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
3.1 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。
3.2 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CH4 浓度是在不断变化的，胜利油田胜利动力机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压力要求较低，只需要燃气进气压力达到300mmH 2O 以上即可达到机组的使用条件，不需要增加加压装置，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
机组通过合理匹配配气系统，调低空燃比,利用自主知识产权的新概念燃烧室技术在局部形成点火能量相对优势，尔后实现多点点火，增大了点火能量，提高燃气燃烧速度，实现了稀薄燃烧，降低了机组热负荷，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，对燃气的潮湿性较为敏感，表现为点火困难或点火不连续。
3.2.4 燃烧自动控制技术
此技术为我公司独创。通过此项技术，可将机组的排气温度控制在550 C以下，显着降
低热负荷，明显提高机组运行可靠性，特别是具有避免爆震发生的作用。
未采用此技术的机组一般是凭人的感官和经验来调整机组运行状况，机组运行时排气温
度会超过650 C,其关键部件的寿命大大降低，不能满足机组长期运行的要求。
3.2.5 数字点火技术
该技术为胜利动力机械有限公司专利技术，点火系统由ECU、火花塞、高压线、高压点
火线圈等部分构成。
该技术由ECU 根据不同类型的燃气机，或燃气机的不同工况，从软件上调整点火能量和点火时间，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。
3.2.6 增压中冷技术发动机针对瓦斯的特性合理匹配增压器和中冷器，增加了燃气进气量，提高了发
动机功
率。与稀燃技术结合，实现燃气稀薄燃烧，减少燃气后燃与爆震倾向，降低热负荷，改善排放，提高了燃气机的动力性、经济性。
3.2.7 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。
3.2.8 TEM 全电子控制技术
利用TEM （全电子控制技术）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。
3.2.9 防回火技术
我公司针对瓦斯的特点，研制了专用的干式阻火器，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。
3.3 “胜动”瓦斯发电机组特点
燃气机组针对瓦斯特点设计，机组特性如下：
①可适用于燃气成份变化的燃气发电，计算机闭环控制，自动跟踪成份变化，保证良
好燃烧，保证机器运转平稳，国内唯一掌握；
②可适应极低压力的燃气，不必增压，减少投资和提高有效发电量；
③效率高，热效率可达32-40 ％。
④机组自成体系，辅助设备少；建站简单，投资少；
⑤建站周期短，一般不超过 2 个月，见效快；运行费用低；
⑥机组可单台使用，也可多台组合使用，可并机，也可并网；
⑦机器质量可靠，机组功率是同等柴油的功率的50 ％多一点，机械负荷小，转速低；
⑧主重要控制部分零件如调速器、点火系统、火花塞等，是从美国进口；
⑨机组的各种保护系统齐全；技术成熟，有近20 年的生产历史；备件充足，服务及时。
从机组技术上分析及实际运行情况来看，利用胜利油田胜利动力机械有限公司生产的500GF1-2RW 瓦斯发电机组，以煤矿瓦斯为燃料发电，是可行的。
4. 机组系统组成及性能参数
4.1 瓦斯发电机组的系统组成
主要包括润滑系统、冷却系统、瓦斯进气系统及控制单元、电子点火系统、排气系统、控制管理系统及发电机组控制系统。
4.2 机组性能参数
机组型号: 控制屏型号：500GF1-2RW PCK1-RB500
额定功率：500kW
额定频率：50Hz
额定转速：1000r/min
额定电压：400V
额定电流：902A
功率因数：0.8（滞后）
接线方式：三相四线制
起动方式：24V 直流电起动
电压调整方式：自动调节
调速方式：电子调速
循环水冷却方式：开式（带换热器）
连接方式：弹性联轴器联接
外形尺寸：5506 X1970 >2750mm
机组质量：12500kg
4.3 发电机组控制每台发电机组由生产厂家（胜利油田胜利动力机械有限公司）自带一套控制、保护、监控设备（控制屏）。
发电机组控制：发电机组的启动、停机、调频、调压、投运、切除、并车、解列。发电机组的测量监视仪表包括：①发电机的交流电流表、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；②瓦斯机的水温、油温、油压及排烟温度。
瓦斯发动机的状态信号：运行状态预告、故障报警信号、水温、油温过高报警、润滑油压过
低、超转速故障。
发电机组监控设备装在控制屏上，而且可以远传。
4.4 机组启动方式机组的启动方式：采用DC24V 电源启动。
5. 电站技术方案描述
5.1 输气系统燃气输气管道系统按规划规模设计，输送压力达到机组进气压力要求，不需另行增压，考虑抗静电接地、控制阀门等。
5.2 供水系统
自来水输送至电站冷却水池。燃气发电机组循环水分为内循环冷却系统和外循环冷却系统。内循环系统为机内闭式循环，采用软化水，静压水箱补给。外循环水系统采用冷却塔循环二次供水方式，补给水采用自来水，工业用冷却塔冷却。
5.3 机组对冷却水的要求
根据500GF1-2RW 燃气发电机的性能要求，燃气发电机冷却系统分为内外两个循环，内部循环采用软化水；外循环又分为高温和低温两套循环冷却水系统，水质为普通水质；循环冷却水补充水按循环水量的0.8 ％计算补水量。
a ?机组对内部循环水的要求：由热力部分处理出的软化水（硬度0.7 —5.3me/l , pH值6
－8.5）补充燃气发电机内循环补充水量；每台500GF1-2RW 瓦斯发电机组每天正常消耗软化水量约1.0?1.5kg，由软化水箱提供。
b ?机组对外部循环水的要求：单台机组高温外循环水（进水温度60 C?65 C；出水温度65 C?75 C；循环水量30?50m3/h ）;单台机组低温外循环水（进水温度30 C?40 C；出水温度32 C?42 C；循环水量25?35m 3/h ）。
5.4 电气系统
胜利动力机械有限责任公司生产的燃气发电机组出口电压是400V ，经电缆并接至主控室内机组控制屏，机组控制屏设有并网控制和常规保护装置，各机组出线分别经控制屏和隔离柜汇接至400V 母线，可低压输出也可经升压变压器升压后高压输出。
站房内的电气开关、电磁阀、照明灯具采用矿用隔爆型。
5.5 消防系统
站内消防器材配置移动式泡沫灭火器或粉尘灭火器，消防水系统与循环冷却水系统合并
考虑。
5.6 防雷接地系统
发电站采用高杆避雷针保护全厂建筑物，接地电阻不大于 4 Q,站内机电设备、管线及
金属构架均进行保护性接地，计算机基地系统独立设置，接地电阻不大于10 Q o
6. 瓦斯发电安全性
6.1 机组安全系统
短路保护：利用主回路低压断路器电磁式脱扣器做短路保护，动作电流整定8-10 倍额定电流。
过电流保护：利用主回路低压断路器的延时脱扣器，按照发电机额定电流的 1.25 倍整定。
欠压保护：在主回路低压短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：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 C,发出声光预告报警信号，超过155 C使主断路器分闸。
机组油压低保护：当油压低到w 392kpa时，油压低指示灯亮，同时电铃报警，主开关自动分离。
6.2 煤矿应用安全性瓦斯输送管线设置专用阻火器，机组装有防回火装置。“胜动”瓦斯发电机组目
前已大量
用于煤矿瓦斯、煤层气发电。在重庆、贵州、山西、安徽、辽宁等地已经广泛使用。通过在各大煤矿的使用，实践证明该瓦斯发电机组安全可靠，有效的解决了瓦斯利用的安全性问题。
7. 瓦斯进气部分
7.1 气源
瓦斯浓度＞30 %;
压力（调压阀前）不低于3kPa ；
进气温度W 35 C;
瓦斯不含游离水或其它游离杂质，粉尘颗粒小于5⑷，总含量不大于30mg/m 3。
7.2 瓦斯进气配置
从煤矿来的瓦斯总管线在发电机房外成为分管线，分别为每台机组供气，每条分管线上分别设一个管道阻火器，防止总管线上有回火现象发生。在至每台发电机组的进气阀门前设置一个进气模块，上面安装有管道阻火器及电磁阀、过滤器。防止进气支管线上的回火现象发生，对瓦斯进行过滤及自动关、合气源。
瓦斯输送管线设置专用阻火器，包括雷达水位自控式水封阻火器和干式瓦斯专用阻火器;瓦斯输送采用水雾输送，管路上设置水雾阻火点。瓦斯气流经水雾阻火点后水分增加，瓦斯气超出爆炸范围，使瓦斯输送变得安全。
进入每台机组的支管线采用符合《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163-1999 标准生产的20# 钢无缝钢管; 分管线和总管线采用符合《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第一部分：
A级钢管》GB/T9711.1-1997标准生产制造的L255螺旋缝埋弧焊钢管。
8. 消防及瓦斯报警
8.1消防对象
站内的主要消防对象为瓦斯发电机组，高压配电室，低压配电室，户外变压器、综合泵
房等。
8.2消防方式
消防水源引自煤矿消防水管线。
按照“预防为主，防消结合”的原则，根据站内新建的建、构筑物设施，以及根据《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001年版）的要求，站内消防以移动式灭火器为主，同时利用煤矿消防水源引1条DN200消防水管线在站内设置消火栓进行安全保护。
8.3消防内容
a. 在厂区及瓦斯发电机组周围设置消火栓SS-100型及推车式磷酸铵盐干粉灭火器和手提式磷酸铵盐干粉灭火器；
b. 高压配电室内设置推车式CO2灭火器和手提式CO2灭火器，低压配电室设置推车式CO2灭火器和手提式CO2灭火器；
c. 变压器区设置手提式磷酸铵盐灭火器；
d. 循环水泵房设置手提式磷酸铵盐灭火器；
e. 循环水泵房配电值班室设手提式CO2灭火器。
9. 瓦斯报警及通风
发电机房内设置瓦斯泄漏传感器，当瓦斯泄漏达到报警值时，低压配电室内的发出报警信号，提醒操作人员进行瓦斯泄漏查找并排除泄漏点。当瓦斯泄漏达到危险值时，瓦斯报警控制器输出一信号，联动发电机房内的防爆轴流风机，对机房内的空气进行强制通风，在最短的时间内达到安全界限内。当低于报警值后，防爆轴流风机自动停转。防爆轴流风机也可手动启动。发电机房墙上布置轴流风机的下墙面上安装铝合金百叶窗。
综合泵房的墙面也设置有轴流风机及百叶窗，综合泵房的强制通风靠手动进行控制。
10. 土建部分
发电机房为轻型彩钢板结构；高低压配电室、配件室、油脂库、综合泵房及其配电室均为混砖结构；冷却水池为钢筋混凝土结构。
11. 投资明细（见明细）
红色为甲方投资，黑色为乙方投资。
12. 合作方式
乙方提供燃气发电机组给甲方在投资的发电项目中使用，甲方负责发电站土建基础建设、高压部分（变压器及变压器之后部分）、输气管线接到发电站机组进气端。乙方提供发电机组及标准配置。机组日常运行维护工作、电站运行人员工资等由乙方负责。结算方式按设备租赁费+电费的方式进行。
1、乙方按照单台机组3万元/月（含机组大修费用）的固定费用收取设备租赁费（从设备就位
50 %。
2、 根据双方抄表所确认的发电数量，当月的电费由乙方开具劳务发票；当月的设备租赁费由 乙方开具租赁费发票。甲方应在次月 10日前将电费及设备租赁费付清给乙方。
3、 甲方付给乙方的综合电费价格为 0.2元/kWh （含机组项、中修费用）。在合作期限内，如 果国家上调电价，则甲方付给乙方的综合电费价格自动增加，额度为国家电价增长额度的
算起） o
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。
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
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
煤矿瓦斯发电上网技术规范（试行) 1 范围 适用于贵州省遵义地区煤矿坑口煤层气，抽采瓦斯浓度达到6%以上的煤矿企业建设500kW ——8000kW煤矿瓦斯发电系统，发电上网（10kV配电网）。凡本规范中未规定的事项，均应符合GB755—81《电机基本技术要求》的规定。 2 规范性引用文件 《国家发展改革委印发关于利用煤层气（煤矿瓦斯）发电工作实施意见的通知》发改能源〔2007〕721号 《发电厂并网运行管理规定》电监市场[2006]43号 GB755—81《电机基本技术要求》 DL/T 1033.10-2006电力行业词汇 第10部分:电力设备 DL/T 1033.2-2006电力行业词汇 第2部分:电力系统 DL/T 1033.6-2006电力行业词汇 第6部分:新能源发电 DL/T 1033.9-2006电力行业词汇 第9部分:电网调度 GB/T 14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》 DL/T 5136-2001《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》 3 总则 3.1 为保障电力系统安全、优质、经济运行，促进厂网协调，维护电力企业合法权益，制定本技术规范。 3.2 煤矿企业申请瓦斯发电上网项目必须报经政府相关部门审批，并经电网运行管理部门同意后方可实施。 3.3 煤矿瓦斯发电上网系统建设，必须委托具有设计资质的设计单位出具煤矿瓦斯发电上网系统工程设计方案，报电网运行管理部门审批合格后，方可实施。 3.4 发电厂并网运行遵循电力系统客观规律和建立社会主义市场经济体制的要求，实行统一调度，贯彻安全第一方针，坚持公开、公平、公正的原则。 3.5煤矿瓦斯发电上网系统工程竣工，必须经电网运行管理部门组织验收合格后方可投运。 3.6煤矿瓦斯发电上网在电力调度机构的指挥下，落实调频调压的有关措施，保证电能质量满足国家标准。 3.7煤矿瓦斯发电系统及用户端设备与主网（配电网）连接，只允许有一个接入点。10kV 高压计量点采用双向计量装置，发电系统接入示意图，如附图A。 4 瓦斯发电场总体布局 瓦斯发电场总体布局包含：瓦斯发电机组工作区（室内或室外）、升压变压器工作区、配电室（主屏控制室）。 5 瓦斯发电机组 5.1发电机组 5.1.1发电机组选型必须满足国家标准，发电机额定容量：500kW—8000kW；额定功率因数：0.8；额定频率50HZ；额定电压400V，每台发电机，均应有制造的定额铭牌。 5.1.2为了检查制造、安装和检修后的质量，以及掌握发电机的参数和特性，应按照部颁有关规程的规定进行必要的试验，以决定发电机是否可以投入运行。 5.2测量、信号、保护和联锁装置 5.2.1发电机应按照部颁各有关规程的规定装设必要的继电保护、过电压保护、各种联锁装置和监视测量仪表，并在仪表上标出运行定额的红线。
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
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)
黄家沟煤业〔20**〕**号 **煤业有限责任公司 关于**煤矿瓦斯发电项目验收并网的申请 ***电力有限公司： 我公司**煤矿按照《***》规定和**安监〔20**〕**号文件要求，为了降低矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁，于**年**月建成瓦斯抽放系统且运行正常。 我矿瓦斯抽放系统建成以来，从井下抽出的瓦斯直接排空，为了减少环境污染、降低大气温室效应、提高能源利用
率，更好地贯彻落实《**办公室关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见》（**办发〔20**〕**号）文件精神，按照**发能源〔20**〕**号文件和**改能源〔20**〕**号文件要求，大力推进煤层气（煤矿瓦斯）综合利用工作，充分利用能源、保护生态环境、变害为宝、保障煤矿安全，我公司经行政审批同意，于**年**月在**乡**村**组**煤矿矿区内闲置地点开工建设瓦斯发电站，该项目装机容量**KW（一期工程**KW）,占地约**亩，建筑面积**m2，总投资**万元。发电站建成后瓦斯发电自用，余电上网。 **煤矿瓦斯发电项目备案号：**投资备【2018－511528－44－03－310683】FGQB-0135号；项目选址批复**住建城管函〔20**〕**号；环保备案批复**环函〔20**〕**号。项目设计单位**动力机械集团有限公司；项目建设施工单位**建设有限公司；动力配电段试验单位**建筑安装工程有限公司。 **煤矿瓦斯发电项目各项建设手续齐备，于**年**建设竣工，现特向贵公司申请验收并网试运行，请予批准为谢！ 特此申请
附件： 1、**省固定资产投资项目备案表 2、**住建城管函〔20**〕**号 3、**环函〔20**〕**号 4、设计、施工、试验单位资质复印件 **煤业有限责任公司 **年**月**日
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
瓦斯发电项目建议书 目录： 第一章：项目名称和编制依据 第二章：瓦斯发电的可行性和必要性第三章：项目建设与选址条件第四章主要设备投资清单与土建建设清单第五章：投资估算 第七章结论与分析 第八章：工程进度安排 第一章：项目名称和编制依据一．项目名称及承办单位 1.项目名称：罗平县煤气层瓦斯发电技术 2 .承办单位：中国大唐集团云南新能源股份有限公司 第二章：罗平县瓦斯发电的可行性和必要性一．项目建议书和编制依据 1．XXX 煤气矿山简介 2．项目建设背景 罗平是我省重要的产煤基地，全县产煤量为：吨/年（把要开发的详细地址发过来，我网上查查，或者去当地政府找找资料）二．项目建设的必要性和可行性分析 煤气层的主要成分是甲烷，研究表明，煤气层的C02是温室效应的20倍，在全球气候变温暖中，占料15%。大量的煤气排放，即污染环境又造成浪费，因此，开发煤气发 电技术是国家大力支持的项目。 必要性分析： 1 、能源替代： 我国的电力主要靠煤电，约占发电总量的70%。但煤是不可再生资源，在未来
的发展格局中，为了保证我国的能源安全， 2、安全生产： 煤矿上，安全事故大部分来源于煤气瓦斯的爆炸，开发煤气发电，即以抽带用，以用代抽，满足了煤气上的安全，又产生经济效益。 3、产业发展政策良好：煤层气（煤矿瓦斯）电厂上网电价，比照国家发展改革委制定的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》（发改价格[2006]7 号）中生物质发电项目上网电价（执行当地2005 年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴电价）。高于当地脱硫燃煤机组标杆上网电价的差额部分，通过提高煤层气（煤矿瓦斯）电厂所在省级电网销售电价解决。 有关政府部门应当制定鼓励煤层气（煤矿瓦斯）发电的配套政策和措施，为煤层气（煤矿瓦斯）综合利用工作创造有利条件。电力、价格等监管机构应当加强煤层气（煤矿瓦斯）发电项目上网交易电量、价格执行情况的监管和检查工作。 第三章：项目建设与选址条件 一．项目选址条件 1．气源情况 项目气源主要来自XXXX ，年产煤气层XXX 立方米，地面必须建立永久瓦斯 抽放系统，年抽放量2.4 亿立方米以上（标准工矿）。瓦斯浓度 在40% 以上。因此该浓度才可行 2．水源情况要求地下水或者水源较为丰富，水源主要用于设备冷却水使用。 3．建设场地选择条件 3.1远离居民区和办公区。 3.2靠近瓦斯抽放站，减少管道建设。 3.3占地要求100 亩左右
※※※※※※煤矿瓦斯发电项目经济技术论证报告 ※※※※煤矿 二○一一年一月
一.瓦斯气发电机组开发背景和形势 首先，煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4(甲烷)，是主要存在于煤矿的伴生气体，煤层气是热值高、无污染的新能源。我国瓦斯资源十分丰富，居世界第三。在我国地表以下，2000米深度以上的煤居层中蕴藏有35万亿立方米的瓦斯量，基本与我国的天然气资源量相当，相当于420亿吨标准煤，因此，开发利用煤层气对中国来说十分必要，2006年中国已将煤层气开发列入“十一五”能源发展规划，煤层气产业化发展已迎来很好的发展契机。 其次，是一种无色、无臭。无味、易燃、易爆的气体，如果空气中瓦斯的浓度在5.5％-16％时，有明火的情况下就能发生爆炸，爆炸会产生高温、高压、冲击波，并放出有毒气体。因此，被称为井工煤矿的“第一杀手”。煤矿瓦斯的抽采利用，将大大减少我国矿难的发生 第三，根据科学统计，瓦斯具有较强的温室效应，相当于二氧化碳的24.5倍，瓦斯对臭氧层的破坏程度是二氧化碳的７倍多。因此，利用煤矿瓦斯发电后，将大量减少直接向大气中排放的瓦斯量，大大降低对环境的污染危害。 第四，根据《国务院办公厅关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见》（国办发〔2006〕47号）和国家发展改革委印发关于利用煤层气（煤矿瓦斯）发电工作实施意见的通知[发改能源〔2007〕721号] ，因此，煤矿瓦斯（煤层气）开发利用处于一个特殊而重要的历史发展阶段，党中央、国务院高度重视，支持力度前所未有。
由此可见，抽采利用煤矿瓦斯发电，不仅会变废为宝，变害为利，而且还会为企业和社会带来巨大的经济利益。 二、我国推广内燃机瓦斯发电技术应用可行性 目前瓦斯发电技术应用主要有几种形式：第一种是利用锅炉＋蒸汽轮机发电，第二种是燃气轮机发电，第三种是利用燃气内燃机发电。目前据专家介绍，瓦斯作为燃气内燃机发电具有以下特点：1）燃烧排放特性好。2）燃烧抗爆燃性能好，工作热效率高。3）混合气发火界限宽。4）使用性能好。5）经济性能好。通过以上分析可见，采用瓦斯气内燃机发电已经是非常成熟的技术，我国大多煤矿都采用燃气内燃机发电，没有风险。 三、瓦斯抽放情况分析 目前※※※※煤矿有高负压和低负压两套抽放系统。 A、低负压煤矿抽放系统 低负压抽放泵为2BEC-52水环式真空泵2台，一备一用，设计抽气速率为156m3/min，配套电机功率为250KW。目前抽放纯瓦斯流量为20m3/min以上，抽放浓度为25%，抽放负压为30KPA，累计抽出量超过600万m3。 B、高负压抽放系统： 高负压抽放泵为2BEC-50水环式真空泵，设计量大抽速率为100m3/min，配套电机功率为160kw。目前抽放纯瓦斯流量为10m3/min以上，抽放浓度为10%左右，抽放负压为30kpa，累计抽出量超过600万m3。
煤矿瓦斯治理专利技术综述 发表时间：2019-08-13T16:10:03.513Z 来源：《科学与技术》2019年第06期作者：王永超 [导读] 基于近年专利文献分析煤矿瓦斯治理技术的发展脉络。 (国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心广东广州 510530) [摘要] 瓦斯是煤矿主要危害之一，开采时容易发生瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等事故，造成重大人员伤亡。瓦斯治理是煤矿安全生产重要组成部分，吸附在煤体中瓦斯，经过开采活动从煤体中解吸到空气中，出现在矿井的各个地方，如巷道风流、采空区、工作面上隅角、掘进工作面等都是重点防治区域。抽采瓦斯是瓦斯治理的主要技术手段，除此还有增透、驱替等辅助措施，瓦斯监测监控也是必不可少的。煤矿瓦斯治理向着自动化、网络化、智能化、方向发展。对抽采的瓦斯回收利用增加了经济效益。本文基于近年专利文献分析煤矿瓦斯治理技术的发展脉络。 [关键词]瓦斯治理；瓦斯抽采；专利技术；瓦斯回收 瓦斯是煤矿主要危害之一，瓦斯赋存在煤体中，开采时容易发生瓦斯爆炸，在掘进时容易发生煤与瓦斯突出等事故[1]，瓦斯事故具有突发性、范围大等特点，容易造成重大人员伤亡，如2017年河南省登封市兴峪煤矿“1?4”重大煤与瓦斯突出事故造成12人死亡，2017年黑龙江省鸡西市鸡东县裕晨煤矿“9?13”重大瓦斯爆炸事故造成10人遇难、8人受伤，2018年贵州省六盘水市盘州市梓木戛煤矿“8?6”重大煤与瓦斯突出事故造成13人死亡、7人受伤。 瓦斯治理是煤矿安全生产重要组成部分，吸附在煤体中瓦斯，经过开采活动从煤体中解吸到空气中，出现在矿井的各个地方，如巷道风流、采空区、工作面上隅角、掘进工作面等都是重点防治区域，在煤层开采前、开采中、开采后的整个生产活动中都要对瓦斯进行严防死守。煤矿企业需要在煤层瓦斯检测、瓦斯抽采、合理通风、监测监控等多方面投入大量安全生成成本，同时也可以对抽采的瓦斯回收利用，增加经济效益。 1瓦斯抽采 1.1煤层瓦斯含量检测 检测煤层瓦斯含量往往采用取芯法取样，煤体取样时要求时间短、混样少、温度低，减少煤样瓦斯解析，比如专利文献 CN109443859A。获取煤样后可以对煤样进行吸附、解吸和含量的检测，如专利文献CN109374866A。 1.2增透技术 煤层瓦斯抽采前需要对煤体内部增透施工，以加快煤层瓦斯解吸，从而增加抽采量。抽采前可以采用有水力割缝、水力压裂、静态膨胀剂等对钻孔内部进行增透，例如专利文献CN105114117A。抽采时也可以增透，如采用冷热交替、钻割交替、压抽交替、注水注气、驱替置换、协同强化等方法，例如专利文献CN106703871A、专利文献CN109356640A、专利文献CN109505565A。近年也有尝试应用电脉冲、变频振动、次声波、激光等新增透方法，比如专利文献CN107939364A、专利文献CN208534531U、专利文献CN207377600U。 1.3钻孔设置 井下抽采往往采用顺层水平钻孔，增大钻孔与煤层接触，如专利文献CN109519212A。对于浅埋深煤层还可以采用地面钻孔，从地面打垂直孔，到煤层或其裂隙层转为水平钻孔，如专利文献CN109209474A。 1.4封孔技术 瓦斯抽采钻孔为预钻孔，需要钻孔封孔，往往为固液封孔[2]面对的技术问题是封孔后裂隙发育造成泄露。封孔新技术有三堵二注、柔性封孔等，如专利文献CN204677157U，专利文献CN109339736A、专利文献CN208619079U、专利文献CN109538157A。 1.5分离放水 从煤体钻孔中抽采出来的瓦斯往往都含有水以及煤渣等杂质，需要使用放水器进行气水分离，在抽在过程中在在钻孔出口处进行放水排查，如专利文献CN208396739U、专利文献CN208389703U。送到地面进行排放或回收利用，在输送过程中输送管道往往也需要进行放水，如CN106837407A、专利文献CN208330455U。 2重点防治区域 1.1上隅角 上隅角是采煤工作面采空区漏风汇集的地方，属于工作面通风盲区，特别容易积聚瓦斯，所以上隅角是采煤工作面治理瓦斯的重中之重。风流引导、喷雾、风机吹风都是上隅角常规治理方式，有条件的矿井上隅角瓦斯也可以抽采，如专利文献CN106761580U。也有尝试采用生化手段治理上隅角瓦斯，如专利文献CN109538283A采用氧化菌对上隅角进行生物氧化消。改变工作面通风方式也改进方向之一，封闭工作面风流，构件自动化无氧工作面，避免上隅角与氧气反应，比如专利法文献CN106761747U。 2.2掘进工作面 煤层在掘进前需要预抽瓦斯，但剩余瓦斯随着掘进活动从煤体中涌出，掘进时需不断输送新风到掘进工作面[3]，若瓦斯涌出量加大还需要进一步治理，掘进工作面由于风流不均的关系也容易发生瓦斯局部聚集，专利文献CN109458212A采用甲烷氧化菌对掘进工作面局部瓦斯聚集进行处理。 2.3采空区 采空区顶板发生塌落，与其上部裂隙层均含有大量瓦斯，会影响邻近工作面以及上下相邻煤层的开采安全，抽采的瓦斯也可以回收再利用。采空区瓦斯抽采主要通过地面定向钻孔进行抽采，如专利文献CN109209474A，也可以辅助驱替等手段，如专利文献 CN106988778A，采空区一侧沿空留巷有时也需要瓦斯抽采，比如专利文献CN109339854A。 多个煤层工作面和采空区可以同时治理瓦斯，综合采用连续瓦斯抽采钻孔、瓦斯抽采巷道、走向抽采钻孔、地面钻孔、注氮驱替等多种形式，进行瓦斯分源分区立体治理，比如专利文献CN106988778A。 3监测监控 煤矿开采、瓦斯抽采、瓦斯管道输送、巷道掘进、通风等活动中都要进行瓦斯监测，数据超标及时报警、断电保护，比如专利文献
瓦斯发电技术的应用分析 发表时间：2019-05-31T10:49:42.047Z 来源：《防护工程》2019年第5期作者：孙玉泰 [导读] 瓦斯发电技术在煤矿开采过程中得到了广泛的应用，有效地消除了对温室效应的影响，成为新能源发电的重要组成部分之一。北京扬德环境科技股份有限公司太原分公司山西太原 030000 摘要：概述了瓦斯气体特性及其发电技术的应用方式，介绍了国内外瓦斯发电技术的现状，探讨了内燃机瓦斯发电的关键技术及工艺流程，成功运行的典型案例证明了瓦斯发电技术的可行性和有效性． 关键词：瓦斯发电；分布式能源；节能减排 引言 瓦斯属于温室气体，其所产生的温室效应比较明显。为了有效改善和缓解温室效应，CDM（清洁发展机制）能源组织要求世界各国降低瓦斯的排放量。作为新能源发电技术，瓦斯发电技术主要借助小型燃气发电机组、小型燃气能源转换装置和烟气回热技术将瓦斯转化为电能，在提高瓦斯燃烧效率的同时，有效减少对大气环境的污染。目前，瓦斯发电技术在煤矿开采过程中得到了广泛的应用，有效地消除了对温室效应的影响，成为新能源发电的重要组成部分之一。 1瓦斯特性 瓦斯是非常规天然气体，主要成分是CH4，具有无色、无味、易燃、易爆等特征。在煤矿开采过程中，如果空气中CH4浓度超过5%，一旦遇到明火将会引发爆炸。因此，瓦斯属于诱发煤矿安全的“头号杀手”，但是其也属于清洁能源，具有非常高的利用价值。中国拥有非常丰富的煤层气资源，储量位居世界第三，每年煤矿开采过程中都会向大气中排放大量的瓦斯，对大气环境形成污染，形成温室效应。 2瓦斯发电技术类型 2.1内燃机瓦斯发电 在进行煤矿开采的过程中，常运用瓦斯地面输送系统和井下瓦斯抽放系统来进行瓦斯的开采。瓦斯属于煤矿开采过程中所产生的附属气体，浓度变化范围在3%～80%之间，并且气体流量变化较大。在煤矿开采阶段，一般借助负压风机或水环真空泵将瓦斯从巷道中抽取到地面，一旦瓦斯的甲烷浓度达到了5～16%，遇到明火就有可能发生爆炸，危及工作人员的身体健康和生命安全。为了安全起见，需要做好瓦斯的处理工作，并根据甲烷浓度来选择利用方式，从而在提高能源利用效率的同时，有效减少对环境造成的污染。在进行瓦斯调查与研究的过程中发现，一些煤矿企业会将甲烷浓度超过30%的高瓦斯气体点燃排空或无偿供给当地居民使用，而如果瓦斯体积分数低于30%，会选择直接排放到大气中，导致瓦斯的利用率降低。实际上，瓦斯具有非常高的发电利用价值，可利用内燃发电机组进行发电，可以达到比较理想的节能减排效果[1]。 2.2乏风瓦斯氧化发电 在进行煤炭开采阶段，为了确保矿工人能够呼吸到新鲜的空气，需要源源不断地向井下压送洁净空气，该过程中在井下通风系统中排出的废气就是所谓的“乏风”，其中包含有一定量的瓦斯，一般甲烷低于1%，其同样会造成能源的浪费，而且还会污染大气环境。而乏风瓦斯发电技术主要是将甲烷浓度超过0.2%的乏风混合较高浓度瓦斯到甲烷浓度1%输送至乏风氧化炉中进行氧化，以达到无焰燃烧的目的。该过程不仅可以达到销毁瓦斯的目的，还可以运用瓦斯燃烧过程中所产生的余热来制取热水或蒸汽，蒸汽能够推动汽轮机运转，从而达到发电的目的，而热水可以用于制冷或供热。 2.3燃气轮机瓦斯发电 这一发电技术主要是在地面上对煤层直接钻井抽采瓦斯，以实现对瓦斯的有效开采，其中所含甲烷浓度超过了90%，和天然气成分类似，危险系数较低，可以借助加压罐装对此类瓦斯进行运输，也可以借助管道进行远距离输送，因此该类瓦斯在化工原料和民用燃料等领域得到了广泛的应用。这样高浓度的瓦斯也可以借助燃气轮机发电，虽然可以达到比较理想的发电效果，但是由于高浓度瓦斯具有非常广泛的应用，加之现在中国的气源比较紧张，该发电技术应用有限。 3瓦斯发电的关键技术 3.1瓦斯品质的提升 如今，大部分瓦斯发电所采用的气体基本上是煤矿开采过程中为了确保井下作业的安全而需要从井下抽放的瓦斯，此类瓦斯的品质高低将会直接决定瓦斯发电机组运行效率的高低。因此，在进行瓦斯发电的过程中，需要在瓦斯进入内燃机之前采取有效措施对其进行处理，有效提升瓦斯的品质，更好地满足发电机的运行要求，从而有效提高发电效率。通常情况下，瓦斯品质的提升包括以下几种方式：a）去除瓦斯中的杂质。在瓦斯抽放过程中，会有少量粉尘及有害气体掺杂其中，此时需要借助过滤器来对其中的粉尘进行滤除，随后根据气体的物理性质来对其中的有害气体进行冷凝气体析出处理；b）降低瓦斯中的含水量。通常情况下，瓦斯从井下抽放出来的时候会含有一定量的水蒸气，另外低浓瓦斯细水雾输送也混合到瓦斯气部分水蒸气，此时需要按照要求对瓦斯进行脱水除湿处理，从而使瓦斯中的水分含量降低，满足瓦斯发电技术要求。目前，主要借助冷凝脱水或旋风重力脱水技术来降低瓦斯中的水分；c）调节瓦斯的压力。该过程主要包括两个阶段，第一个阶段是矿井抽放瓦斯阶段。该阶段由于受到多方面因素的影响和限制，从矿井抽出的瓦斯气体浓度和压力处于不断变化之中，甚至会出现较大范围的波动，此时需要将瓦斯运输至储气柜中，以达到稳压缓冲的效果，随后才允许将瓦斯运输至发电机组进行发电；第二个阶段是瓦斯进入发电机组阶段。实际上，内燃机发电机组要求瓦斯需要具备特定的压力条件，此时可以根据压力的具体要求来借助变频罗茨风机对其气体压力进行调节；d）控制进入发电机前瓦斯的温度。在进行内燃机瓦斯发电的过程中，对瓦斯的进气温度提出了明确的要求，因为外界温度的变化会对管道内瓦斯气的温度产生一定的影响，此时就需要根据外界及季节气温的变化来有效调节和控制瓦斯的温度。 3.2瓦斯气量和浓度的控制 通常情况下，瓦斯的气量和浓度表现为瓦斯的热值，即所谓的“内能”，可以根据“能量守恒定律”来对其进行计算。在瓦斯发电过程中，瓦斯发热量将会直接决定燃气机组的发电量，瓦斯气量和浓度会对发电机组的运行状态产生直接的影响。在进行瓦斯抽放的过程中，其浓度处于不断的变化之中，不能根据某一浓度来对其发热量进行计算，此时就可以将瓦斯发热量按照相关规范和要求折合成纯瓦斯进行计