瓦斯抽放与发电项目技术应用研究报告.docVIP

研究报告 瓦斯与发电项目技术应用研究 完成单位：**煤业**公司 **年**月 项目完成单位主要人员： 目 录 1.概述 5 1.1概况 5 2.项目研究的目的与意义 6 2.1项目目的 6 2.2项目意义 6 3.项目研究的主要内容 7 3.1项目研究的主要内容 7 3.2项目研究的理论依据及技术支持 7 3.2.1低浓度瓦斯利用技术 7 3.3发电设备的比较与选择 8 3.3.1 燃气轮机发电机组 8 3.3.2燃气内燃机发电机组 9 4.项目研究的实施情况 9 4.1工程的设计 9 4.1.1低浓度瓦斯发电技术 9 4.1.3瓦斯抽放系统的设计 11 4.1.4瓦斯抽放系统供电系统设计 11 4.2瓦斯发电系统的设计 12 4.2.1电站总体布置 12 4.2.2冷却循环系统设计 14 4.2.3电力部分设计 15 4.3发电机组采用的先进技术 17 4.3.1电控燃气混合技术 17 4.3.2瓦斯与空气先混合后增压技术 18 4.3.3低压进气技术与燃气自动控制技术 18 4.3.4TEM-全电子控制技术 18 5.研究成果的评价 20 6.结论 22 1.概述 1.1概况 瓦斯是煤矿开采过程中的一种伴生资源,它易燃、易爆,对矿井的安全生产构成重大威胁,历史上重特大瓦斯爆炸事故频繁发生瓦斯防治和综合利用倍受国家、地方政府、社会各界和煤炭企业的高度关注，为减少资源浪费和瓦斯灾害事故、有效利用矿井瓦斯，实现“以利用促抽采、以抽采促安全”的煤矿良性循环发展。煤层不加以利用，直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍。煤矿瓦斯发电，既可以有效地解决煤矿瓦斯事故、改善煤矿安全生产条件，又有利于增加洁净能源供应、减少温室气体排放，达到保护生命、保护资源、保护环境的多重目标。瓦斯发电技术是瓦斯开发利用的一项新兴技术,该技术对煤矿的安全高效生产、环境保护、瓦斯能源有效利用有着重要的现实意义低浓度瓦斯利用技术 瓦斯的提纯 变压吸附技术。瓦斯提纯技术，大多还处在开发研究阶段。目前主要采用变压吸附技术。变压吸附技术是利用吸附剂的平衡吸附量随组分分压升高而增加的特性，进行加压吸附、减压脱附。变压吸附技术目前被认为是比较成熟的技术，有了成系列的装置可供选择，它在瓦斯提纯领域里的应用主要取决于其经济合理性。对于低浓度甚至极低浓度的瓦斯气体的提纯工序复杂，经济性步高，实用价值不大。根据实验，制取80%浓度的瓦斯，原始气浓度为30%时，回流比为0.43；原始气浓度为20%时，则为0.72，效率降低2/3。通风气流中瓦斯的浓度5%，因此装置的实用价值不大。甲烷冰。目前实验发现瓦斯中的CH4在0～10、3～8MPa下与水能够生成固态气体水合物，这种气体水合物在常压下具有较好的稳定性，分解时能释放出180～200倍体积的瓦斯，其巨大的储气能力和相对温和的储气条件备受重视，甲烷水合物制备过程同时又是对CH4的提纯过程，可以用来处理甲烷含量较低的瓦斯。 低浓度瓦斯多孔介质预混燃烧多孔介质预混燃烧是近几十年来发展起来的新型燃烧技术，采用了新的燃烧理论，是一种新颖独特的燃烧方式，它可以提高燃烧效率，降低污染，扩展贫燃极限，甚至可以燃烧极低浓度可燃性气体，目前在国内外引起了燃烧和工程热物理界的高度重视。对于煤层气电站 , 则只有甲烷含量大于 50 % ,气量较大的而且气源稳定的情况下 , 才适于采用燃气轮机为主机发电设备。这是由于燃气轮机要求的进气压力高 , 当井下抽排的煤层气加压到燃气轮机要求的 019MPa 时 , 此时要求煤层气的安全界限应为甲烷浓度大于 39 % , 并且要求浓度稳定、连续。限制在抽采瓦斯浓度高的矿井 , 由于井下瓦斯抽采系统抽采的瓦斯浓度变化范围大 , 会随着工作面的推进 , 煤层的不同和出煤量的变化而变化 , 但这些机组受瓦斯抽采浓度波动的影响 , 会经常因为瓦斯浓度达不到安全要求 , 而不得不时开时停。因此 , 近年来这种装机形式较多的应用在具有一规模 , 抽采效果较好 , 气量和浓度比较稳定的矿区。 燃气内燃机机组 燃气内燃机发电具有系统简单 , 运行灵活 , 发电效率高的特点 , 可加余热锅炉带蒸汽轮机联合循环发电 , 虽使系统复杂 , 但可大大提高发电效率。尤其是这种机组要求进气压力低 , 仅为 5～35kPa ,适用瓦斯浓度范围广 , 浓度 6 %以上均可利用 , 这使得燃气内燃机发电机组在煤层气发电方面获得了越来越广泛的应用。低浓度瓦斯发电技术　　低浓度瓦斯发电需要解决2个问题，一是随时都在变化，传统的发电机组很难“以不变应万变”；二是低浓度瓦斯的安全输送问题。　　山东胜动集团研制的低浓度瓦斯发电机组，。该机组采用电控燃气混合器技术，可以自动控制空燃比，以适应瓦斯的浓度变化，同时，发明了低浓