20章瓦斯綜合利用

其次十章 瓦斯綜合利用第一節(jié)礦井瓦斯綜合利用方案一、瓦斯利用的必要性充分利用礦山資源，保護(hù)環(huán)境瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)和衛(wèi)生的能源，它的主要成分是甲烷CH41m純甲烷〔濃度〕35.19MJ，1.2kg〔電力等〕的需求，削減礦井的資燃燒、作為化工原料和發(fā)電等。的臭氧層，依據(jù)氣候變遷國(guó)際委員會(huì)爭(zhēng)論報(bào)告，其溫室效應(yīng)是CO2的21倍。假設(shè)大而增加地球外表的溫室效應(yīng)，將導(dǎo)致全球變暖，破壞地球的生態(tài)環(huán)境。2023年，全部興旺國(guó)家排放的二氧化碳等6種溫室氣體的數(shù)量，要比19905.2%，2023書》正式生效。優(yōu)化能源構(gòu)造，削減對(duì)傳統(tǒng)能源的依靠20231.7t,僅為世界平均值6.6%；17976.5%；人均煤炭145t，95.4%。人均化石燃料儲(chǔ)量的國(guó)際比較見(jiàn)表18-1-1。其開(kāi)發(fā)潛力巨大。依據(jù)目前我國(guó)石油自然氣資源覺(jué)察率計(jì)算〔10％，31.463〔即每1.0〔城市門站價(jià)〕計(jì)算3101020—20—11貴州省煤礦設(shè)計(jì)爭(zhēng)論院化工、電力、生活效勞等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展，增加就業(yè)時(shí)機(jī)，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的進(jìn)展。瓦為主的能源消費(fèi)構(gòu)造可以得到改善和優(yōu)化，削減對(duì)傳統(tǒng)能源的依靠。表18-1-1 人均化石燃料儲(chǔ)量的國(guó)際比較表〔2023年〕名稱中國(guó)美國(guó)歐盟日本OECD印度世界〔t/人〕145833862.832084152〔t/人〕1.6812.164.870.069.080.7325.31自然氣可采儲(chǔ)量〔t/人〕179718412562431312800100227817貫徹國(guó)家相關(guān)政策國(guó)家為充分利用礦山資源，保護(hù)環(huán)境，滿足國(guó)家進(jìn)展對(duì)能源的需求，2023于印發(fā)煤礦瓦斯治理與利用實(shí)施意見(jiàn)的通知〔特急發(fā)改能源[2023]1119；由國(guó)〔發(fā)改[2023]1137。2023〔[2023]28；由國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于加快煤層氣〔煤礦瓦斯〕〔國(guó)辦發(fā)[2023]47。2023〔國(guó)辦發(fā)[2023]47。費(fèi)、上網(wǎng)電價(jià)等方面享受國(guó)家有關(guān)優(yōu)待政策。對(duì)企業(yè)的進(jìn)展等將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。礦井安全生產(chǎn)的需求貴州五輪山煤業(yè)五輪山煤礦初步設(shè)計(jì)(變更) 其次十章瓦斯綜合利用促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)。內(nèi)因。二、瓦斯利用途徑分析概述作為化工原料、燃料和發(fā)電幾個(gè)方面來(lái)作介紹。瓦斯作為化工原料工利用途徑也和自然氣相仿，用作化工原料開(kāi)發(fā)系列化工產(chǎn)品〔圖18-1-1醇、炭黑、生產(chǎn)乙炔等。但不管是熱解生成炭黑、乙炔；氨氧化生成丙烯烷、有機(jī)玻璃單體；硝化生成三氯硝基甲烷；氯化生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷；氧化生成甲醛，60%以下，長(zhǎng)距離管道輸送、液化壓縮都需要提純，這無(wú)形中增加了礦井的運(yùn)行本錢。瓦斯作為民用燃料瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)和衛(wèi)生的能源，它的主要成分是甲烷〔CH4，1m純甲烷〔濃度〕35.19MJ，1.2kg瓦斯但利用效率高，而且近距離輸送瓦斯氣，不用提純和液化，削減了輸送費(fèi)用。瓦斯圖18-1-1 瓦斯加工利用方向圖瓦斯發(fā)電2～3井瓦斯發(fā)電不適宜，不予考慮。蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組貴州五輪山煤業(yè)五輪山煤礦初步設(shè)計(jì)(變更) 其次十章瓦斯綜合利用長(zhǎng)，不敏捷，所以目前規(guī)劃的瓦斯氣電站根本不承受這種裝機(jī)形式。燃?xì)鈿廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組提高發(fā)電效率。目前，在以自然氣為燃料的燃?xì)怆娬局休^多承受。50%,氣量較大的而且氣源穩(wěn)定的狀況下，0.9MPa160℃，依據(jù)美國(guó)礦山39%，并且要求濃度穩(wěn)定、連續(xù)。氣量和濃度比較穩(wěn)定的礦區(qū)。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組5～35kPa，6%以上均可利用，這使得燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組在瓦斯氣發(fā)電方面獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。100～2023kW有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，主要表現(xiàn)在輸出功率的提高、污染物排放的降低。NOxCO穩(wěn)態(tài)工況下運(yùn)行，假設(shè)進(jìn)展嚴(yán)格掌握，可以使NOx、CO和未燃碳?xì)浠衔锱欧耪莆赵?.2～0.42g/kWh。另一掌握燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)污染的主要方法是淡薄燃燒(目前大局部發(fā)動(dòng)機(jī)承受這種技術(shù))，使用大量過(guò)剩的空氣系統(tǒng)(超過(guò)50%～100%的理論空氣量)，通過(guò)常使用超高能量點(diǎn)火、預(yù)燃室、小火點(diǎn)火系統(tǒng)(使用1%能量)等，淡薄燃燒燃?xì)獍l(fā)動(dòng)NOx0.4～0.94g/kWh。燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格維護(hù)，完全可以實(shí)現(xiàn)熱500～2023kW不穩(wěn)定的煤礦瓦斯使用。瓦斯氣發(fā)電方式比較18-1-2。。機(jī)組方式燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組+余熱鍋燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組機(jī)組方式燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組+余熱鍋燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組+余熱鍋燃?xì)忮仩t+蒸汽關(guān)心系統(tǒng)簡(jiǎn)潔循環(huán)發(fā)電效率(%)全廠綜合效率(%)啟動(dòng)時(shí)間燃料供給壓力對(duì)瓦斯?jié)舛纫笄咴靸r(jià)(元)爐〔+蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組〕較簡(jiǎn)潔爐+蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組較簡(jiǎn)潔輪機(jī)發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)單34～4325～3825～3045～90l0s40～9021min～1h30～701～3h以上低壓中壓低壓6%以上40%30%5500左右6000左右5000左右三、礦井瓦斯利用方案井不抽采瓦斯均不具備作為民用和化工原料利用條件，臨時(shí)按發(fā)電利用考慮。貴州五輪山煤業(yè)五輪山煤礦初步設(shè)計(jì)(變更) 其次十章瓦斯綜合利用其次節(jié) 瓦斯發(fā)電一、發(fā)電機(jī)組選擇1、設(shè)計(jì)依據(jù)＝107m3/min〔45m3/mi62m3/mi；4020％；2、發(fā)電機(jī)組選擇計(jì)算考慮，低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)10.5MJ/(kW·h)考慮，每立方米純瓦斯完全燃燒發(fā)熱量35.19MJ/Nm3。估量凹凸負(fù)壓抽放的凹凸?jié)舛韧咚箍砂l(fā)電功率為：P =45×60×35.19÷9.8=9048kW高P =62×60×35.19÷10.5=12467kW低3、發(fā)電機(jī)組選擇6700kW低濃度燃61000kW6臺(tái)。二、進(jìn)氣系統(tǒng)〔一〕進(jìn)氣系統(tǒng)概述1、瓦斯發(fā)電站前期低濃度發(fā)電系統(tǒng)前期從瓦斯抽放站到瓦斯發(fā)電站的瓦斯輸送管主管選用管徑DN500的焊接鋼水霧，避開(kāi)了火焰的產(chǎn)生(靜電或其它產(chǎn)生的火焰)，并起到阻火的作用，保證了瓦斯20米設(shè)置一個(gè)水霧發(fā)生器。DL30-1611型水泵二臺(tái)作為霧化系統(tǒng)的動(dòng)力泵〔一臺(tái)工作，一臺(tái)備用YB200L1-〔30kW、380，二臺(tái)〔一臺(tái)水泵配一臺(tái)電機(jī)。2、瓦斯發(fā)電站后期高濃度發(fā)電系統(tǒng)后期從瓦斯抽放站到瓦斯發(fā)電站的瓦斯輸送管主管，選用管徑DN500的焊接鋼器、防爆電動(dòng)蝶閥等設(shè)備，將高濃度瓦斯輸送到發(fā)電站。3、瓦斯發(fā)電站前期低濃度發(fā)電系統(tǒng)后期再?gòu)耐咚钩榉耪镜酵咚拱l(fā)電站的瓦斯輸送管主管選用管徑DN500的焊接鋼水霧，避開(kāi)了火焰的產(chǎn)生(靜電或其它產(chǎn)生的火焰)，并起到阻火的作用，保證了瓦斯20米設(shè)置一個(gè)水霧發(fā)生器。DL30-1611型水泵二臺(tái)作為霧化系統(tǒng)的動(dòng)力泵〔一臺(tái)工作，一臺(tái)備用YB200L1-〔30kW、380，二臺(tái)〔一臺(tái)水泵配一臺(tái)電機(jī)。〔二〕主要設(shè)備工作原理1、水位自控式水封阻火器了瓦斯中的甲烷濃度，使火焰熄滅。水位自控式水封阻火器承受雷達(dá)水位監(jiān)測(cè)(雷達(dá)液位計(jì)是德國(guó)E+H公司生產(chǎn))和計(jì)算機(jī)自動(dòng)掌握，當(dāng)水位低于設(shè)定下限水位時(shí)自動(dòng)補(bǔ)。此套系統(tǒng)同時(shí)帶有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)傳和無(wú)限傳輸系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。2、絲網(wǎng)過(guò)濾器中的粉塵顆粒和水分。3、瓦斯管道專用阻火器以至由于自由基進(jìn)入熄火層內(nèi)就復(fù)合成分子并放出能量，自由基越來(lái)越少直到?jīng)]貴州五輪山煤業(yè)五輪山煤礦初步設(shè)計(jì)(變更) 其次十章瓦斯綜合利用有，火焰熄滅。4、低溫濕式放散閥當(dāng)系統(tǒng)用氣量突然削減時(shí)(如瓦斯發(fā)電機(jī)組突然削減開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)或突然降低負(fù)荷)，為保證水環(huán)真空泵的安全運(yùn)行和整個(gè)輸送系統(tǒng)工作在設(shè)定的壓力范圍內(nèi)，在輸變送器可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制。瓦斯的排空是通過(guò)水而放散到空中的，因此該放散三、冷卻循環(huán)系統(tǒng)5kg／d。40m3／h考慮。前期低濃度瓦斯發(fā)電選用與機(jī)組配套的多風(fēng)扇水箱666一臺(tái)，形成密閉循環(huán)。發(fā)電站的外冷卻密閉循環(huán)系統(tǒng)，節(jié)約冷卻水。四、余熱利用系統(tǒng)〔余熱鍋爐〕產(chǎn)生高溫汽水混合體，然后再熱回收系統(tǒng)主要是由余熱利用裝置〔余熱鍋爐、汽水分別器、多級(jí)立式離心泵、軟化水箱、全自動(dòng)軟水器等組成。前期低濃度瓦斯發(fā)電選用REQ-70型余熱利用裝置〔含汽水分別器〕6臺(tái)。后期高濃度瓦斯發(fā)電選用REQ-100〔含汽水分別器〕6REQ-70型余熱利用裝置〔含汽水分別器〕6臺(tái)第四節(jié) 電氣系統(tǒng)1、電力系統(tǒng)主接線6700kW623150kA10kV10kV10kV為煤礦的生產(chǎn)供給電力。瓦斯發(fā)電站后期安裝6臺(tái)1000kW6臺(tái)機(jī)組所發(fā)電量經(jīng)過(guò)2臺(tái)4000kA10kV10kV10kV10kV10kV10kV母線上2、站內(nèi)動(dòng)力配電設(shè)計(jì)觸器在現(xiàn)場(chǎng)或低壓配電室掌握。線路敷設(shè)方式承受直埋或沿電纜溝敷設(shè)。3、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)24V2臺(tái)硅整流啟動(dòng)電源，動(dòng)使用。4、10kV配電裝置10kV高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)在工業(yè)場(chǎng)地瓦斯發(fā)電站配電間內(nèi)：高壓開(kāi)關(guān)柜選用具有五防功能的KYN28A-12型鎧裝移開(kāi)式溝通金屬封閉開(kāi)關(guān)柜，配真空斷路器、彈簧操作機(jī)構(gòu)。5、升壓變壓器型低損耗全封閉電力變壓器。室外布置，高壓側(cè)電纜引出，低壓側(cè)由銅排引入。6、繼電保護(hù)①升壓變壓器保護(hù)配置合保護(hù)，保護(hù)裝置安裝在高壓開(kāi)關(guān)柜上。②電廠、變電所進(jìn)出線保護(hù)10kV出線開(kāi)關(guān)柜承受微機(jī)保護(hù)，設(shè)置速斷、過(guò)流保護(hù)。保護(hù)裝置分散安裝貴州五輪山煤業(yè)五輪山煤礦初步設(shè)計(jì)(變更) 其次十章瓦斯綜合利用在各自的開(kāi)關(guān)柜上。③發(fā)電機(jī)保護(hù)0.4kV發(fā)電機(jī)保護(hù)為：短路保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、欠壓保護(hù)、逆功率保護(hù)及發(fā)電機(jī)寵保護(hù)。其保護(hù)由發(fā)電機(jī)組配套的掌握屏實(shí)現(xiàn)，不需另外選購(gòu)保護(hù)裝置。7、直流系統(tǒng)各廠配置直流220V38Ah置在低壓配電室內(nèi)。8、過(guò)電壓保護(hù)及防雷、接地①建構(gòu)筑物防雷25米高避雷針對(duì)各分廠主廠房進(jìn)展保護(hù)；掌握室承受屋面避雷帶保護(hù)。2510Ω。②過(guò)電壓保擴(kuò)10kV配電裝置承受金屬氧化鋅避雷器，以防止外部雷電過(guò)電壓入侵和內(nèi)部操作過(guò)電壓。③接地廠內(nèi)設(shè)聯(lián)合接地網(wǎng)，接地裝置承受鍍鋅角鋼L30×5×2500作為垂直接地體，承受30×51Ω。9、站內(nèi)照明、檢修局部30min。9、電纜設(shè)施①電纜構(gòu)筑物本工程電纜構(gòu)筑物考慮承受如下幾種類型：a、電纜敷設(shè)承受直埋或電纜溝敷設(shè)。b、機(jī)房及配電室一般承受電纜溝。②電纜選型依據(jù)《電力工程電纜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50217—94有關(guān)條款的規(guī)定，本工程 纜選型如下：a、10kV動(dòng)力電纜承受交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電力電纜：b、低壓動(dòng)力電纜承受聚氯乙烯絕緣銅芯電力電纜；③電纜防火措施為防止火災(zāi)集中造成損失，本工程承受以下防火措施：置必要消防設(shè)備。10、廠內(nèi)通信再上通訊調(diào)度系統(tǒng)，外線從原調(diào)度中心分線箱處引出。11、掌握①瓦斯發(fā)電機(jī)組及保護(hù)停車功能。②低濃度瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)〔風(fēng)井場(chǎng)地低濃度瓦斯發(fā)電站〕越限即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，保護(hù)瓦斯輸送系統(tǒng)的安全運(yùn)行。③可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)體濃度報(bào)警時(shí)，關(guān)斷總氣源及各發(fā)電機(jī)組進(jìn)口氣源閥門，機(jī)組停頓發(fā)電。貴州五輪山煤業(yè)五輪山煤礦初步設(shè)計(jì)(變更) 其次十章瓦斯綜合利用第五節(jié) 設(shè)備布置產(chǎn)流程、工藝流向合理；盡量削減管線長(zhǎng)度，避開(kāi)穿插，削減彎曲；留意噪聲掌握和隔震；盡量做到電站布局整齊、美觀，制造良好的使用條件和操作環(huán)境。依據(jù)以上原則，把發(fā)電機(jī)組和汽水熱交換器并排布置于主