礦井乏風(fēng)瓦斯直接參與燃煤鍋爐燃燒發(fā)電技術(shù)專利申請

1、說 明 書礦井乏風(fēng)瓦斯直接參與燃煤鍋爐燃燒發(fā)電技術(shù)完成單位:神東煤炭分公司科技中心完成人員:周成軍技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及煤礦井乏風(fēng)流中瓦斯作為燃料參與燃煤鍋爐燃燒，尤其涉及到煤礦井乏風(fēng)流中濃度低于0.75%的瓦斯作為燃料參與煤礦井口附近的燃煤或燃矸石電廠鍋爐燃燒。背景技術(shù)在煤炭開采過程中，煤層中賦存在大量瓦斯涌到采掘空間，采用礦井通風(fēng)排除礦井瓦斯是瓦斯治理的基本手段之一。這樣大量的瓦斯隨礦井主要通風(fēng)機排向大氣，在浪費寶貴瓦斯能源的同時，給大氣環(huán)境也造成極大的污染。我國煤炭資源較為豐富，但絕大部分煤田屬高瓦斯煤田，且煤層瓦斯透氣性較差，按目前的技術(shù)，礦井瓦斯抽采利用率較低，絕大部分瓦斯由礦井通風(fēng)方式

2、排入到大氣中，相當(dāng)一部分礦井乏風(fēng)流中的瓦斯含量在0.5%0.75%之間，個別接近1%，乏風(fēng)流中含有大量有瓦斯；另一方面，由于煤炭為大宗商品，運輸成本高，大量的煤礦在井口附近設(shè)有電廠，改輸煤為輸電。由于電廠燃煤鍋爐需要消耗大量空氣，且電廠距離井口一般都在1000m范圍內(nèi)，這樣就存在將礦井含瓦斯乏風(fēng)引入電廠鍋爐中參與燃燒的可能性。由于瓦斯極易燃燒，將改善煤炭燃燒性能，瓦斯燃燒還產(chǎn)生大量熱量，節(jié)約了燃煤的同時，也減少了向大氣層排放的瓦斯量。以保德煤礦為例說明其經(jīng)濟效益。保德煤礦熱電廠用風(fēng)量平均為6500m3/min，改用礦井乏風(fēng)，乏風(fēng)流中瓦斯平均濃度為0.5%，則每年燃燒的瓦斯為1.2萬噸，節(jié)約煤炭

3、3萬噸，以300元/噸計算，節(jié)約燃煤成本900萬元，減排量折算成二氧化碳為24萬噸，成為cdm項目后，按每噸二氧化碳10美元計算，每年又可獲得240萬美元收益。項目一次投資約500萬元，用不了一年即可收回全部成本。因此有必要設(shè)計一種將礦井乏風(fēng)瓦斯參與燃煤鍋爐燃燒的系統(tǒng)裝置，以實現(xiàn)乏風(fēng)流中瓦斯參與燃燒發(fā)電。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種將礦井乏風(fēng)流引入電廠鍋爐，使乏風(fēng)流中瓦斯參與燃燒的系統(tǒng)裝置，以實現(xiàn)乏風(fēng)流中瓦斯燃燒發(fā)電的目的。為了實現(xiàn)上述目的，以神東煤炭分公司保德煤礦為例說明，本發(fā)明采用如下設(shè)計：1、乏風(fēng)流通道。礦井乏風(fēng)經(jīng)礦井主要通風(fēng)機抽出地面后，經(jīng)地面設(shè)置的風(fēng)道流入礦井口附近燃煤電廠的引風(fēng)

4、機，由引風(fēng)機送入電廠燃煤鍋爐。2、風(fēng)量調(diào)節(jié)出口。由于燃煤電廠用風(fēng)量與礦井乏風(fēng)量不完全一致，礦井乏風(fēng)量大于熱電廠用風(fēng)量時，風(fēng)量調(diào)節(jié)口設(shè)在礦井主要通風(fēng)機出風(fēng)口處，礦井乏風(fēng)量小于熱電廠用風(fēng)量時，風(fēng)量調(diào)節(jié)口設(shè)在熱電廠引風(fēng)機入口，以減少通風(fēng)阻力損失。3、乏風(fēng)流瓦斯防爆系統(tǒng)。、瓦斯監(jiān)測監(jiān)控與瓦斯風(fēng)機閉鎖。在煤礦井下總回風(fēng)流中設(shè)置瓦斯監(jiān)測探頭，瓦斯監(jiān)測探頭與地面熱電廠鍋爐引風(fēng)機閉鎖。當(dāng)乏風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸^1%時，自動切斷電廠引風(fēng)機電源，防止發(fā)生瓦斯事故，乏風(fēng)全部由風(fēng)量調(diào)節(jié)口排出，并盡快打開通風(fēng)機出口附近的風(fēng)門，以減少通風(fēng)阻力，保持礦井正常通風(fēng)。并在風(fēng)門出口附近等乏風(fēng)流可能影響的地點周圍設(shè)置警戒。、熱電廠引風(fēng)

5、機及其附屬裝置采用礦用防爆型。、乏風(fēng)流隔爆。由于礦井乏風(fēng)流瓦斯?jié)舛入x瓦斯爆炸下限還相距甚遠，可以不考慮乏風(fēng)流防爆輸送，但需在地面風(fēng)道中設(shè)置高效的隔爆設(shè)施，以消除爆炸對礦井的影響。a、隔爆水霧。在風(fēng)道中部區(qū)域設(shè)置噴霧水幕，要求水霧區(qū)長度不小于40米，乏風(fēng)流中的水霧含水量原則上不小于乏風(fēng)中的瓦斯含量(重量比),在接近電廠引風(fēng)機的乏風(fēng)流中可設(shè)置網(wǎng)狀的水霧除霧器。霧送的優(yōu)點是投入少，缺點是耗水。b、也可采取隔爆水棚、巖粉棚等措施。、設(shè)置防爆門。正對電廠鍋爐的進風(fēng)口的風(fēng)道端頭設(shè)置防爆門，以隔斷爆炸氣流對礦井的沖擊。、防爆相關(guān)規(guī)定。嚴(yán)格執(zhí)行煤礦安全規(guī)程關(guān)于井口房及通風(fēng)機附近20米處嚴(yán)禁煙火的規(guī)定，并將規(guī)定

6、擴展到礦井口至電廠風(fēng)流入口處。風(fēng)量調(diào)節(jié)口出口向上，并高于地面不小于5米。4、風(fēng)機聯(lián)合運轉(zhuǎn)。礦井反風(fēng)時，由于地面風(fēng)道風(fēng)流也會反向。反風(fēng)流由風(fēng)量調(diào)節(jié)口供給。電廠引風(fēng)機附近的風(fēng)門必須提前打開，以保證引風(fēng)機供風(fēng)。其它如風(fēng)機檢修、切換等工作基本不影響風(fēng)機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)，可參照以已有措施執(zhí)行。5、其它設(shè)施。在礦井主要通風(fēng)機出口入電廠引風(fēng)機入口附近設(shè)置風(fēng)門，以方便設(shè)備檢修等工作。附圖說明圖1乏風(fēng)直接參與燃燒輸送系統(tǒng)圖。具體實施方式1、正對礦井主要通風(fēng)機出風(fēng)口設(shè)置輸送風(fēng)道，輸送風(fēng)道凈斷面積為15m2，風(fēng)道墻體采用厚200mm的c20砼澆筑，頂面采用150mm厚c30鋼筋砼澆筑，底板采用厚150mmc20砼澆筑。風(fēng)道每米消耗砼約3m3，造價約5000元，整個風(fēng)道含風(fēng)門等投資按1000米風(fēng)道折算，約需500萬投資。2、由于礦井主要通風(fēng)機風(fēng)量在12000m3左右，在礦井主要通風(fēng)出風(fēng)口附近的風(fēng)道兩側(cè)設(shè)置風(fēng)門及風(fēng)量調(diào)節(jié)口。以方便檢修及風(fēng)量調(diào)節(jié)之用。風(fēng)門做法與井下風(fēng)門相同，只設(shè)單向風(fēng)門兩道。風(fēng)量調(diào)節(jié)口也采用砼澆筑，出口向上，離地面不小于10米，風(fēng)量調(diào)節(jié)風(fēng)道及出口斷面不