五虎山煤矿低浓度瓦斯发电站设计方案研究 .pdfVIP

学兔兔 煤 炭 工 程 2013年第lO期 doi：10．1 1799／ee201310009 五虎山煤矿低浓度瓦斯发电站设计方案研究 苗继军，姜明学，刘朋元，吴 江，赵利杰 (神华乌海能源有限责任公司机电动力部，内蒙古乌海 016000) 摘 要：神华乌海能源有限责任公司生产矿井多为高瓦斯矿井，且瓦斯浓度低，瓦斯浓度在 30％ 以下不能直接利用，提纯成本高，目前多将其直接排入大气，造成温室效应。基于此，论 文研究了低浓度瓦斯发电技术，利用低浓度瓦斯进行发电，结果表明：煤矿低浓度瓦斯发电技术 不仅提高了企业效益，而且达到节能减排的目的。 关键词：五虎山煤矿；低浓度；瓦斯发电：发电机组 中图分类号：TD712 ．67 文献标识码：B 文章编号：1671—0959(2013)10-0026-03 我国煤层气资源储量丰富，按照有关规定，瓦斯浓度 度高(低于2mg／Nm )等，需增设燃气增压装置和净化装 在30％ 以下不能直接利用，提纯成本高，目前多将其直接 置；③机组冷却水量大，需建设专用的冷却水池，工程占 排人大气。神华乌海能源有限责任公司现有生产煤矿9个， 地面积大；④由于燃气轮机运行噪声大，燃机发电厂房需 在建煤矿2个，均为高瓦斯矿井。但瓦斯浓度多在30％以 采用高性能的隔声结构，建筑物结构复杂，要求高，燃气 下，属低浓度瓦斯气体。为增加洁净能源供应、充分利用 轮机单位投资额较高；⑤煤矿气量较小，流量、浓度波动 煤矿瓦斯资源，减少温室气体排放，达到保护生命、保护 大，为满足燃气轮机正常运行的要求，需要建设气柜，建 资源、保护环境的多重目标，现以神华乌海能源有限责任 设气柜投资大，且工程使用的燃料为低浓度瓦斯(10％一 公司五虎山煤矿瓦斯利用为例，对低浓度瓦斯发电站设计 30％)，按照国家规定瓦斯浓度低于30％时不得进气柜储 及应用进行研究。 存。 1 五虎山煤矿瓦斯赋存及抽采情况 2．2 方案二：燃气内燃机热电联供电站 优点：①燃气内燃机热电联供发电效率高，热效率在 五虎山煤矿年产量为150万t，为高瓦斯矿井，瓦斯绝 32％一40％左右，可采用热、电、冷联供，效率可达80％ 对涌出量为87．62m ／min，相对涌出量为38．59m ／t，2005 左右；②机组自耗电少，耗水少；③使用功率范围宽，可 年底地面固定瓦斯抽放系统投入运行。五虎山煤矿瓦斯抽 以单台机组或多台机组并机、并网运行，建站灵活；④结 排泵站建设两套抽排系统(一开一备)，1 、2 抽放系统均 构紧凑，重量轻，体积小，安装运输方便；⑤起停迅速， 运行正常。目前抽排纯甲烷为5．88Nm’／min，CH 浓度均 操作方便，维护简单；⑥建站周期短(一般可在三个月左右 在28％以上；因现在的抽采面已经接近尾声，待更换抽采 的时间内建成发电)，见效快。 面后，抽排纯瓦斯量将达到33Nm ／min以上。 缺点：由于单机功率相比燃气轮机偏小，不适合建大 2 低浓度瓦斯发电方案比选 型电厂，但煤矿瓦斯对于一个矿来说，气量不是特别大， 装机容量一般几台到几十台机组，所以此缺点在煤矿瓦斯 目前，国内瓦斯发电技术主要有燃气轮机热电联供电