简析瓦斯发电
1.概述
瓦斯，即煤层气，其主要成分甲烷，是一种会产生强烈温室效应的温室气体，其温室效应约为二氧化碳的21倍。
我国煤层气资源十分丰富，根据最新一轮资源评估结果，我国埋深2000米以浅的煤层气资源量达31.46万亿立方米，相当于450亿吨标煤，350亿吨标油，与陆上常规天然气资源量相当。是世界上继俄罗斯、加拿大之后的第三大储量国，占世界排名前12位国家资源总量的13%。
瓦斯爆炸是煤矿事故的主要原因之一，煤层气直接排入大气可对大气环境造成严重污染，目前每年有超过150亿立方米的瓦斯空排，污染环境、浪费资源。建设瓦斯发电站，对煤层气资源充分开发利用，不仅可以变废为宝、变害为利，还可以“以用促抽、以抽保用”，进一步加大煤层气抽采利用力度，强化煤矿瓦斯治理，减轻煤矿瓦斯灾害；在煤矿建立瓦斯发电站，将原来排掉的瓦斯和井下水利用来发电、供热，可变废为宝，节约资源，也贯彻了国家发展循环经济的国策，促进了企业建立循环经济体系，保障了企业的可持续发展。
我国从80年代，就开始了对瓦斯发电技术的研究，到2005年底，全国瓦斯发电的总装机容量已达到9万千瓦，而规划或正在实施的瓦斯发电项目装机容量接近15万千瓦。
2.瓦斯发电工艺
根据对现有的瓦斯发电厂运行情况的调查，现阶段瓦斯发电技术成熟的工艺有：
1）燃气锅炉带蒸汽轮机发电
2）燃气轮机发电
3）燃气内燃机发电
2.1 燃气锅炉带蒸汽轮机发电
燃气锅炉带蒸汽轮机发电为传统的火电机组形式，工艺技术成熟，运行可靠，它是采用锅炉来直接燃烧燃气，将燃气的热能通过锅炉内的管束把水转换为蒸汽，利用蒸汽推动蒸汽轮机再驱动发电机发电。系统的主要设备是燃气燃烧器、锅炉本体、化学水系统、给水系统、蒸汽轮机、冷凝器、冷却塔、发电机、变压器和控制系统，工艺流程比较复杂。优点是：对于燃料气体要求比较低，只要燃气燃烧器能够承受的气体，一般都可以适应，需要的燃气压力较低，因而燃气处理系统比较简单，投资少；缺点是：工艺复杂，建设周期比较长，必须消耗大量的水资源，占地比较多，管理人员也比较多，能源利用效率较低，通常不到20％。
在某些以天然气为燃料的电厂选用这种形式，但燃气锅炉采用瓦斯为燃料，目前仅局限在小型的工业锅炉，由于受到瓦斯抽采的波动性强的影响，大型的电站瓦斯锅炉的应用也受到限制，个别电站锅炉采用煤与瓦斯混烧技术，但辅助系统庞大、复杂，需设置两套燃料系统，占地面积大。这种装机形式发电效率低，启动时间长，不灵活。所以目前规划的瓦斯电站基本不采用这种装机形式。
2.2燃气轮机发电
燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，它是从飞机喷气式发动机的技术演变而来的。
其主要结构有三部分：燃气轮机（透平或动力涡轮）；压气机（空气
压缩机）；燃烧室。
其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时气体燃料也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作功，推动动力叶片高速旋转，驱动发电机发电。燃气轮机具有效率高、单机功率大、体积小、运行成本低和寿命周期较长等优点；后面可加余热锅炉带蒸汽轮机联合循环发电，虽使系统复杂，加大占地面积，但可大大提高燃气的利用效率。目前，在以天然气为燃料的燃气电站中，基本采取这种燃气轮机的燃气--蒸汽联合循环发电形式。
由于燃气轮机要求的进气压力高，当井下抽排的瓦斯加压到燃气轮机要求的0.9MPa时，温度可升至160℃，根据清华大学提供的美国矿山局制定的瓦斯中甲烷体积百分数爆炸极限的公式计算表明，此时要求瓦斯的安全极限应为甲烷体积百分数大于39%，考虑输送安全裕量1.2，这就要求矿井抽排瓦斯中甲烷的体积百分数要大于46.8%以上，并且要求浓度稳定，连续。虽然可以采用中间冷却，但这将大大增加辅助系统的复杂程度。
2004年以前，以矿井瓦斯为燃料的电站主机，大都采用燃气轮机，仅限制在抽采瓦斯浓度高的矿井，由于井下瓦斯抽放系统抽采的瓦斯中甲烷的体积百分数变化范围大，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的波动的影响，会经常因为瓦斯中甲烷的体积百分数达不到安全要求，而不得不时开时停。因此，近年来这种装机形式的应用也逐渐减少。
2.3 燃气内燃机发电
随着瓦斯发电技术的发展，燃气内燃机开始作为瓦斯发电的主要设备，其具有系统简单、运行灵活、发电效率高、启动时间短、燃气供气压力低、对燃气浓度适应范围宽的特点；后面也可加余热锅炉带蒸汽轮机联合循环发电，虽使系统复杂，但可大大提高燃气的利用效率。尤其是这种机组要求进气压力低，3～20kPa即可，适用瓦斯浓度范围广，甲烷的体积百分数在6%以上均可利用，这使得燃气内燃机在瓦斯发电方面获得了越来越广泛的应用。为了提高能源利用率，燃气内燃发电机组从最初的简单燃气循环发电，发展到燃气—蒸汽联合循环发电，现在又逐步向联合循环发电加热电冷联供系统发展。
燃气发动机联合循环装置由燃气内燃发电机组和余热发电机组组成。
燃气内燃发电机组发电的工作原理是：空气经过滤清器过滤，进入涡轮增压器增压，导入内燃机气缸内的混合器，瓦斯经过压力调节阀也进入混合器，两者混合后，通过电子点火爆燃做功后，推动活塞移动和曲轴转动，产生动力，带动发电机，再由发电机将动力转换成电能，经输变电装置输出。
为了保障内燃机和发电机两大主机的正常运行，必须配备燃气储存、加压和处理系统、循环冷却系统、润滑油系统、电气系统、控制系统等辅助系统。
由于内燃机气缸内的核心区域工作温度可以达到1400℃，使其效率大大超过了蒸汽轮机，甚至燃气轮机。燃气内燃机最突出的优点正是发电效率比较高，其次是设备集成度高，安装快捷，对于气体中的粉尘要求不高，基本不需要水，设备的单位千瓦造价也比较低。
余热发电机组的工作原理是：燃气内燃机做功后的尾气导入余热锅炉，回收热量，产生过热蒸汽，推动汽轮机组发电，实现燃气蒸汽联合循环发电。
由于燃气发动机单机功率小，需要多台燃气发动机的尾气通过母管集合输向一台余热锅炉，多台余热锅炉的蒸汽通过蒸汽母管输入一台蒸汽轮机。
余热发电的热力系统与传统火电汽轮发电机组相同，包括主蒸汽系统、主给水系统、回热系统、凝结水系统、疏水、放水系统等。此外，余热发电系统还包括化学水处理系统、循环水系统、电气系统、控制系统等辅助系统。
燃气发动机的缸套冷却为闭式内循环，机组缸套水散热也可利用来作为采暖热源，通过热交换器可以提供采暖用热水。
2.4 瓦斯发电各装机形式的比较
瓦斯发电三种装机形式各项指标见表1。
表1 瓦斯发电装机指标表
比较来说作为热电联产的一种原动机，燃气内燃机是一种经过实践检验的、非常成熟的设备，成套模块化的机组使系统效率优化、设计安装简单、运行管理自动化程度高。
由于井下瓦斯抽放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，采用燃气内燃发电机组能够提高瓦斯的利用率和发电效率，能更为灵活的适应瓦斯浓度波动的情况。
3.结论
综上所述，瓦斯发电的主机设备宜首选燃气内燃发电机组。近年来，在国家加大矿井瓦斯抽采利用的各项优惠政策的扶持下，各地瓦斯发电项目纷纷建设投产，大部分是以燃气内燃机为原动机的。
以上三种电站工艺以燃气内燃机＋蒸汽联合循环发电系统效率最高，同时如果能利用缸套水的热量来集中供热、制冷，则电站的综合效率将达到90%，在有条件的地方应优先采用，这也是目前瓦斯发电技术的发展方向。
瓦斯发电站管理制度 一、机房参观制度 1、非工作人员，禁止进入机房。 2、参观人员参观机房，应有公司领导或部门管理人员陪同，外系统人员参观重要机房还应有保卫部门的介绍信。 3、参观人员进入机房后，应在参观记录簿上登记，写明姓名、工作单位和参观目的。 4、值班员和陪同人员应指导参观人员参观、回答问题和照顾安全。 5、参观人员不得操作机器设备和摄影录相。 二、瓦斯发电站安全管理制度 1、运行操作人员必须熟悉本发电站的设备技术性能，严格执行公司相关“电工岗位操作规程”、“瓦斯发电站安全运行规程、守则和瓦斯发电机组操作规程”。 2、运行操作人员上岗前必须有关部门培训考核合格，穿戴好劳动保护用品，持证上岗。 3、在班人员必须坚守岗位，严格遵守发电站各项规章制度，加强安全保卫。 4、发电站内不准放置易燃、易爆物品，严禁火种入内，不准在发电站的区域内使用无线通讯设备。消防器材按指定地点摆放，并由专人负责保养和保管，并定期进行检验。 5、非本站人员未经批准不得入内，对因工作需要进入本站的外部人员，必须履行登记手续，其登记手续的管理由本站值班人员负责。 6、本站设备检修作业需动明火时，必须有经批准的安全技术措施，并按公司有关规定执行。 7、牢记瓦斯发电站应急预案所列电话号码，并根据实际情况变化及时修正。
三、瓦斯发电站发电机组维护保养制度 一、维护保养的分类 1、电站机组的维护、保养分为日、旬、月、季和年检修五种。 2、机组的日维护保养由电站运行工按规定项目进行；旬、月、季和年度维护检修保养由机电队电钳工和部门、连队、发电站负责人以及工程技术人员共同进行，具体工作由公司机电队负责落实。 二、日（24h）维护、保养 1、每班必须3次检查发电机油底壳机油油位、油质和各润滑点状况，必要时添加符合规定牌号的机油。 2、每班必须3次检查水池、散热水箱水位、余热系统等所有设备设施运行情况，必要时添加补充水。 3、每班检查机组各连接、固定部位的紧固情况，松动者必须紧固。 4、随时密切监视发动机、发电机控制屏等各种仪表的显示值变化情况，特别是机油压力、温度，冷却水温、排气、温度；电流、频率的变化，应保持在产品使用维护说明书规定的显示值范围内。 5、观察机器排气管、呼吸器口的烟气有无异常，有异常应判断并排除故障。 6、随时监听发电机、发动机运行中有无异声，并作分析判断，及时发现、排除故障。 7、每班3次检查机组及辅助设施有无漏油、漏气、漏水、漏电现象，并及时排除。 8、每天保持环境卫生，擦洗机组，保持设备清洁无污一次。 9、每班按规定填写“发电站机组运行记录”。 三、旬（240h）维护、保养 1、完成日维护、保养内容 2、每旬检查1次空气滤清器，如果有污垢应该清理，损坏更换。
瓦斯发电项目投资简述 一、燃气内燃发电机组 燃气内燃发电机组分为高浓度瓦斯发电机组和低浓度瓦斯发电机组，高浓度瓦斯发电机组要求甲烷含量在25%以上；低浓度瓦斯发电机组要求甲烷含量在12%-25%；根据瓦斯浓度情况选择发电机组型号，低瓦斯发电机组一般选择1MW左右，高瓦斯发电机组一般选择2MW左右。高瓦斯发电机组发电效率比低瓦斯发电机组发电效率略高。瓦斯发电机燃料能量约35%被机组转化为电能，约30%随废气排出，25%被发动机冷却水带走。 低浓度瓦斯发电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，将瓦斯浓度调整9%，此时瓦斯爆炸反应最完全，瓦斯、氧气氧化反应完全，实现零氧平衡，此时爆炸威力也最大，做功效率最高。高低瓦斯发电最大的区别:低浓度处于爆炸极限内的甲烷在进入机组前的过程中是不允许设置储气罐和加压机，而高浓度瓦斯在输送过程中可不设计瓦斯安全输送系统。 二、高低瓦斯发电工艺及区别 瓦斯经过安全输送系统（雾化水系统、水封阻火器、安全阀等）的传输，瓦斯预处理系统对气体杂质、液态水的过滤和气体温度的调控，进入机组内先进行预混合，之后由涡轮增压器增压、中冷器降温、在缸内用火花塞点火，燃烧后高温高压气体带动缸体活塞和曲轴运动，推动发动机做功，将机械能转化为电能。详细工艺流程见下图：
瓦斯发电工艺系统。瓦斯发电工艺主要包括11项系统，热力系统、燃料供应系统、余热利用系统、瓦斯输送安全装置系统、除灰系统、水处理系统、供水系统、并网工程、电气系统、热工控制系统、附属生产工程、烟气脱硫脱硝系统。各工艺系统详细情况介绍如下：热力系统：瓦斯与空气在集装箱式内燃机发电机机组进气入口处混合后，进入涡轮增压器增压，再经过中冷器冷却，通过进气管由进气门控制进入气缸，经火花塞点火爆炸氧化，产生动力驱动发电机曲轴旋转，曲轴将动力传给交流发电机，转换成电能输出。主要设备包括燃气发动机和交流发电机，以及配套的管路和设备。 燃料供应系统：矿井瓦斯从井下煤层中，经过瓦斯泵站抽采后，抽排到地面，由瓦斯输送管道经过泵送、离心脱水、制冷脱水等一系列安全处理措施，提供给瓦斯发电机组。主要工程包括：瓦斯预处理土建、罗茨风机设备及安装工程。 余热利用系统：发电机组尾气净化后排烟温度高达400-600℃，直接对空排放将造成热能浪费，为把有效热能充分利用，在排烟筒处设置蒸汽锅炉或者余热锅炉，锅炉将热源提供给用户，解决工业场地冬季取暖供热问题。主要设备包括余热锅炉和配套管路设备。
瓦斯的主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体。 具体可分为液化石油气与天然气、煤气三大类液化石油气，由原油炼制或天然气处理过程中产生的混合气体，主要成分是丙烷与丁烷天然气，由古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生的气态碳氢化合物，主要成份为甲烷，并含有少量之乙烷、丙烷、丁烷等碳氢化合物及少量之不燃性气体 煤气（指生活中人们对其称呼），也俗称为“瓦斯”。指的是煤炭不完全燃烧所产生的气体，主要成分是一氧化碳 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。 低浓度瓦斯发电需要解决2个问题，一是各个煤矿的本身不一样，而且随时都在变化，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。 低浓度瓦斯发电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，低浓度瓦斯安全输送技术，采用细水雾技术，解决了低浓度瓦斯的地面安全输送问题。
煤矿瓦斯分高浓度瓦斯和低浓度瓦斯，高浓度瓦斯是指瓦斯浓度大于25%的瓦斯，低浓度瓦斯是指瓦斯浓度低于25%的瓦斯。我国60%以上的瓦斯是含甲烷25%以下的低浓度瓦斯，按煤矿安全规程要求，瓦斯浓度在25%以下的就不能贮存和输送，更谈不上利用了。 低浓度瓦斯发电需要解决2个问题，一是各个煤矿的本身不一样，而且随时都在变化，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。低浓度瓦斯发电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，低浓度瓦斯安全输送技术，采用细水雾技术，解决了低浓度瓦斯的地面安全输送问题。 中国工程院周院士认为“低浓度瓦斯发电机组，适合我国煤矿点多量小的特点，堪称破解我国煤矿瓦斯难题的金钥匙”。 2004年以来，胜利油田胜利动力机械集团开始对“煤矿瓦斯细水雾输送及发电技术”进行开发研究并与第二年试验成功，使低浓度瓦斯发电技术得到了快速发展。目前装机总容量达到45万KW ，每年可发电21亿KW·H ，利用瓦斯7亿立方米。新版《煤矿安全规程》对浓度在30％以下的瓦斯用于内燃机发电作出了明确的规定，《规程》第148条第五项规定抽采的瓦斯浓度低于30%时，不得作为燃气直接燃烧；用于内燃机发电或作其他用途时，瓦斯的利用、输送必须按有关标准的规定，并制定安全技术措施。这给低浓度瓦斯发电提供了制度保障。
低浓度瓦斯发电技术研究现状分析 摘要：煤炭开采过程中会排放大量的瓦斯气，其主要来自于矿井瓦斯抽取系统、地面钻井和煤矿井下回风井形，而这些瓦斯气浓度都较低。煤矿生产时所采用的 瓦斯为清洁能源，如果对其进行回收发电利用可以有效减少温室气体的排放，在 满足煤矿用电要求的同时，还可以把多余的电能输送到电网中，对于推动企业和 区域经济发展具有很大的实用价值。本文作者结合自己的工作经验并加以反思， 对低浓度瓦斯发电技术研究现状进行了深入的探讨，具有重要的现实意义。 关键词：低浓度瓦斯发电；氧化发电；技术原理 利用瓦斯发电是有效的节能方式，国内的瓦斯发电总容量已经达到了几万千瓦，瓦斯发 电的装机规模得到了快速的提升。其中大多采用低浓度瓦斯发电的方式，可以有效地提高煤 矿瓦斯的应用价值。 1低浓度瓦斯发电技术研究现状 1.1内燃机发电技术 因为煤矿生产抽采出来的瓦斯浓度及压力都不稳定，因此需要采用控制器来对执行机构 发出燃气调整及空气进气量等控制命令，从而实现自动混合控制，混合处理后的瓦斯浓度可 以控制在6%左右，保证发动机空燃比处于合理状态，由此看来，空燃比自动控制技术更适合应用在低浓度、大流量和瓦斯和空气的混合，从而实现低浓度瓦斯发电。在发动机缸体内出 现爆燃，回火的几率会提高，如果发动机缸温大于500度，缸盖及活塞等部会的热负荷会不 断提升，可能会由于爆震而引发机械运行事故，因此可以采用稀薄燃烧技术，发动机内的热 负荷会显著减小，有效地减小回火的可能性，机组运行可靠性也会得到有效提升。除此之外，缸体甲烷燃烧速度也会提升，燃烧效率可以得到保证，发动机的运行性能可以得到改进和优化。当前，国内发电机组制造商一般都会把发动机缸体内的点燃能量提高，一般设置在0.1 焦左右，再采用预燃技术，高温高压气体快速点燃燃烧室内稀薄的瓦斯气体，稀薄燃烧会使 燃烧室内的传热减少，燃烧温度及排气温度都会显著降低，可以保证有效的热效率，最高可 以达到35%左右。 1.2燃气轮机发电技术 提升燃气轮机效率的主要途径就是把燃气初始温度提高，也就是改进和优化高温部件的 冷却处理技术。涡轮喷嘴、叶片等关键的高温部件材料从原来的合金材料发展到陶瓷、结晶 叶片等，早期的喷嘴及动叶片冲击、对流等冷却技术已经转变为蒸汽冷却。通过大量的实践 可以看出，燃气温度提升100度，燃气轮机效率可提升2-3%，采用技术先进的冷却技术，可 以使平前端燃气进口温度提升500-800度，所以，燃气轮机具备的热效率从原来的16-25%上 升到40%左右。 一般情况下，把燃气轮机功率区间在300-20000千瓦的划分到小型燃气轮机，而功率在30-300千瓦的归为微型燃气轮机，但微型燃气轮机发电机技术还处在科研中。因为矿井抽取 的瓦斯浓度以低、中浓度的比较多，发电机组形成相同的输出功率应该输入更多的低热值瓦斯，运行情况产生的变化会引起透平和压气机工作无法保证协调，透平温度会显著提升，出 现效率减少而产生停机问题。 1.3氧化发电技术
第一章概述 1.1 项目概况 项目名称：**市**瓦斯综合利用有限公司 ——**煤矿煤层气发电站建设项目建设单位：**市**瓦斯综合利用有限公司 法人代表： 项目负责人： 项目地址：**市**县**煤矿 **市**煤矿煤层气发电站是由**市**瓦斯综合利用有限公司投资建设的，该发电站利用**煤矿采煤伴生气体煤层气作为燃料，利用煤矿矿井水作为燃气发电机组冷却水进行发电，所发电量除自用电外全部经变压器升压，通过并网专线并入**电网。项目总装机容量1.5MW，年发电量648万KWH，消耗煤层气398.9万m3，实施后对节约能源、保护大气环境、降低煤矿生产成本均有积极作用，同时对当地电力供应具有补充作用。 1.2 可研编制依据 1、**市**煤矿煤层气发电站建设项目可研报告编制委托书 2、《中华人民共和国经济和社会发展第十一个五年规划纲要》 3、《煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十一五”规划》 4、国家八部委《煤矿瓦斯治理与利用实施意见》 5、国家发改委《煤矿瓦斯治理与利用总体方案》
6、《**市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》 7、《火电工程可行性研究报告书内容深度要求（试行）》 8、《小型火力发电站设计规范》GB50049－94 9、国家、省、市有关政策、法规、规范、标准 10、建设单位提供的基础资料 1.3 研究原则 1、严格遵守国家有关政策和法规，坚持经济效益、社会效益和环境效益并举的方针，提高城市电网供电能力； 2、推广使用较为成熟的工艺和节能环保的设备，降低能耗指标； 3、在瓦斯抽放站附近就近建立坑口发电站，就近入网，减少建设投资； 4、合理确定建设用地面积和配套设施建设规模，同时为远期发展留有余地。 1.4 主要研究内容 本报告对项目建设的背景、必要性及可行性、建设条件、工艺及工程技术方案、节能节水措施、环境影响评价、劳动安全卫生、投资估算、经济效益、项目风险等进行了研究分析。 1.5 主要研究结论 项目建设符合我国煤层气综合利用的基本政策，项目年发电量648万KWH，对当地供电能力具有补充作用；该项目气源供应充足，工艺技术成熟，实施后具有良好的经济效益、社会效益和环境效益，项目可行。
瓦斯发电新技术---节能减排 瓦斯发电技术属于新能源发电技术，主要是将煤矿未能充分利用的瓦斯燃烧转变为电能。瓦斯作为一种温室气体，温室效应突出，当前CDM能源组织要求各国要减少瓦斯排放量。基于瓦斯发电技术不断应用下，逐渐降低了发电成本，提高了发电的稳定性。在全球提倡节能减排形势下，相关企业必须要不断研发与探索，完善发电技术，合理利用不同浓度的瓦斯，保证瓦斯发电的安全运行。 鹤壁中德新研发的KQ—1型瓦斯发电智能管理系统，是以“煤矿瓦斯发电站前置传感器与应急气源”（专利号201220321230.4）、“煤矿瓦斯发电站气源浓度与压力稳定系统”（专利号201120550319.3）两项专利技术为基础研制的控制系统，从自动控制瓦斯排放量、自动调节发电机组空燃比、无瓦斯泄漏正负压放水等几个方面着手，实现瓦斯发电的经济环保、节能减排、高效安全。其实现方式为： 1）实现瓦斯浓度的提前预警 由于瓦斯浓度传感器具有不可消除的滞后性，就地采集的数据不能及时反映进入机组的瓦斯的真实情况。本系统依据“煤矿瓦斯发电站前置传感器”专利技术，将现有的就地采集技术改为前置传感器采集技术，使系统得到的瓦斯参数为当前机组进气口的实际瓦斯参数，以便系统具有足够的反应时间，起到预警效果，保证系统调节的及时性与准确性，从根本上预防“飞车”、“紧急停车”等问题的出现。 2) 实现富余瓦斯的自动放散 得益于前置传感器提供的预警功能，本系统中的自动放散部分有足够的反应时间，依据传感器的参数，自动调节放散阀门开度，排放掉富余瓦斯，实现供给量等于需求量，杜绝因瓦斯浓度过高或总量过大导致的机组“飞车”问题，同时解决了手动放散存在的及时性和准确性问题，降低人工劳动量。 采用本系统的自动放散技术，能够保证按需供给瓦斯，实现低浓度瓦斯发电机组的满载运行，提高机组运行功率，使瓦斯资源得到充分利用，环境污染减少，经济与社会效益大幅提高。 3) 实现空燃比的自动调节 当前业内的共识是当空气与瓦斯的混合比例达到9.5%时天然气的燃烧最为充分。然而因为低浓度瓦斯浓度、压力不稳定等固有特点，市场上现有的控制系统因为滞后性并不能实现对机组空燃比的精确控制。 基于前置的瓦斯浓度传感器，本系统能够预判瓦斯浓度的变化情况，根据机组的需量计算燃气调节阀、空气阀等阀门的调整角度，实现对阀门的精确调控，进而控制进入机组的空气和瓦斯气浓度、流量及压力等数据，保证机组安全平稳运行，避免现有控制系统造成的滞后和不精确等问题，防止发生“飞车”或“紧急停车”等故障。 4）实现应急气源的自动补给 CNG应急气源装置由CNG或LNG气瓶组等部分构成，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。 气瓶内装有高纯度瓦斯，当气源波动至发电机组最低运行条件以下时，系统依据传感器的参数，自动调节应急气源的阀门开度，实现自动补气，保证机组在
煤矿低浓度瓦斯发电技术及经济性研究 摘要：中国煤矿每年排放到空气中的瓦斯占全世界总量的将近1/2[1]。瓦斯是重要的温室气体，也是一种燃料。如果能合理地将瓦斯变废为宝，不仅能够减少温 室效应将多余的电量上网，还能够在一定程度上缓解中国能源紧缺的现状。瓦斯 发出的电可以用于抽取瓦斯，而抽取的瓦斯又能够发电，这就形成了一种良性循环，使这项技术能够快速发展起来。 关键词：低浓度瓦斯；燃气发电；煤矿；安全 引言 煤矿瓦斯的处理方式一般分为3类：高浓度瓦斯采抽进入燃气管线；中浓度 瓦斯经过提纯压缩后应用；低浓度瓦斯一般存在于煤矿乏风中，瓦斯浓度一般在30%CH4以下，可用于燃烧供热和发电用途。就煤矿低浓度瓦斯发电供热技术及 其经济性进行研究，提出应用低浓度瓦斯进行热电联产的必要性，并对其经济性 进行测算。 1用于发电的矿井瓦斯浓度预处理 ①由于煤矿井下含水量多，空气湿度相对较大，所以抽采出的瓦斯气体里含有大量的水蒸气。这些水蒸气不但不能用于发电，还会对发电设备造成一定程度 的损坏。所以必须对抽出的瓦斯气体进行脱水处理。目前比较常用的脱水方法是 冷凝法，就是将抽出的气体温度降低、使水蒸气液化自动与其他气体脱离。 ②由矿井直接抽采出的瓦斯里一般都会含有一些不能燃烧的有害气体，这些气体是不能够用来燃烧发电的。所以需要采用一定的方法将它们分离出去。对于 粉尘，一般是采用过滤方法清除的，而其他的有害气体是利用它们的物理性质来 分离。 ③由于抽采的瓦斯浓度不一样，它们的压力也不一样，而在发电机组里需要瓦斯的压力是一定的，所以在送入之前必须要对瓦斯进行稳压处理以达到所需的 压强。在初始阶段即瓦斯在矿井下刚刚被抽出来的时候，由于矿井下环境条件比 较复杂，直接抽采出的瓦斯混合气体的压力和浓度变化幅度比较大，波动比较强烈，这时将抽采出的瓦斯气体经过均压装置，能够起到稳压的作用，以达到要求 的压强范围，使发电机能够持续高效安全地运行。 ④低浓瓦斯气从矿井抽采出来要经过管路输送到发电站的发电机组，而低浓瓦斯易爆炸，这就要求输送配套安全装置，确保低浓度瓦斯在输送中的安全，常 用的有细水雾低浓瓦斯输送系统、两相流瓦斯输送系统。 2各种发电技术及其特点 2.1内燃机发电技术特点 内燃机能够保持理想燃烧状态的关键技术是能否自动调节燃气和空气进气量 的百分比，一般这个混合气体的浓度保持在6%左右是最为理想的状态。由于矿 井抽采的瓦斯不像汽油等化石燃料一样能够保持稳定的浓度，各种情况的存在使 矿井抽采到的瓦斯在浓度及压力等方面变化比较频繁。这就要求内燃机的控制系 统能够根据瓦斯的实时浓度和空气进行配比，使混合后的气体浓度基本保持在6%左右，该控制技术最适合浓度比较低但是流量很大的瓦斯气体发电。如果混合气 体的浓度不够稳定，内燃机就会在缸内发生爆燃，这种情况最直接的后果就是增 大内燃机发生回火的概率，尤其是当内燃机气缸内的温度超出一定限度后，这个
1、项目概况： 盘县石桥镇鹏程煤矿年产15万吨，有抽排系统，井下相对涌出瓦斯量61方/分，浓度50%以上。根据厂负荷800KW左右，可以上2台500GF1-2RW机组，后期如果负荷增加，或者上网手续办理好后可以再增加机组。 2.项目方案 根据瓦斯浓度本项目方案采用胜利油田胜利动力机械有限公司生产的“胜动”牌500GF1-2RW瓦斯发电机组，该发电机组适用于瓦斯浓度大于30％以上的瓦斯发电。 本方案从“胜动”瓦斯发电机组技术可行性、安全保障、经济可行性等方面，进行建站项目可行性分析论证。 3.瓦斯发电的可行性 内燃机对瓦斯的适应性 胜利油田胜利动力机械有限公司是全国唯一的系列化、专业化燃气机生产企业，燃气机的生产已经有20多年的历史。近几年在瓦斯、煤层气、天然气、石油炼化尾气、焦炉尾气的利用上取得了突破，产品已经在全国各地得到广泛应用。我公司生产的瓦斯发电机组已经在贵州水城、重庆松藻、山西晋城、山西阳泉、安徽淮南、淮北、辽宁阜新、辽宁抚顺等地煤矿成功应用。 瓦斯发电机组针对瓦斯特点设计，采用了数字点火技术、电控技术、增压中冷、稀燃技术等多项国家专利技术和实用新技术，很好地解决了燃烧控制、浓度变化等问题。 瓦斯发电机组应用的技术 煤矿瓦斯抽放过程中，瓦斯的压力和CH 浓度是在不断变化的，胜利油田胜利动力机 4 械有限公司生产的瓦斯发电机组适应瓦斯的变化，具有以下技术特点： 3.2.1空燃比自动调节技术 煤矿抽排瓦斯过程中浓度和压力不稳定,该瓦斯发电机组采用电控混合技术对发动机的空燃比进行实时控制。发动机自动实时监控燃烧状况，由中央控制单元发出指令，执行器调整燃气通道，从而改变燃气进气量，达到自动调节混合比的目的，使发动机空燃比始终保持在理想状态，整个调整过程自动实现。 瓦斯发电机组采用电子控制技术，通过闭环自动调节混合气空燃比，显着提高对燃气浓度变化的适应能力，瓦斯浓度在6%－100％之间变动时，机组都能适应。 3.2.2低压进气技术 针对一些瓦斯压力低的特点，该发电机组采用先混合后增压技术设计使机组对燃气的 O以上即可达到机组的使用条件，不需要压力要求较低，只需要燃气进气压力达到300mmH 2 增加加压装置，减少投资。未采用此技术的国内其他厂家的发电机组需要增加加压装置，这样不仅增加了投资，同时也增加了机组故障点、安全隐患，并消耗了电力。 3.2.3稀燃技术
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瓦斯发电站动火安全技术措施 一、施工概况： 由于瓦斯发电站新增2台发电机组，现需对延伸的进气管路、进水管路、排气管路、发电机组架进行焊接，为保证施工安全、顺利进行，特编制本措施。 二、现场施工负责人:王丰华、刘志东（大坤科技有限公司） 三、安全负责人：王丰华、刘志东 四、施工安全监督人：李民（五凤矿） 五、施工时间：2014年5月14日-5月21日 六、施工地点：瓦斯发电站 七、施工前准备工作： 1、施工前准备好氧气、乙炔、焊机、焊线、焊条等焊接器材。 2、施工前，将各种工器具运送至施工地点。 3、施工前准备好灭火器、消防桶等安全器材并将水管连接到施工地点。 4、组织施工人员学习本措施并签字并由施工安全负责人布置施工重点及安全注意事项。 八、施工步骤： 1、施工前半小时，停止瓦斯发电机组运行，由准确通知要明确通知瓦斯抽放泵站打开对空排放阀，将瓦斯对空排放，关闭通往瓦斯发电站的阀。 2、施工负责人确认施工工具、消防设及人员到位后，安全负责人确认安全后汇报调度室准备开始施工。 3、在得到调度室同意后，瓦斯检查员检查现场瓦斯浓度，在瓦斯 第 2 页共 5 页
浓度低于0.5%后方能通知专业持证施工人员开始气割、焊接，施工人员在接到主要负责人通知施工气割、焊接指令后，方可按照技术措施进行施工，施工负责人和瓦检员要时刻注意检测施工现场瓦斯浓度的变化。 4、按照施工要求对需要切割和焊接的地方进行切割、焊接。 5、焊接完成后，敲掉焊渣，检查焊接情况，确认焊接是否牢固。 6、确认所有工序完成之后，由安全负责人和施工负责人检查管路焊接情况，确认一切正常后汇报调度室完成情况。 7、安全负责人确认一切正常后，请示调度室是否可以开机。 8、得到调度室许可后，按照操作规程开启瓦斯发电机组。 9、待瓦斯发电机组运行正常后，施工人员收拾工器具，打扫施工现场卫生，离开施工现场。 九、施工安全保证措施: 1、焊接施工前所有参加施工人员都必须认真学习本措施，做到责任明确措施落实，未学习者不得进入施工现场，焊接时要由专职电焊工持证操作。 2、除持证焊接人员可带火之外，其余人员一律不得带易燃易爆物品、电子产品、不得穿化纤衣服进入施工现场。 3、焊机在没有接到操作负责人的指令前不得擅自使用，且必须严格检查其完好性，任何时候出现问题都必须停止作业，及时上报并处理，只有经过严格的检验合格后才能使用。 4、施工负责人必须随身携带瓦斯便携仪随时注意检查工作现场的瓦斯浓度，当瓦斯超过0.5%以上时要立刻停止作业，及时汇报并查找原因。所有现场施工人员都必须听从施工主要负责人的统一指挥，只有在施工负责人确认安全的情况下才能焊接施工。 第 3 页共 5 页
浅谈如何确定煤矿瓦斯发电项目装机容量 浅谈如何确定煤矿瓦斯发电项目装机容量 【摘要】本文笔者以某新建矿井为例，通过对资源储量、瓦斯抽采方法和抽放量预测数据进行分析，确定燃机装机容量，并结合矿井供热热负荷和供热参数，合理配置余热利用发电系统。 【关键词】煤矿瓦斯；投放量预计；发电项目装机容量 一、瓦斯抽放系统和抽放量预计 （一）矿井瓦斯涌出量 矿井瓦斯抽放初步设计中矿井瓦斯涌出量预测和矿井瓦斯抽采设计按瓦斯含量最大值33.66m3/t计算。按瓦斯含量最大值 33.66m3/t、瓦斯含量平均值22.97m3/t和平均含量经地面预采后降低20%的数值18.37m3/t。 （二）瓦斯抽采方法 1、千米定向钻机区域性瓦斯抽采 该矿井工作面瓦斯涌出量大，周边矿井同一煤层为煤与瓦斯突出煤层，为了确保安全生产并提高工作面瓦斯抽采效果，实现工作面的顺利接续生产，设计由首采面下方的底板瓦斯抽采岩巷向首采面和接续采煤工作面范围内施工区域性预抽钻场，利用千米定向钻机布置瓦斯抽采钻孔，进行区域性瓦斯抽采，预抽时间12个月以上，全面预抽后再进行首采面和首采面接续面的掘进和采煤工作，并优先掘进预抽后的接续面顺槽，便于在顺槽内施工下一组区域预抽钻孔。 2、掘进工作面瓦斯抽采 掘进工作面抽采瓦斯方法主要为利用巷道两帮的卸压条带，向巷前方施工抽采钻孔进行瓦斯抽采，在掘进巷道两侧打钻场，在钻场及贯眼和掘进巷道正前方内布置钻孔进行提前抽采。 3、半封闭采空区瓦斯抽采 半封闭采空区是指回采工作面后方的、工作面回采过程中始终存在、并且随着采面的推进范围逐渐增加的采空区。当采空区积存和涌出瓦斯较大时有可能使盘区总回风流瓦斯处于超限状态，特别是当顶
晋瓦斯气发电厂 瓦斯燃料锅炉外排烟气湿法脱硝项目 （氨法脱硝工艺） 初 步 设 计 方 案 书 湖南湘牛环保实业有限公司 工程设计证书等级：甲级编号：A143001778 2011-2
编制及审核人员： 单位：湖南湘牛环保实业有限公司 项目负责人：罗建国（高级工程师） 审核：戴慧敏（高级工程师） 编制：罗建国（高级工程师） 工艺：罗建国（高级工程师） 给排水：郑宇其（高级工程师） 电气：周辉军（工程师） 结构：罗建国（高级工程师） 概预算：肖骞（造价师） 工程设计证书等级：甲级编号：A143001778 二0一一年二月
目录 前言 (4) 1. 概况 (4) 1.1建设项目概况 (4) 2. 设计依据及原则 (4) 2.1脱硝方案的选择....................................................................... 错误！未定义书签。 2.2设计原则 (5) 3. 设计、供货范围及设计接口 (7) 3.1设计、供货范围 (7) 3.2设计接口 (7) 4.工艺设计方案 (8) 4.1氨液脱硝反应原理................................................................... 错误！未定义书签。4.2脱硝系统物料计算表............................................................... 错误！未定义书签。 4.3工艺流程简述........................................................................... 错误！未定义书签。 5. 分系统介绍 (10) 6脱硝装置运行的经济分析.................................................................... 错误！未定义书签。 6.1脱硝装置年经济指标 ............................................................. 错误！未定义书签。6.2结论及说明 . (23) 7售后服务承诺书 (23)
目录 第一章概述 (1) 1.1项目概况 (1) 1.2编制依据 (3) 1.3项目建设的必要性 (4) 1.4研究范围 (9) 1.5主要技术设计原则 (10) 1.6工作简要过程 (10) 第二章燃料供应及供应方式 (12) 2.1燃料供应 (12) 2.2瓦斯供应方式 (16) 第三章机组选型和规模确定 (18) 3.1低浓度瓦斯利用工艺技术方案选择 (18) 3.2燃机设备选型 (20) 3.3低浓度瓦斯发电机组的系统组成 (23) 3.4建设规模的确定 (24) 3.5发电系统流程 (24) 3.6主要技术经济指标 (25) 第四章电力系统 (27) 4.1电网现状 (27)
4.2电力接入系统 (27) 4.3电气主接线 (28) 第五章站址条件 (29) 5.1选址概述 (29) 5.2站址自然条件 (30) 5.3站址选择意见 (32) 第六章工程设想 (33) 6.1总图 (33) 6.2热机系统 (35) 6.3瓦斯输送系统 (38) 6.4水工部分 (43) 6.5电气部分 (47) 6.6热控 (53) 6.7建筑结构 (56) 6.8采暖、通风与空气调节部分 (58) 第七章环境卫生 (59) 7.1环境现状 (59) 7.2采用的环境保护标准 (60) 7.3瓦斯发电环境影响分析 (62) 7.4瓦斯利用污染防治基本原则 (65) 7.5污染防治措施 (66)
7.6环保管理、监测及投资 (68) 7.7项目的环境效益 (69) 7.8结论和建议 (69) 第八章消防专篇 (70) 8.1概述 (70) 8.2火灾爆炸危险性分析 (71) 8.3总平面布置与交通安全要求 (72) 8.4建筑物及构筑物要求 (73) 8.5消防给水和站区消防措施 (73) 第九章劳动安全与工业卫生 (78) 9.1职业危害 (78) 9.2安全卫生规程及标准 (78) 9.3主要危害因素分析 (79) 9.4主要防范措施 (79) 9.5劳动安全卫生机构设置与人员配备 (85) 9.6预期效果及建议 (85) 第十章节约能源及原材料 (87) 10.1用能标准及节能规范 (87) 10.2节约能源的措施 (88) 10.3节能减排效果分析 (90) 第十一章劳动组织与定员 (94)
文件编号：RHD-QB-K7876 （解决方案范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 瓦斯发电站动火安全技术措施标准版本
瓦斯发电站动火安全技术措施标准 版本 操作指导：该解决方案文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 一、施工概况： 由于瓦斯发电站新增2台发电机组，现需对延伸的进气管路、进水管路、排气管路、发电机组架进行焊接，为保证施工安全、顺利进行，特编制本措施。 二、现场施工负责人:王丰华、刘志东（大坤科技有限公司） 三、安全负责人：王丰华、刘志东 四、施工安全监督人：李民（五凤矿） 五、施工时间：20xx年5月14日- 5月21日
六、施工地点：瓦斯发电站 七、施工前准备工作： 1、施工前准备好氧气、乙炔、焊机、焊线、焊条等焊接器材。 2、施工前，将各种工器具运送至施工地点。 3、施工前准备好灭火器、消防桶等安全器材并将水管连接到施工地点。 4、组织施工人员学习本措施并签字并由施工安全负责人布置施工重点及安全注意事项。 八、施工步骤： 1、施工前半小时，停止瓦斯发电机组运行，由准确通知要明确通知瓦斯抽放泵站打开对空排放阀，将瓦斯对空排放，关闭通往瓦斯发电站的阀。 2、施工负责人确认施工工具、消防设及人员到位后，安全负责人确认安全后汇报调度室准备开始施
工。 3、在得到调度室同意后，瓦斯检查员检查现场瓦斯浓度，在瓦斯浓度低于0.5%后方能通知专业持证施工人员开始气割、焊接，施工人员在接到主要负责人通知施工气割、焊接指令后，方可按照技术措施进行施工，施工负责人和瓦检员要时刻注意检测施工现场瓦斯浓度的变化。 4、按照施工要求对需要切割和焊接的地方进行切割、焊接。 5、焊接完成后，敲掉焊渣，检查焊接情况，确认焊接是否牢固。 6、确认所有工序完成之后，由安全负责人和施工负责人检查管路焊接情况，确认一切正常后汇报调度室完成情况。 7、安全负责人确认一切正常后，请示调度室是
兰花大宁瓦斯发电厂 一、工艺流程 常规电厂 1、电能产生的过程 生物能（植物化石）—热能—蒸汽内能—机械能—电能 2、燃料：煤粉/煤矸石；工作介质：水蒸汽 主要设备：球磨机/破碎机、锅炉、汽轮机、发电机、并网设备、保护设备、控制设备。 3、锅炉：锅炉是由锅和炉两部分组成。 4、锅：指汽包、水冷壁（管子）、联箱/集箱等设备组成； 5、炉：就是炉膛（燃烧的地方） 6、画图简介 7、4、汽轮机:画图简介 瓦斯发电厂 1、电能产生过程：生物能—热能—机械能—电能 2、燃料:瓦斯气/煤层气（CH4）、工作介质：高温空气 主要设备：气柜、预处理设备、燃气内燃机、发电机 辅助设备：余热锅炉、汽轮机、发电机 3、气柜：分干式气柜和湿式气柜，它们区别就是密封介质不同。 干式气柜的密封介质：麻绳和油；湿式气柜的密封介质：水。 4、预处理设备：除尘设备（过滤器）、除湿设备（冷干机）、增压设备（罗茨风机） 5、内燃机 利用图简介 6、余热锅炉：利用燃机燃烧后的尾气，产生过热蒸汽，推动汽轮机旋转， 汽轮机再带动发电机转子旋转，定子切割磁力线产生电能。 画预热锅炉简图 7、全厂工艺流程： 二、预处理 设备工作原理及工艺流程 预处理设备组成及作用 设备组成 补液泵、冷却水箱、循环水泵、制冷机组、初级过滤器（50微米）、换热器、罗茨风机、精密过滤器（1微米）、阻火器、瓦斯储气罐。 1、补液泵：为换热机组的冷却循环水进行补水。 2、冷却水箱：冷却循环水进行补水的临时存储容器。 3、循环泵：保持换热机组用冷却循环水不间断的进行循环吸热。 4、冷却机组：冷却换热机组的循环水。 5、过滤器：过滤瓦斯气中的粉尘等杂质。 6、换热机组：冷却瓦斯气。 7、阻火器：防止回火。
瓦斯发电站项目可行性研究报告（用途:发改委甲级资质、立项、审批、备案、申请资金、节能评估等） 版权归属：中国项目工程咨询网 https://www.doczj.com/doc/bf7405578.html,
《项目可行性研究报告》简称可研，是在制订生产、基建、科研计划的前期，通过全面的调查研究，分析论证某个建设或改造工程、某种科学研究、某项商务活动切实可行而提出的一种书面材料。 项目可行性研究报告主要是通过对项目的主要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会影响进行预测，从而提出该项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，为项目决策提供依据的一种综合性的分析方法。可行性研究具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。 《瓦斯发电站项目可行性研究报告》主要是通过对瓦斯发电站项目的主要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对瓦斯发电站项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会影响进行预测，从而提出该瓦斯发电站项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，为瓦斯发电站项目决策提供依据的一种综合性的分析方法。可行性研究具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。 《瓦斯发电站项目可行性研究报告》是确定建设瓦斯发电站项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建瓦斯发电站项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投资管理中，可行性研究是指对拟建瓦斯发电站项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。 北京国宇祥国际经济信息咨询有限公司是一家专业编写可行性研究报告的投资咨询公司，我们拥有国家发展和改革委员会工程咨询资格、我单位编写的可行性报告以质量高、速度快、分析详细、财务预测准确、服务好而享有盛誉，已经累计完成6000多个项目可行性研究报告、项目申请报告、资金申请报告编写，可以出具如下行业工程咨询资格，为企业快速推动投资项目提供专业服务。
低浓度瓦斯发电机组执行的标准 1燃气机组制造、检验所执行的标准 GB/T2820－1997 往复式内燃机驱动的交流发电机组 GB/T1859－2000 内燃机噪声功率级的测定、准功率法 GB/T6702－2000 往复式内燃机性能 GB/T14024－1992 内燃机电站无线电干扰特性的测量方法及允许值、传导干扰GB 3100－1993 国际单位制及其用法 IEC 60079 爆炸性气体环境用电器设备 ISO 3046 往复式内燃机性能 ISO 8178 往复式内燃机废气排放测定 ISO 8528 往复式内燃机驱动的交流发电机组 JB/T9583.1-1999 气体燃料发电机组通用技术条件 2主要原材料采用标准 Q/ZC 56003-92 300球铁曲轴验收技术条件 Q/ZC 56005-89 300铌缸套验收技术条件 Q/ZC 56013-89 300活塞 Q/ZC 56069-2001 柴油机锻钢件（连杆、主要螺栓等） Q/ZC 56044.1-2001 柴油机灰铸铁件（机体、机座等） Q/ZC 56044.3-2005 柴油机蠕墨铸铁（缸盖等） 3 瓦斯输送执行的标准 GB 50028-93 城镇燃气设计规范 GB 50251-2003 输气管道工程设计规范 GB 50183-2004 石油天然气工程设计防火规范 GB 50257-96 电气装置施工及验收规范 GB 50235-1997 工业金属管道工程施工及验收规范; GB 50316-2000 工业金属管道设计规范 GB 50275-98 压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范 GB 16808—1997 可燃气体报警控制器技术要求和试验方法 GB 6222—86 工业企业煤气安全规程 GB 15630—1995 消防安全标志设置要求
煤矿瓦斯发电技术的研究与应用 发表时间：2018-12-24T16:06:55.267Z 来源：《电力设备》2018年第23期作者：李定远1,2 陈堂贤1 吴卓璠2 [导读] 摘要：随着我国经济的发展，对能源的需求也不断的增大，电力行业在国家的重视下不断的发展壮大。 （1.三峡大学湖北宜昌市 430074；2.国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司湖北武汉 430000） 摘要：随着我国经济的发展，对能源的需求也不断的增大，电力行业在国家的重视下不断的发展壮大。但是正因为电力能源对我国发展的重要性，在电力系统行业中电力企业之间的竞争也越来越明显，为了能够使得电力企业在电力行业中的竞争力加强，这就要求电力企业在发展优化现有发电技术的基础上，研究新的发电技术。本文将从煤矿瓦斯发电技术来进行分析和研究，论述煤矿瓦斯的应用和研究方向。 关键词：煤矿瓦斯发电技术；电力能源；新型发电技术 一、煤矿瓦斯的发电意义 1.1煤矿瓦斯对我们生活的影响 煤矿瓦斯又叫煤层气，这种气体对于我们人类来说危害十分巨大，我们可以把它的危害分为以下两个方面： 1.1.1瓦斯有爆炸燃烧的风险 煤层气的主要成分是甲烷，甲烷在空气中的浓度达到5%－16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。国内煤矿矿难70％~80％都是由瓦斯爆炸引起的，给人民群众生命财产造成了重大损失。国务院办公厅出台了文件，提出瓦斯“必须坚持先抽后采、治理与利用并举的方针”，规定“煤层中吨煤瓦斯含量必须降低到规定标准以下，方可实施煤炭开采”。 1.1.2瓦斯对于环境的危害巨大 瓦斯属于不可排放气体，若直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对臭氧层的破坏力是二氧化碳的7倍。我们在进行煤矿的开采中难免会造成瓦斯的排放，瓦斯排放到大气中将会增加空气的污染，这种污染给我们的生态环境带来威胁。 1.2瓦斯的资源储存量 我国陆上煤层气资源量36.8万亿立方米，与陆上常规天然气资源量（38万亿立方米）相当，仅次于俄罗斯和加拿大。但是我国对于瓦斯的利用还不够到位，大量的瓦斯因为没有合理利用和保护造成了瓦斯的泄露事故，排放到大气环境中，给我们的生活带来了危害，也不利于瓦斯资源的保护，造成能源的浪费。煤矿瓦斯分高浓度瓦斯和低浓度瓦斯，高浓度瓦斯是指瓦斯浓度大于30%的瓦斯，低浓度瓦斯是指瓦斯浓度低于30%的瓦斯，我国煤矿60%以上的瓦斯是低浓度瓦斯。 二、瓦斯在现代生活中的利用 根据调查显示，2015年，煤矿瓦斯抽采量136亿立方米、利用量48亿立方米，全国煤矿瓦斯利用率仅为35.3％。煤矿瓦斯按所含甲烷浓度分为四大类：一类是地面抽采的煤矿瓦斯，甲烷浓度大于80%，主要用于民用、汽车燃料、发电等；二类是煤炭开采过程抽排出，甲烷浓度在30%至80%之间的瓦斯，称为高浓度煤矿瓦斯，主要用于民用、化工、发电、燃烧等；三类是煤炭开采过程中抽排出来，甲烷浓度大于或等于3%且小于30%的，称为低浓度瓦斯，用于发电；四类是煤矿通风系统中排出的甲烷浓度低于1%的，称为“通风瓦斯”，直接放散。 我国瓦斯的利用率不高，这也给瓦斯的防治工作带来挑战。我国未来应该加强瓦斯的普及工作以及利用工作，鼓励通过民用、CNG、LNG、浓缩、发电、乏风瓦斯氧化等方式，实现煤矿瓦斯安全利用、梯级利用和规模化利用。 瓦斯发电是主要利用瓦斯作为燃料，通过蒸汽轮机、燃气轮机或者燃气内燃机做功发电。煤层气发电可以使用直接燃用煤层气的往复式发动机和燃气轮机，也可用煤层气作为锅炉燃料，利用蒸汽发电。将瓦斯内部的热能转化为电能，瓦斯的发电热效率比较好，并且发电以后没有任何废渣的残留，属于有效的清洁能源。对于甲烷浓度超过30%的高浓度的煤矿瓦斯，无论是民用或发电，都有很好的利用方式及利用率。而对于甲烷浓度小于30%的煤矿瓦斯，进行煤矿瓦斯发电是最好的利用方式。尤其是我国，60%以上的瓦斯是低浓度瓦斯，因此，需要我们做好低浓度瓦斯发电的技术研究和项目建设工作。 三、瓦斯发电项目的问题 瓦斯发电项目的主要难点是根据实际情况如何选择合适的发电技术方案，以保证瓦斯发电项目在社会效益和环境效益等基础上，取得最大化的经济效益。主要体现在以下几个方面： 3.1发电机组的选型及装机容量的确定 瓦斯的质量及含量决定着瓦斯发电项目技术方案的选择。在进行瓦斯发电电站建设之前应该先对煤矿中瓦斯的含量进行测评，以此来确定煤矿中瓦斯的浓度以及特性，再根据这些数据来作出最适合的方案，来为瓦斯的生产带来最为科学的依据。 目前，燃气内燃发电机组是最高效的瓦斯发电机组型式。对于浓度超过30%的煤矿瓦斯，进口高浓度瓦斯内燃发电机组是比较合适的选择。虽然进口发电机组一次性资金投入较高，但进口发电机组的发电效率、检修时间、年运行小时数等都优于国产机组。而对于浓度低于30%的低浓度煤矿瓦斯，因国外低浓度瓦斯发电机组较少，国产品牌更具优势。 与此同时，瓦斯发电项目的装机容量也是影响项目效益的一个关键因素。如果装机容量过大，会造成投资过大，设备闲置、利用率低，降低项目的经济效益；反之如果装机容量过小，会造成瓦斯资源浪费，如果没有对浪费的瓦斯进行处理，更会造成环境污染等问题。因此，装机容量需要对煤层中甲烷含量、瓦斯抽采工艺、煤矿开采进度等因素进行综合考量，选择合适的装机容量来确保项目的经济效益。 3.2瓦斯气源的处理 燃气内燃发电机组对瓦斯浓度、湿度、含尘粒度、温度、压力等都有一定要求，瓦斯品质的好坏，直接影响机组的发电效率，检修周期和使用寿命。 瓦斯成分对于瓦斯发电机组的影响十分巨大，所以发电机组的选择必须建立在对瓦斯成分准确掌握的基础上。尤其是从国外进口的发电机组对于瓦斯的性质要求十分严格，因此需要对瓦斯气源进行复杂的处理，以此满足进口发电机组对气源参数的要求。虽然国内生产的发电机组对于瓦斯的特性要求没有进口那么严格，但是如果不对瓦斯气源进行处理，难免会影响机械的使用年限，也不利于项目实现高效