低浓度瓦斯发电技术
伴随着煤炭资源的勘探和开采，煤矿瓦斯作为伴生资源被大量发现。煤矿瓦斯按所含甲烷浓度分为四大类：一类是地面抽采煤层气，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25%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抽排出，甲烷浓度＜25%的，称为低浓度瓦斯，目前小部分用于发电，大部分直接排空；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。
1.1低浓度瓦斯发电条件
低浓度瓦斯发电必须解决两个问题：一是发电机组要适应瓦斯浓度和压力的变化要求；二是要有安全的瓦斯输送系统，保证安全发电。
1.2.3 500GF1-3RW瓦斯发电机组主要技术特点
1.2.3.1空燃比自动调节技术
通过计算机实现发动机空燃比闭环控制，对于低浓度瓦斯，设计大口径瓦斯进气通道。瓦斯与空气分别由电动蝶门进行控制。当CH4的浓度变化时，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，整个过程自动实现。无空燃比自动调节技术的机组理论上不能应用于瓦斯发电，实践
也证明没有空燃比自动调节技术的机组国内没有成功使用的案例。此项技术是我公司的发明专利。
1.2.3.2 低压进气技术
针对抽排瓦斯压力低的特点，机组采用瓦斯与空气先混合后增压技术适应煤矿瓦斯压力低的特点。该技术的应用，可实现直接应用煤矿抽排瓦斯发电的目的。瓦斯压力到调压阀前达到3kPa以上就可以达到使用条件，不需要增加加压装置，减少投资。未采用此技术的机组需要加压装置，增加了投资;同时低浓度瓦斯压力升高时，爆炸极限迅速变宽，增加了安全隐患，消耗了电力，降低了发电效益。1.2.3.3 稀薄燃烧技术
通过合理匹配配气系统，利用自主知识产权的新概念燃烧室技术和缸温控制技术，共同实现稀薄燃烧，降低热负荷，提高了机组对燃气的适应性和机组的热效率，其动力性和可靠性大大提高。未采用此技术的机组，机组容易爆震，同时对燃气的潮湿性较为敏感，表现为点火困难或点火不连续，直接影响机组运行的可靠性。
1.2.3.4 防回火技术
公司针对低浓度瓦斯的特点，研制了金属波纹带瓦斯管道专用的阻火器，用于发动机的三处阻火点，防止发动机回火。此专用阻火器通过了国家消防总局的批准。
1.2.3.4 数字点火技术
该技术为胜利动力机械有限公司专利技术，点火系统与美国ALTRONIC公司的产品配套使用，通过在世界范围内的使用证明：该系统具有较高的可靠性，尤其适用于大功率机组，保证燃气燃烧充分，机组可靠运行。此点火系统尤其适合多缸机型，使每个气缸都能在最佳状态工作，发挥机器的最佳性能。
1.2.3.5电子调速技术
选用美国WOODWARD电调系统，该系统是当前世界最先进的大功率调速系统，经过20多年燃气机研发经验和国内外机组的使用验证，该调速系统的使用性能优越，具有高稳定性和反应快速等优点，适合多台机组并车或并网时使用，可达到精确的速度控制，使机组调速率稳定。
1.2.3.6 TEM(工控计算机)技术
利用TEM（工控计算机）系统对瓦斯浓度、发动机缸温、排温、混合器转角、监控仪测量参数、电量参数进行采集记录与故障报警，并能自动调节混合器控制阀开度，使机组始终处于最佳工作状态。进气总管装甲烷传感器，符合煤矿防爆要求。TEM系统还可以根据用户的需要实现信息远传和远程监控。
1.3.1机组本身的安全性
500GF1-3RW瓦斯发电机组在设计时充分体现了最初的设计原则，充分考虑瓦斯气体的易燃、易爆性，尤其低浓度瓦斯。机组本身具有多种安全保护装置：
短路保护：利用主回路低压断路器的延时脱扣器做短路保护电器，动作电流整定8-10倍额定电流。
过电流保护：利用机组上的过流继电器检测过流信号，按照发电机额定电流的1.25倍整定。
欠压保护：在主回路低压断路器装设失压脱扣器，当发电机电压低于50%—60%额定电压时，使主断路器分闸。
逆功率保护：采用反时限逆功率保护机组，并联运行时发生
5%-15%额定功率的逆功率时，10s内逆功率保护装置使主断路器分闸。
发电机热保护：定子温度超过145℃，发出声光预告报警信号，超过155℃使主断路器分闸。
TEM保护系统：交流电流表、电压表、功率表、功率因数表、频率表、电能表、转速表、运行时间累计表及相应配套的电流互感器、电压互感器、测量转换开关；燃气机的进口气压、水温及排烟温度、油温、机油压力、缸温、同期测量仪表及同期控制设备、运行状态预告、故障报警信号、水温、油温过高报警。
发动机的状态信号：润滑油压过低、超转速故障报警并停车。
1.3.
2.1细水雾输送系统流程
瓦斯经过水位自控式水封阻火器和金属波纹带瓦斯管道专用阻火器，进入瓦斯输送管道。与瓦斯输送管道并行的输水管内的水由水泵加压，通过水雾发生器在瓦斯输送管道内连续成雾。细水雾与瓦斯在管道内混合输送。细水雾凝结,经脱水器脱水后循环使用。
1.3.
2.2 湿式水位自控组火器
阻火器由雷达液位计、水封阻火罐、水位自动监控系统、工控机等部分组成，实现水封阻火罐水面的全自动监控。雷达液位计测量水封水位，并将信号传给监控系统；水位监控系统判断水位高低，按程序设定适时放水或加水。工控机用于实现水封阻火罐的模拟控制及参数的设置。
1.3.
2.3金属波纹带瓦斯管道专用阻火器
在瓦斯输送管道上装有瓦斯专用阻火器，能够有效阻止管道内火焰的传播，保证瓦斯输送安全可靠。阻火原理是基于火焰冷壁淬熄现象,火焰以一定速度进入阻火芯狭缝时，反应活化中心的自由基和自由原子与冷壁相碰撞放出其能量，反应区的热量流向冷壁边界。火焰面达到一定距离时，开始形成熄火层，自由基越来越少直到没有，火焰熄灭。
1.3.
2.4 细水雾灭火技术
在瓦斯输送过程中，细水雾与瓦斯混合均匀，并以一定的速度流动，长期、连续地形成细水雾。其灭火机理是：细水雾在汽化的过程
中，从燃烧物表面吸收大量的热量，从而使燃烧周围温度迅速降低，当温度降至燃烧临界值以下时，热分解中断，燃烧随即终止。细水雾在输送过程中，可以防止因静电而产生电火花，引起火焰传播。1.3.2.5循环脱水技术
脱水器由旋风脱水和重力脱水串联实现，设置在瓦斯发电机组前端，每台发电机组分别配备一套脱水器。旋风和重力脱水装置上分别设置弹簧自复位式防爆门，出厂时弹簧开启压力设置完成。脱水器脱出来的水由水泵加压循环使用。
1.3.
2.6瓦斯输送系统压力控制技术
为保证煤矿水环真空泵的安全运行和整个输送系统工作在设定的压力范围内，在输送系统的主管道上设置一个瓦斯安全放散器。当输送系统管道压力增高时，内套水面下降，外套水面上升；当内套水面下降到露出内套下沿时，瓦斯便通过水溢出排空。系统压力可通过改变放散器内的水量来调整。通过液位变送器可实现计算机远程控制。瓦斯的排空是通过水而放散到空中的，因此放散器能够将外部可能存在的火源与系统内瓦斯隔离，实现安全放散。
1.3.
2.7细水雾输送监控技术
通过采集细水雾输送的相关参数，实现运行参数实时显示，对超限参数进行报警，并自动控制输送系统执行相关操作，有效的保证输送系统的安全可靠性，同时具有历史数据存储、查询和打印功能。
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。
低浓度瓦斯输送、利用、排空安全技术措施 审批签名表
由于我矿瓦斯抽采浓度基本都在30%以下，为保障低浓度瓦斯输送、利用、排空的安全，特制定以下安全保障措施，希相关单位严格按措施执行。 一、基本要求 1．在管道输送系统中靠近可能的火源点（发电机组、地面排空管口、自燃等）附近管道上，安设安全保护设施，确保管道输送安全。 2．在发电瓦斯输送管道系统中安设防逆流装置，防止抽采泵突然停泵而出现回流。 3．管道输送系统中不设置缓冲罐。 4．加压设备选择湿式压缩机。 5．抽采设备应选择湿式抽采泵。 6．正压输送时，输送压力不宜超过20kPa。 7．安设段管道及附件应能承受正压2.5MPa的压力，其它管道及附件应能承受正压1.0MPa、负压0.097MPa的压力。 8．管路安设尽量选用金属管道。 9．地面瓦斯输送管道采用埋地敷设，在管道进、出建筑物100m 范围内，应每隔25m左右接地1次，其接地电阻不应大于20Ω。 二、安全设施 （一）内燃机瓦斯发电用管道输送要求 1、在瓦斯发电用低浓度瓦斯管道输送安全保障设安设阻火泄爆、抑爆、阻爆三种不同原理的阻火防爆装置。阻火泄爆装置选择水封阻火泄爆装置，抑爆装置可选择自动喷粉抑爆装置、细水雾输送抑爆装
置和气水二相流输送抑爆装置中的一种，阻爆装置选择自动阻爆装置。 2、监控用火焰、压力传感器安装在支管上脱水器的两侧。火焰传感器位于脱水器与发电机组之间，距离脱水器2m～3m；压力传感器位于脱水器与分管之间，距离脱水器1m～2m。 3、水封式阻火泄爆装置的安设位置距最远端支管的距离（沿管道轴向）应小于30m。 4、水封式阻火泄爆装置应能自动控制水位，确保其有效阻火的水封高度。 5、抑爆装置选用自动喷粉抑爆装置时，其安设位置距离最近的火焰传感器的距离（沿管道轴向）为40m～50m；选用细水雾输送抑爆装置或气水二相流输送抑爆装置时，其安装始端距水封阻火泄爆装置的距离不大于3m。 6、自动阻爆装置距抑爆装置末端的距离不大于10m。 7、安全保障设施任一装置的运行参数不能满足安全要求时，应能实现自动报警，并在3 分钟内关停发电机组，同时打开瓦斯排空管。 8、安全保障设施安设段管道内径不大于500mm。 （二）地面瓦斯排空要求 1、抽出的低浓度瓦斯不利用时，其地面排空管路应安设阻火泄爆、抑爆两种不同原理的阻火防爆装置。阻火泄爆装置宜采用水封式阻火泄爆装置，抑爆装置宜采用自动喷粉抑爆装置。 2、自动喷粉抑爆装置监控用火焰传感器安装在排空管上，距排
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
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。
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
仅供参考[整理] 安全管理文书 瓦斯发电站动火安全技术措施 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共5 页
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
基于煤矿低浓度瓦斯发电现状的改进对策 摘要:利用煤矿坑道中排出的瓦斯气体进行发电即符合能源的综合利用又符合清洁能源的开发事宜。因此,瓦斯发电在煤矿区域被大量应用。在应用的过程中随着时间的推移,坑道中的瓦斯含量会逐年下降,当降到30%以下时则无法满足瓦斯发电的需求进而造成了能源的浪费。本文总结前人研究的结果,结合本人的工作经验从瓦斯的贮存浓缩以及发电机组的改进两个方面讨论低浓度瓦斯的发电利用。 关键词:低浓度瓦斯;发电效率;机组改进;瓦斯发电的智能化 一、引言 瓦斯发电在我国被广泛的使用,大型煤矿区域对瓦斯的开采以及排放均十分的重视。又研究表明瓦斯发电所提供的电能不仅能够供应矿区的全部能源消耗还可以为附近电网提供清洁的、低价的能源。但是,在实际的操作过程中瓦斯发电机组对瓦斯的浓度要求高于30%,随着时间的推移煤矿瓦斯的浓度往往会低于这个标准。当低于这个标准后则表现为发电效率的低下,甚至缺失。并造成二次污染,严重的威胁了煤矿的用电安全以及周边环境的安全。前人往往采用人为添加的方式对瓦斯进行浓度的增幅,这样既增加了使用成本还造成了运输成本的提高,不利于绿色能源的开发。本文以瓦斯当地贮存浓缩以及对发电机组改进的方式来提高对低浓度瓦斯的利用效率,进而达到提高发电效率。希望为今后的研究提供理论基础。 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10%。并且还存在下降的趋势,根据估算,这
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
低浓度瓦斯综合利用技术研究 发表时间：2016-12-12T14:13:07.460Z 来源：《基层建设》2016年25期9月上作者：牛楠 [导读] 摘要：低浓度瓦斯的综合利用在技术上与经济上均具有可行性，且符合国家能源产业发展方向，提高了矿井抽采积极性，提升了矿井安全性。 淮南矿业集团瓦斯利用分公司安徽省淮南市 232001 摘要：低浓度瓦斯的综合利用在技术上与经济上均具有可行性，且符合国家能源产业发展方向，提高了矿井抽采积极性，提升了矿井安全性。 关键词：低浓度；瓦斯综合利用；技术 一、装机形式的确定 某煤矿抽采总量在 25 m3 / m i n 左右，其中高负压抽采瓦斯量约 13 m3 / m i n，浓度约为 15% ；低负压抽采瓦斯量约 12 m3 / m i n，浓度约为 5% ，掺混后瓦斯浓度约为 12% ，考虑到抽采系统瓦斯抽采纯量和抽采浓度变化幅度比较大，采用高、低负压抽采瓦斯，掺混后全部采用国产低浓度瓦斯内燃发电机组。国内低浓度瓦斯发电机组热耗一般为 11. 0kW· h，甲烷热值约 35. 5 M J/Nm3 ，总装机容量 4 357 kW 。考虑到现阶段瓦斯流量和浓度都不稳定，所以取10% 的富余系数，本次装机按约 4 200 kW 考虑，并适当预留扩建余地。目前在我国运行或安装的国产瓦斯发电机组，主要有 500、700 和 1 000、1200 kW 几种机型，各种机型均适合本瓦斯发电项目。根据万峰煤矿瓦斯抽采站抽采量、瓦斯浓度、瓦斯气热值等条件，根据目前国内利用瓦斯气发电技术应用的现状，本设计对单机容量为 700 和 1000 kW 两种机型进行方案对比：方案一为 4 台 1000 kW 低浓度瓦斯发电机组；方案二为 6 台 7 00kW 低浓度瓦斯发电机组。两个方案技术经济比较见表 1。 二、低浓度瓦斯的输送 1、输送系统工艺流程 根据目前的瓦斯浓度和抽采量以及今后扩建的需要，瓦斯抽采站出口至瓦斯发电站厂区布置 2 根DN500 的瓦斯输送管道，经约 160 m 的距离到达瓦斯发电机组进口，其机组进口压力不小于 2 500 Pa（按瓦斯输送速度不大于 12 m / s），满足机组调压阀前对瓦斯的压力要求。当抽出的瓦斯浓度高于 9% 时燃气机组能安全稳定运行，为保证输送瓦斯浓度在要求的范围内，在瓦斯发电站进掺混装置后，设置瓦斯浓度检测装置，当掺混瓦斯浓度小于 9% 时自动打开放散管，部分或全部放空低浓度瓦斯，保证机组正常运行。在瓦斯抽采站至瓦斯发电站的气源接口处，为保障瓦斯发电站停机或机组检修时有效切断气源，设置快速关闭阀门，作为紧急关断用。万峰煤矿瓦斯放散、水封阻火器布置在室内，输送管路及雾化水管路设置可靠的保温防冻措施。低浓度燃气内燃发电机组所需瓦斯浓度范围较宽，在 10% ～25% 能安全运行，而浓度 5% ～15%的瓦斯在管道运输中极易爆炸。因此为了保证安全生产，从瓦斯抽采站来的瓦斯采用细水雾输送系统，通过水雾发生器在瓦斯管道内连续成雾，从而降低送往发电机组间瓦斯管道的危险性 [ 5] 。细水雾输送系统工艺流程为：瓦斯—抽采泵站—自动水封阻火器—湿式放散阀—瓦斯管道专用阻火器—水雾输送系统—溢流水封阻火器—气水分离器—瓦斯发电机组发电。 2、安全保护措施 细水雾瓦斯输送系统采用了细水雾变送装置，即将水加压通过喷嘴变成水雾，再将水雾和瓦斯气一起通过管路送到发电机组前进行脱水送入发电机组，对于输送系统前、后端接口部分安装了瓦斯专用阻火器，严格的安全设施，使火焰不会蔓延。一般情况下，燃烧前都有温度积累上升的过程，水雾可有效控制瓦斯气体温度，使其远低于燃点（瓦斯的燃点是 700℃）。燃烧发生时，水雾迅速气化，稀释瓦斯浓度，使其达不到爆炸范围，同时水气包围燃烧源，阻止其继续燃烧和蔓延 [ 5] 。在输送系统中设有设备主要包括自动水封阻火器、溢流水封阻火器、湿式放散阀、细水雾发生器、气水分离器、篮式过滤器、瓦斯管道专用阻火器、雾化水泵等以确保系统安全稳定的运行。低浓度瓦斯输送系统不设置储气罐和加压设备，依靠瓦斯抽采泵的余压输送，由抽采站抽采的瓦斯用管道输送至电站，在输送管路上设置湿式水位自控阻火器系列和金属波纹带瓦斯管道专用阻火器系列，在瓦斯输送总管上阻火器系列后设置水雾发生器，由水泵将雾化水池中的水加压送入，产生细水雾，与抽采站来的瓦斯混合后送至各发电机组。发电机组前配备一套脱水器，脱出来的水返回雾化水池再循环使用，瓦斯脱水后进入瓦斯发电机组。全部过程由计算机监控运行，确保输送系统压力正常。 三、气源的保证 本煤矿建有地面永久抽放泵站，采用分源抽采方法。安设有抽采泵 6 台，独立的抽采系统 3套，其中一套高负压抽采系统，抽采泵型号为2BEC67，标况流量 370 m3 / m i n；两套低负压抽采系统，一套为 2BEC67，另一套为 P2620 抽采泵，标况流量 630 m3 / m i n，每套系统一运一备，目前运行一套高负压抽采系统与一套 P2620 低负压抽采系统。瓦斯发电工程启动后，对部分管路进行连接改造，完成 3 套系统同时正常运转。其中高负压系统1 套，用于抽采本煤层钻孔、边掘边抽钻孔与邻近层顶板钻孔；低负压抽采系统两套，用于工作面采空区埋管抽采。为保证气源的充足与浓度的稳定，高负压抽采系统上一是保持本煤层钻孔施工进度的均匀连续性，同时在工作面回风巷增加顶板钻孔，抽采采空区裂隙带瓦斯，以增加瓦斯来源，二是对已施工钻孔每周进行全面排查一次，对浓度低于 10% 的钻孔进行关控，以保证高负压抽采浓度；在低负压抽采系统上进行埋管抽采改造，由原来单趟 φ 450m m 埋管改为一趟 φ 315 m m 与一趟 φ 200 m m ，两趟管路前后相差 10 m ，呈迈步式抽采，改造后优点体现在一是减少因隅角拆管停抽的影响（两趟管每次拆一趟即可），实现了不停抽拆管，二是两趟管路一深一浅，抽采浓度不一样，利用每趟管上阀门可随时调控低负压抽采浓度与抽采流量，而原来单趟管随着埋深加大，抽采浓度增大，拆管后浓度又突然降低；另外对管路进行及时放水、除渣等维护工作，保持抽采系统的畅通。 结束语 本煤矿低浓度瓦斯利用实践表明，低浓度瓦斯输送上采用细水雾输送系统，同时严格安全配套设备，可对瓦斯浓度低于 30% 的瓦斯进
低浓度瓦斯利用技术在我国的应用及现状 安全07—2 王延廷 摘要:介绍了我国煤矿抽采瓦斯利用存在的问题和煤矿低浓度瓦斯利用的主要技术途径,详细分析了煤矿低浓度瓦斯利用技术的研究现状,并对今后的利用前景进行了客观展望。 关键词:低浓度瓦斯利用;现状;前景 1、煤矿瓦斯利用现状 我国是一个产煤大国, 矿井瓦斯是煤矿安全生产的最大隐患。国家对煤矿瓦斯抽采工作非常重视,将其作为治理瓦斯的根本措施,提出了“先抽后采、能抽尽抽、以用促抽”的12字方针,并制订了《煤矿瓦斯抽采基本指标》等一系列标准和法规, 加大了瓦斯抽采工作的力度, 煤矿瓦斯抽采量逐年大幅度增加。2006年全国煤矿瓦斯抽采量为32.4亿/m3;2007年全国瓦斯抽采量为47.35亿/m3,其中井下瓦斯抽采量为44亿/m3; 2008年全国瓦斯抽采量达到55亿/m3,其中淮南、阳泉、松藻、水城和宁煤 10家重点煤矿瓦斯抽采量超过1亿/m3。 我国煤矿瓦斯利用起步较早,从20世纪 50年代就开始利用, 但瓦斯利用率非常低,目前只占瓦斯抽采量的1/3左右。2006年瓦斯利用量为11.5亿/m3,利用率为35.49%;2007年瓦斯利用量为14.46亿/m3,占30.54% (其中井下抽出瓦斯利用量为13亿/m3,占30.2 % ); 2008年瓦斯利用量为16亿/m3,占29.09 % ,瓦斯利用率还略有下降。 另据统计资料分析,2006年全国重点煤矿抽出的瓦斯累计利用量
为6.15亿/m3, 利用率为23.53% ,其中民用瓦斯4.74亿/m3, 占77.07 %; 发电用瓦斯1.41亿 m3,占22.93 %。我国瓦斯利用仍以民用为主。 造成我国煤矿瓦斯利用率低的主要原因: 一是大部分煤矿远离城镇,民用瓦斯规模难以扩大;二是煤矿抽 采瓦斯浓度普遍较低 (( CH4 ) < 30 % ,称为低浓度瓦斯),且浓度不稳定,难以满足工业利用和化工产品的要求。 我国煤矿瓦斯排放量居世界首位, 大量的低浓度瓦斯排放不仅浪费了宝贵的清洁能源, 同时也加重了全球温室效应的影响。因此, 结合我国煤矿低浓度瓦斯的排放特点, 从技术及经济角度研究适宜的瓦斯利用技术, 对加强我国煤矿抽放瓦斯和风排瓦斯的资源化利用,具有十分的重要意义。 2、煤矿低浓度瓦斯利用的技术途径 1)瓦斯发电。采用煤矿低浓度瓦斯发电机组和输送安全保障技术,实现低浓度瓦斯发电,目前在技术是可行的,以后将成为低浓度瓦斯利用的主要技术途径。 2)瓦斯浓缩。采用变压吸附技术和低温液化分离技术, 将煤矿低浓度瓦斯浓缩成高浓度瓦斯,作为民用燃料和化工原料等。 3)掺混燃烧。将煤矿低浓度瓦斯作为工业锅炉的辅助燃料, 与煤炭掺混燃烧,进行发电或其他热能利用。 4)瓦斯氧化利用。将抽排的低浓度瓦斯, 与煤矿乏风瓦斯混合后,进行氧化反应,利用氧化反应产生的热能,进行发电、制冷和制热, 进行热量的阶梯利用。 3、煤矿低浓度瓦斯利用技术研究现状 目前,我国在煤矿低浓度瓦斯利用技术的研究主要有: 一、煤矿
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
600KW/台低浓度瓦斯发电 技 术 协 议 甲方： 乙方： 日期：年月日
甲方： 乙方： 本技术协议规定了合同设备的供货范围及双方责任。乙方保证提供设备为全新的、先进的、成熟的、完整的和安全可靠的，所使用的各种材料必须为经质量检测合格的材料，且设备的技术经济性能符合本技术的要求。 一、安装施工范围 以下各个系统安装施工过程中的支墩、打孔、水沟、挖沟和修墙等所有的土建工作均不含在乙方的施工范围。 乙方施工安装内容包括：①安装范围内的电站设计（包括土建、安装、工艺等）；②上网手续办理；③甲方供货范围内所有设备的安装；④电站各系统内连接供货范围内设备的管道、阀门、仪表、电缆、支架、管道的保温防腐等材料的采购、敷设及安装；⑤电站安全标识、标志的制作和安装。 1）机组部分：4台套600kW低浓度瓦斯发电机组及支管路设备的安装、就位（机组支管道安装范围自瓦斯输送系统主管道开口位置经支管路设备至机组进气口）。 2）冷却部分：4台套机组冷却系统（自冷却塔经冷却塔水池至发电机组热交换器间的所有管道、阀门、水泵、电缆、支架、管道防腐及附件部分的安装）。
3）软化水系统：自站外补水管到软水装置经软化水池、给水泵向机组、补水箱等补水，其间的管道、阀门、支架、防腐及其他附件的采购和安装。 4）瓦斯管道的安装：起点为瓦斯抽放站高、低负压放散管,终点为管道末端放散装置间的设备就位、管道、阀门、法兰、仪表、支架、防腐及附件部分。 5）电气系统：①各柜体的就位；②发电机组出线端至机组进线柜的电缆敷设（地沟）及安装；③站内配电设备如水泵、等动力电缆的敷设（穿管或直埋）及安装；④主要电气设备的防雷接地；⑤站用高压柜经变压器至低压进线柜的变电线路的安装。 6）避雷：避雷针及接地扁铁由乙方供货和敷设，避雷针基础由甲方施工。 7）消防：消防管道由乙方露天敷设，所需的管道支墩等由甲方施工。 8）从变电站到瓦斯电站的高压电缆的定相由甲方配合乙方进行实施架设。 9）排气余热部分：4台套机组排气消音系统及4套余热回收装置系统（①自机组排气口至排气消声器的末端的排气管连接、支架、排气系统的保温的安装；②自机组排气管三通阀经4台余热回收装置至末端的连接、支架的安装；③自4台余热回收装置热水支管至矿方的锅炉房管道的施工（管道长度按300米考虑）、保温措施施工及相应辅材采购；④与该系统相关的控制电缆、阀门等所有材料的采购）。
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