杜兒坪礦的瓦斯發(fā)電項目研究

張宏進(jìn)

（西山煤電集團(tuán) 杜兒坪礦，山西 太原 030022）

杜兒坪礦的瓦斯發(fā)電項目研究

張宏進(jìn)

（西山煤電集團(tuán) 杜兒坪礦，山西 太原 030022）

杜兒坪礦為了積極做好瓦斯綜合利用工作，要求利用煤礦瓦斯發(fā)電，變害為寶，保障煤礦安全，節(jié)約利用能源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。文章對杜兒坪的瓦斯發(fā)電項目進(jìn)行了介紹，并對利用瓦斯的原則和工藝流程進(jìn)行了探討。

煤礦瓦斯；發(fā)電機(jī)組；余熱利用

瓦斯是煤礦生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，被認(rèn)為是煤炭、石油、天然氣之外的接替能源，也是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的第二主要因素。利用煤礦瓦斯發(fā)電，變廢為寶、變害為利、保護(hù)環(huán)境、開發(fā)資源、以用促抽、以抽保用，有利于促進(jìn)安全生產(chǎn)。

1 杜兒坪礦的瓦斯發(fā)電項目研究

1.1 項目簡介

杜兒坪礦瓦斯電廠位于山西省太原市古交市邢家社鄉(xiāng)北石溝地區(qū)，占地約1.1h a2，由西山煤電集團(tuán)公司與英國辛迪克公司共同出資建設(shè)。根據(jù)杜兒坪礦的抽采情況，瓦斯電廠確定裝機(jī)容量為12000k W，經(jīng)調(diào)研發(fā)電機(jī)組采用德國道依茨公司T C G 2020V 20型集裝箱體式，發(fā)電機(jī)組功率為1703k W，一期安裝3臺，二期安裝4臺。項目總投資約1.2億，全部機(jī)組投運(yùn)后，年消耗瓦斯約7200萬m3，其中發(fā)電消耗瓦斯氣5000萬m3，火炬消耗瓦斯氣2200萬m3。年發(fā)電量約7100萬k W·h，產(chǎn)生C Dm指標(biāo)30萬t，根據(jù)電廠配備的余熱利用系統(tǒng)，還可替代原北石溝熱風(fēng)爐及常壓鍋爐（為井下提供高質(zhì)量的熱風(fēng)），余熱利用每年節(jié)約燃煤2500t。

1.2 利用原則

煤礦瓦斯氣采用水環(huán)真空泵從井下抽出，抽采量為4000m3/h～4500m3/h，抽采年限約107a，發(fā)電機(jī)組每小時耗氣約1010標(biāo)準(zhǔn)m3（滿載，濃度35%）。瓦斯氣為甲烷、空氣、其他微量元素（如C O2）的混合氣體；瓦斯含有煤塵、銹微粒、石灰石塵、各種微量礦物質(zhì)、水等組成，濃度常隨井下生產(chǎn)工況而有變化。

瓦斯發(fā)電分為高濃瓦斯發(fā)電和低濃瓦斯發(fā)電。目前，低濃瓦斯發(fā)電的輸送、發(fā)電技術(shù)尚不成熟。杜兒坪礦瓦斯發(fā)電項目為高濃瓦斯發(fā)電，選用技術(shù)先進(jìn)的德國道依茨進(jìn)口機(jī)組，利用的基本原則為：濃度大于30%發(fā)電，剩余瓦斯火炬燃燒，濃度25%～30%只用火炬燃燒。

某次采樣瓦斯成分分析報告如下：C H4，35%；O2，13.2%；C O，0.001%；N2，51.78%；其它氣體 0.02%。

1.3 工藝流程

（1）氣體預(yù)處理系統(tǒng)。①除水、除塵工藝：系統(tǒng)配備三級過濾濾芯（粗過濾、汽水分離器、精過濾）將瓦斯氣中的雜質(zhì)和水濾除，過濾精度為<3μm。②濕度控制工藝：系統(tǒng)配備冷水機(jī)組、循環(huán)泵、換熱器，冷卻介質(zhì)為防凍液（-37℃），在換熱器中冷卻介質(zhì)與瓦斯氣換熱，將瓦斯氣冷卻降水，濕度控制在30R H左右。③增壓、穩(wěn)壓工藝：系統(tǒng)配備三臺離心式風(fēng)機(jī)（兩用一備），通過P L C和變頻器控制，主要作用是瓦斯氣增壓穩(wěn)壓在10k P a左右。

（2）發(fā)電機(jī)組。①發(fā)電工藝：發(fā)動機(jī)為20缸V型排列，總排量為88.5L，瓦斯氣先通過進(jìn)氣調(diào)壓和混合，后由渦輪增壓器增壓、混合氣冷卻，最后進(jìn)入氣缸燃燒做功。燃燒方式為稀薄燃燒，發(fā)動機(jī)曲軸通過聯(lián)軸器帶動發(fā)電機(jī)，發(fā)電出線電壓為6k V，通過一臺16000k V A的干式變壓器升壓至35k V，接入線路送至北石溝35k V變電站實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)。②冷卻工藝：包括發(fā)動機(jī)冷卻和混合氣冷卻，方式為臺式冷卻器風(fēng)冷，將缸套水溫度控制在約92℃、混合氣溫度控制在45℃，冷卻風(fēng)扇采用變頻控制，并通過板式換熱器將暖氣水加熱，為北石溝生產(chǎn)和生活供暖。③點(diǎn)火工藝：點(diǎn)火電壓24V，有微處理器控制高壓點(diǎn)火系統(tǒng)，每缸一個點(diǎn)火線圈，無運(yùn)動部件、無磨損，點(diǎn)火由飛輪和凸輪軸上的兩個傳感器觸發(fā)，點(diǎn)火時間可調(diào)，分布到點(diǎn)火圈高壓側(cè)的點(diǎn)火能量由電腦控制。④防暴震工藝：每缸一個防暴震傳感器，點(diǎn)火獨(dú)立控制，可調(diào)控燃?xì)饣旌媳燃肮β?，保證設(shè)備無暴震運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）火炬：電廠配備處理能力為5000m3/h的火炬，將多余瓦斯氣燃燒，產(chǎn)生C Dm指標(biāo)。

（4）余熱鍋爐：發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的高溫尾氣，經(jīng)余熱鍋爐將導(dǎo)熱油加熱至150℃～180℃，通過循環(huán)油泵輸送至北石溝進(jìn)風(fēng)井口，經(jīng)熱交換器加熱空氣，為井下提供熱風(fēng)。

（5）工藝流程圖，見圖1。

2 結(jié)束語

圖1工藝流程圖

瓦斯發(fā)電是近年來利用瓦斯的新興技術(shù)，是煤礦發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠色經(jīng)濟(jì)的有效途徑，不僅促進(jìn)了煤礦的安全生產(chǎn)，同時利用清潔發(fā)展機(jī)制，減少溫室氣體排放，保護(hù)了環(huán)境；并且提高了企業(yè)效益和競爭力。瓦斯發(fā)電是國家鼓勵產(chǎn)業(yè)，隨著瓦斯發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，對瓦斯發(fā)電項目的相關(guān)技術(shù)也將得到廣泛應(yīng)用。

Methane Electrical Generation Project in Duerpingmine

ZHANG Hong-jin
(Yangquan College, Taiyuan University of Technology, Yangquan Shanxi 045000)

The paper analyzes the daily use and management problems of computer network training labs.The problems are discussed thoroughly in terms of hardware management, personnel management, and softwaremanagement. And then, from both software and hardware, the author proposes measures for routinemaintenance of the computers.

computer; computer network training; teaching computer labs management

D 712+.67

A

2012-09-17

張宏進(jìn)（1963—），男，山西運(yùn)城人，大學(xué)?？?，工程師，從事煤礦機(jī)電技術(shù)管理工作。

劉新光