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行業(yè)產(chǎn)品
GUIDE
導(dǎo)讀
瓦斯又稱(chēng)煤層氣,是附著于煤炭中煤基質(zhì)顆粒表面或溶解于煤層水中的一類(lèi)烴類(lèi)氣體,無(wú)色無(wú)味且易燃易爆,在煤炭勘探、采集中容易造成事故。瓦斯的主要可燃成分是甲烷。甲烷在空氣中的濃度達(dá)到5%~16%時(shí),遇明火就會(huì)爆炸,這是煤礦瓦斯爆炸事故的根源。但合理利用瓦斯,可以將其轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能。

1.發(fā)電原理
濃度在30%以下的瓦斯可以通過(guò)水環(huán)式抽采泵從地下煤層抽采出來(lái),經(jīng)過(guò)安全性較強(qiáng)的輸送管道輸入發(fā)電機(jī)組缸體,在發(fā)電機(jī)組缸體內(nèi)經(jīng)點(diǎn)燃爆炸來(lái)推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng),從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并進(jìn)一步產(chǎn)生電能,使低濃度瓦斯得到充分利用。而基于這樣的原理,一般的發(fā)電站或者發(fā)電系統(tǒng)主要由氣體輸送系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、高低壓電氣系統(tǒng)、水霧輸送系統(tǒng)和整個(gè)發(fā)電機(jī)組的監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成,使用全電子控制技術(shù)來(lái)調(diào)控和監(jiān)測(cè)整個(gè)發(fā)電過(guò)程。
2.關(guān)鍵技術(shù)
低濃度瓦斯發(fā)電在實(shí)際應(yīng)用中需要幾種核心技術(shù)來(lái)支撐整個(gè)發(fā)電過(guò)程的順利進(jìn)行,如可靠性高的阻火技術(shù)、全電子控制技術(shù)、電控燃?xì)饣旌掀骷夹g(shù)、數(shù)字式點(diǎn)燃技術(shù)以及瓦斯與空氣混合增壓技術(shù)等。在整個(gè)機(jī)組系統(tǒng)中,首先要保證運(yùn)行和氣體傳輸?shù)陌踩?,因此需要設(shè)置安全可靠的阻火器,在發(fā)電站總進(jìn)氣管、機(jī)組進(jìn)氣總管、混合器前的燃?xì)夤芫€(xiàn)、中冷器與增壓器之間及進(jìn)氣管調(diào)速節(jié)氣門(mén)間都需分別安裝不同類(lèi)型的阻火器。另外,在瓦斯輸送時(shí)不僅需要保證輸送管道不漏氣、不易燃,還需配置細(xì)水霧輸送裝置。安置數(shù)量由輸送管道長(zhǎng)度和輸送瓦斯規(guī)模等多方面因素決定。電控燃?xì)饣旌掀骷夹g(shù),簡(jiǎn)言之,就是通過(guò)電工藝與技術(shù)子控制技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)混合氣的混合比例和空燃比,而瓦斯與空氣混合增壓技術(shù)則是需要增壓器和中冷器來(lái)促進(jìn)瓦斯空氣的混合效果和混合比例,提高發(fā)電機(jī)功率并降低產(chǎn)生的熱負(fù)荷。發(fā)電技術(shù)在不斷改善,目前點(diǎn)火技術(shù)上多用電控單元來(lái)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)控點(diǎn)火時(shí)間、點(diǎn)火強(qiáng)度等,確保點(diǎn)火操作處于最佳的環(huán)境中。
3.低濃度瓦斯發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用
低濃度瓦斯發(fā)電技術(shù)經(jīng)研發(fā)和不斷創(chuàng)新之后在我國(guó)大部分煤礦中得到應(yīng)用,在其所有應(yīng)用形式中,燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)式發(fā)電優(yōu)勢(shì),其他還有鍋爐與蒸汽輪機(jī)發(fā)電模式、燃?xì)廨啓C(jī)與蒸汽輪機(jī)發(fā)電組合模式。在使用瓦斯發(fā)電時(shí),燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)式發(fā)電模式具有燃燒充分完成、排放有害氣體少、抗爆燃性能好、經(jīng)濟(jì)效益高和混合氣發(fā)火范圍廣等絕對(duì)性?xún)?yōu)勢(shì)。
4.改進(jìn)低濃度瓦斯發(fā)電技術(shù)措施
1 提高瓦斯發(fā)電效率
為提高發(fā)電效率,在發(fā)電機(jī)組中可以布置循環(huán)式設(shè)備,以充分利用機(jī)組產(chǎn)生的熱量,且其占地面積小,損耗率降低。對(duì)發(fā)電機(jī)組的增壓室進(jìn)行改進(jìn),如配合小噴流技術(shù)進(jìn)行瓦斯預(yù)處理、采用二體增壓閥進(jìn)行封閉提高增壓效果等。不同的瓦斯?jié)舛葧?huì)產(chǎn)生不同的發(fā)電效率,因此,通過(guò)摸索搭配得到適合的瓦斯?jié)舛瓤梢愿纳普w發(fā)電效率。
2 提高發(fā)電及瓦斯運(yùn)送安全性
從2010年開(kāi)始,國(guó)家安監(jiān)局頒布了煤礦用非金屬瓦斯輸送管材安全技術(shù)條件、瓦斯管道輸送自動(dòng)阻爆裝置技術(shù)條件和細(xì)水霧混合安全輸送裝備技術(shù)規(guī)范等10項(xiàng)低濃度瓦斯輸送和利用標(biāo)準(zhǔn),一方面規(guī)范煤礦安全生產(chǎn),另一方面也有助于學(xué)者進(jìn)行這些方面的安全性技術(shù)研究。采取加強(qiáng)輸送管道的材料安全性、使用專(zhuān)門(mén)的漏氣監(jiān)測(cè)裝置、合理配置防火阻爆裝置等措施能使安全事故發(fā)生率大大降低。具體如安全設(shè)施安設(shè)段管道應(yīng)選用鋼管,其他輸送管道可選用非金屬管,輸送管道材料需進(jìn)行防腐蝕、防漏氣、防砸壞、防靜電處理。對(duì)發(fā)電機(jī)房和配電室等地配置的照明裝置采用防爆燈具,設(shè)應(yīng)急照明,在變壓器上也要進(jìn)行瓦斯、過(guò)流和速斷等保護(hù)。而瓦斯抽采泵房、輸氣站加壓機(jī)房和低濃度瓦斯管道系統(tǒng)中所選用的電氣設(shè)備、儀表均應(yīng)滿(mǎn)足礦用防爆要求。非防爆設(shè)備和儀表應(yīng)集中安設(shè)到專(zhuān)門(mén)的儀表間(或配電間),并采取相應(yīng)的隔離措施和消防措施。
3 提高瓦斯利用度
濃度煤層氣發(fā)電技術(shù)較成熟,發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率一般為700kW。在實(shí)際應(yīng)用中,各個(gè)煤礦的煤層規(guī)模、瓦斯?jié)舛群屯咚沽康惹闆r不同,需要不同功率和利用度高的機(jī)組來(lái)適應(yīng)不同情況??梢詮耐咚钩椴?、輸送和點(diǎn)燃利用全過(guò)程來(lái)降低瓦斯的損耗,提高可使用瓦斯的數(shù)量?;蛘呤褂弥悄芸刂萍夹g(shù)來(lái)對(duì)瓦斯添加混合氣進(jìn)行精確控制,進(jìn)而提高瓦斯氣體的利用率。對(duì)于通風(fēng)瓦斯,可以經(jīng)過(guò)增壓和濃度濃縮來(lái)進(jìn)行利用。
超低濃度瓦斯氧化熱電聯(lián)技術(shù)
技術(shù)路線(xiàn)
煤礦超低濃度抽放及風(fēng)排瓦斯氧化技術(shù)的主要原理是高溫甲烷氧化,主要工藝方式是:
1
在不影響煤礦抽采系統(tǒng)的情況下,通過(guò)負(fù)壓采集煤礦現(xiàn)有排空的超低濃度抽放及風(fēng)排瓦斯,摻混至甲烷濃度1.2%后(其內(nèi)還伴隨著乙烷、丙烷等氣體)輸送至蓄熱式氧化裝置。
2
摻混的甲烷進(jìn)入氧化裝置內(nèi),在900攝氏度以上的高溫環(huán)境瞬間無(wú)火焰氧化,釋放氧化熱,加熱周?chē)諝獠崃績(jī)?chǔ)存于氧化裝置內(nèi)的蓄熱器中。由于產(chǎn)生的氧化熱大于逃逸掉的熱量,因此所產(chǎn)生的氧化熱除了可以滿(mǎn)足氧化裝置自身熱氧化環(huán)境的熱量需求外,還會(huì)產(chǎn)生多余的熱量外送進(jìn)入余熱鍋爐,產(chǎn)生高溫蒸汽。
3
利用高溫蒸汽,進(jìn)行供暖和推動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電,實(shí)現(xiàn)熱電二聯(lián)機(jī)。
氣體分析儀表在瓦斯熱電聯(lián)項(xiàng)目中的應(yīng)用
山西長(zhǎng)治某煤層氣熱電聯(lián)項(xiàng)目
項(xiàng)目特點(diǎn):煤層氣濕度大、煤層氣濃度低,對(duì)檢測(cè)精度要求高。
提供設(shè)備:抽取式激光濃度分析儀
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試客戶(hù)用標(biāo)氣檢測(cè)設(shè)備和運(yùn)行后各氣體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)均達(dá)到客戶(hù)的要求,得到客戶(hù)的一致肯定。

我司根據(jù)瓦斯發(fā)電相關(guān)工藝對(duì)甲烷含量分析的具體要求,設(shè)計(jì)、制造用于在線(xiàn)監(jiān)測(cè)甲烷濃度分析的抽取式激光濃度分析儀。該分析儀由兩個(gè)單元組成:預(yù)處理單元和分析單元。樣品氣經(jīng)采樣泵由輸氣管道抽出,經(jīng)過(guò)預(yù)處理單元除塵,除水后進(jìn)入分析單元進(jìn)行分析,系統(tǒng)分析精度和穩(wěn)定性較高。
采用激光原理測(cè)試甲烷,具有“快"、“準(zhǔn)"、“穩(wěn)"的突出優(yōu)點(diǎn),相比傳統(tǒng)紅外原理具有本征無(wú)漂移,長(zhǎng)期使用無(wú)需校準(zhǔn),使用壽命更長(zhǎng)。多級(jí)預(yù)處理措施,有效過(guò)濾雜質(zhì)和水汽,并包含自動(dòng)排水功能。PLC控制輸出,可實(shí)現(xiàn)多種功能集成。多通道集成,可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn),多參數(shù)集成測(cè)試,節(jié)約成本。


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