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中煤新集二礦超低濃度瓦斯熱電聯(lián)供項(xiàng)目
發(fā)布時(shí)間：
2025-08-18
作者：
創(chuàng)福新銳
來源：
北京創(chuàng)福新銳
摘要
一、基本情況介紹
新集二礦抽采泵站抽采的瓦斯混合后濃度約在3%-6%，折純瓦斯總量約為23-40標(biāo)方/分鐘。因濃度較低，無法使用內(nèi)燃式瓦斯發(fā)電機(jī)組。
本項(xiàng)目采用低濃度瓦斯安全穩(wěn)定燃燒的技術(shù)，將低濃度瓦斯穩(wěn)定燃燒產(chǎn)生的煙氣通過余熱鍋爐產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，冬季優(yōu)先用于礦井供暖供汽，多余的蒸汽用來發(fā)電;非供暖季產(chǎn)生的蒸汽全部用于發(fā)電。
該技術(shù)使用新型耐高溫細(xì)深孔阻脫燃燒器，燃燒器內(nèi)的蜂窩狀細(xì)深孔結(jié)構(gòu)，即可流通瓦斯氣體，又可以阻斷回火，結(jié)合爐內(nèi)根據(jù)鈍體原理組成的火焰駐留裝置，在爐膛內(nèi)將瓦斯爆炸過程變成連續(xù)穩(wěn)定的燃燒過程，控制燃燒溫度和燃燒速度，實(shí)現(xiàn)低濃度瓦斯的穩(wěn)定燃燒和充分燃燒。燃燒器通流部件的出口及整個(gè)爐膛保持高溫，并可形成9001100℃的高溫環(huán)境;當(dāng)瓦斯氣濃度增加時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)有焰燃燒，此時(shí)由于燃燒能量的增加和溫度升高，從通流部件出口到駐留部件之間可以明顯看到火焰;當(dāng)瓦斯氣濃度降低時(shí)，新進(jìn)的瓦斯氣可在由火焰駐留裝置形成的高溫能量池內(nèi)實(shí)現(xiàn)被動(dòng)氧化，處于無焰燃燒狀態(tài)，看不到明顯的火焰。燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過煙氣余熱鍋爐換熱產(chǎn)生次高溫次高壓蒸汽，再通過后端蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
瓦斯直燃技術(shù)突破了“低濃度瓦斯遇到明火就會(huì)發(fā)生爆炸”的傳統(tǒng)理念，擴(kuò)大了瓦斯尤其是低濃度瓦斯的利用范圍，3%以上即可直接利用。燃燒器的進(jìn)氣適應(yīng)范圍大，3% 9%的瓦斯可不用摻混空氣稀釋直接燃燒，即使低濃度瓦斯的濃度處于上限30%，也僅需將總進(jìn)氣量摻混至3.3倍。
該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:
(1)瓦斯氣的混合氣體積流量小，輸送管徑小、燃燒爐的設(shè)備體積小、占地面積小、摻混風(fēng)機(jī)的功率小。
(2)爐膛溫度高，反應(yīng)更充分，甲烷的氧化率高。
(3)適應(yīng)氣源濃度、壓力及流量變化范圍及變化速率寬，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，不易停機(jī)。
(4)爐膛內(nèi)燃燒溫度和燃燒速度可控，不存在爆震現(xiàn)象，設(shè)備使用壽命長，故障率低，噪音小，設(shè)備更加安全可靠。
二、項(xiàng)目情況
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)建設(shè)安裝四個(gè)功能單元:
1.安裝1套低濃度瓦斯安全輸送系統(tǒng)(按照正常流速需要配置4條輸送管道及設(shè)備)，為低濃度瓦斯熱能島安全輸送瓦斯。結(jié)合瓦斯電站原有的輸送系統(tǒng)，采用干粉抑爆輸送系統(tǒng)，配套阻爆閥、干式阻火器、溢流水封阻火泄爆裝置及控制系統(tǒng)等。
2.安裝1座低濃度瓦斯熱能島，利用低濃度瓦斯燃燒釋放的熱能，產(chǎn)生高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐。
3.安裝1套高溫高壓余熱鍋爐及輔助設(shè)備，包括余熱鍋爐本體、大氣式熱力除氧器、鍋爐給水泵、定排擴(kuò)容器和連排擴(kuò)容器等。額定蒸汽產(chǎn)能25t/h，冬季可代替煤礦原有蒸汽鍋爐供熱。
4.安裝一套6MW汽輪發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)，包括汽輪發(fā)電機(jī)組、凝汽器、水循環(huán)、冷卻塔、控制系統(tǒng)。汽輪發(fā)電機(jī)組非供暖季全凝發(fā)電，供暖季抽汽供熱，余量發(fā)電。
供熱蒸汽供給煤礦蒸汽供熱管網(wǎng)，發(fā)電并入煤礦的變電站，為煤礦自用，減少電網(wǎng)購電量。
三、自控項(xiàng)目分析：
1. 瓦斯特性：瓦斯是一種可燃?xì)怏w，通常含有甲烷。煤礦在開采過程中釋放的瓦斯?jié)舛瓤赡茌^低，但在某些條件下仍然會(huì)對安全生產(chǎn)造成威脅。
2. 熱電聯(lián)產(chǎn)：熱電聯(lián)產(chǎn)是指將燃料能量（如瓦斯）同時(shí)用于發(fā)電和提供熱能的一種利用方式。這種方式可以顯著提高能源的整體利用效率，減少資源浪費(fèi)。
3. 自控系統(tǒng)：為了監(jiān)測和控制瓦斯?jié)舛龋ǔ?huì)采用先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)依賴于傳感器、 PLC（可編程邏輯控制器）和SCADA（監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）等技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測瓦斯?jié)舛群桶l(fā)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
4. 項(xiàng)目實(shí)施：
現(xiàn)場評(píng)估：對煤礦周圍環(huán)境及瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行詳細(xì)評(píng)估，以確定項(xiàng)目的可行性。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)：根據(jù)評(píng)估結(jié)果，設(shè)計(jì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和自控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、選型和布局。
設(shè)備安裝與調(diào)試：在現(xiàn)場安裝相關(guān)設(shè)備，包括發(fā)電機(jī)、熱交換器、控制系統(tǒng)等，并進(jìn)行調(diào)試。
安全監(jiān)測與維護(hù)：建立完善的安全監(jiān)測和定期維護(hù)機(jī)制，確保整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。
5. 優(yōu)勢和意義：
資源利用：將超低濃度的瓦斯轉(zhuǎn)化為電能和熱能，提高了資源的利用率。
安全性：降低了瓦斯泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，減少了爆炸等安全隱患。
環(huán)境保護(hù)：通過合理利用瓦斯，可以減少其對環(huán)境的污染，同時(shí)降低溫室氣體的排放。
6. 挑戰(zhàn)：
技術(shù)難度：超低濃度瓦斯發(fā)電的技術(shù)壁壘相對較高，需要具備先進(jìn)的工藝和設(shè)備。
經(jīng)濟(jì)性：項(xiàng)目的回報(bào)期可能較長，需要尋求地方支持或融資。
煤礦超低濃度瓦斯熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目是煤礦安全與利用資源的重要舉措，創(chuàng)福新銳設(shè)計(jì)的高低壓成套電氣設(shè)備及自控系統(tǒng)集成對提高煤礦的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保具有積極作用。該項(xiàng)目是國家政策扶持的項(xiàng)目，技術(shù)成熟，經(jīng)濟(jì)合理，有利于煤礦安全生產(chǎn)、提高產(chǎn)能，幫助煤礦節(jié)能增效，具有良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。
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