究可实现发电技术进步与节能减排工作双重目的, 在低碳经济发展背景下, 瓦斯发电的技术对于环境保护有很大的促进作用。因此, 要积极开展瓦斯发电技术的研究, 促进节能减排, 推进技术进步, 带动环保、经济、社会效益的共同进步, 以其实现煤矿瓦斯“零”排放, “零”污染的目标。

参考文献

[1]李强.煤炭瓦斯气体净化技术研究[D].西安科技学院, 2002 (09)

[2]刘春青.LIU Chun-qing瓦斯发电技术研究与实践[期刊论文]-科技情报开发与经济2011, 21 (10)