煤矿低浓度瓦斯发电技术简介.ppt

煤矿低浓度瓦斯发电技术简介 胜动集团自动化低浓度瓦斯发电机组 智能 可靠 高效 胜动集团简介 1 瓦斯发电发展历程 2 3 产品市场应用情况 4 低浓度瓦斯发电技术简介 效益分析 5 胜动集团简介 1 燃气发电产业先行者 国内最大的燃气综合利用装备专业生产制造基地中国分布式燃气综合利用技术服务专家国家燃气综合利用相关行业标准的制订者 行业政策推动和参与制订者燃气发电行业唯一 中国名牌 产品 国内最大的燃气综合利用装备专业生产制造基地 CE认证证书 QHSE认证证书 中国分布式燃气综合利用技术服务专家 国家燃气综合利用相关行业标准的制订者 行业政策推动和参与制订者 行业政策推动者 关于利用煤层气 煤矿瓦斯 发电工作的实施意见 可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法 节能发电调度办法 试行 相关行业标准的制订者 煤矿安全生产行业标准 AQ1075 2009 煤矿低浓度瓦斯往复式内燃机驱动的交流发电机组通用技术条件 AQ1078 2009 煤矿低浓度瓦斯与细水雾混合安全输送装置技术规范 AQ1074 2009 煤矿瓦斯输送管道干式阻火器通用技术条件 AQ1077 2009 煤矿瓦斯往复式内燃机发电站安全要求 瓦斯发电发展历程 2 第一阶段 1995年 在山西晋城首次进入煤矿瓦斯发电领域 但当时主要还是应用天然气机技术 这种发电机组仅适合于煤层气开发的初期 瓦斯浓度高 变化小 第二阶段 2000年 2004年 发明电控燃气混合器 开发400kW 500kW 1200kW 2000kW煤矿瓦斯发电机组 这种发电机组适合于瓦斯浓度大于30 的煤矿 400kW瓦斯发电机组 500kW瓦斯发电机组 第三阶段 2004年下半年到现在 相继开发了低浓度瓦斯安全输送技术 机组安全防爆技术 低浓度发电技术等相关专项技术 并成功应用于煤矿低浓度瓦斯 4 30 发电领域 低浓度瓦斯发电技术简介 3 瓦斯发电站示意图 3 1利用低浓度瓦斯发电需要解决的问题 如何安全 高效的利用瓦斯进行发电必须解决两方面的问题 一是安全问题 输送安全性 输送安全是低浓度瓦斯发电的首要前提 机组安全性 机组安全是低浓度瓦斯发电的重要保障 二是适应性问题 机组对瓦斯的适应性 保证机组适应瓦斯浓度不断变化的特点 机组发电的稳定 高效性 利用瓦斯稳定 高效的发电是效益的保证 3 2低浓度瓦斯发电安全输送工艺 3 2低浓度瓦斯发电安全输送工艺 3 3低浓度瓦斯安全输送系统 水位自控式水封阻火器采用雷达水位监测 雷达液位计是德国E H公司生产 和计算机自动控制 当水位低于设定下线水位时自动补水 当水位高于设定上线水位时自动放水 从而维持水位的恒定 保证阻火器可靠工作 3 3低浓度瓦斯安全输送系统 阻火技术 火焰以一定速度进入阻火芯狭缝时 反应中心的自由基和自由原子与冷壁相碰撞放出其能量 反应区的热量流向冷壁边界 火焰面达到一定距离时 开始形成熄火层 自由基越来越少直到没有 火焰熄灭 3 3低浓度瓦斯安全输送系统 湿式放散技术 为保证煤矿水环真空泵的安全运行和整个输送系统工作在设定的压力范围内 在输送系统的主管道上设置一个瓦斯安全放散器 当输送系统管道压力增高时 内套水面下降 外套水面上升 当内套水面下降到露出内套下沿时 瓦斯便通过水溢出排空 实现安全放散 3 3低浓度瓦斯安全输送系统 细水雾灭火技术 细水雾灭火是当今世界消防领域内的最新技术 但此技术应用在煤矿瓦斯输送方面 有以下两点本质区别的 消防领域所灭火源是非运动的 而瓦斯管道内的火源是以声速以上的速度传播的 消防领域是先形成火焰后喷雾灭火 而瓦斯管道细水雾灭火的特点是细水雾与瓦斯已经混合均匀 并以一定的速度流动 是长期的 连续的形成细水雾 3 3低浓度瓦斯安全输送系统 细水雾灭火机理 冷却 细水雾在汽化的过程中 从燃烧物表面吸收大量的热量 从而使燃烧周围温度迅速降低 当温度降至燃烧临界值以下时 热分解中断 燃烧随即终止 稀释 火焰进入细水雾后 细水雾迅速蒸发形成蒸气 由液相变为气相 气体急剧膨胀 约1760倍 最大限度地使燃烧反应分子在空间上距离拉大 抑制火焰 3 3低浓度瓦斯安全输送系统 脱水技术 通过脱水器将瓦斯中水分脱离 脱水器由旋风脱水和重力脱水串联实现 设置在利用低浓度瓦斯的设备跟前 对于应用低浓度瓦斯发电机的设备来说 每台发电机组分别对应一套脱水器 旋风和重力脱水装置上分别设置弹簧自复位式防爆门 出厂时已将弹簧开启压力设置在100kPa 3 3低浓度瓦斯安全输送系统 细水雾输送监控系统 3 4低浓度瓦斯发电机组主要技术参数 3 5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术 电控燃气混合技术瓦斯与空气先混合后增压技术低压进气技术燃烧自动控制技术稀燃技术瓦斯管道专用阻火技术自动控制技术先进的出厂试验系统 3 5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术 电控燃气混合技术 通过计算机实现发动机空燃比闭环控制 以此适应瓦斯浓度随时变化的特点 瓦斯浓度变化而发电机组稳定输出功率 基于低热值瓦斯 设计大口径瓦斯进气通道 瓦斯与空气分别由蝶门进行控制 快速碟门 混合器 3 5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术 瓦斯与空气先混合后增压技术 该技术通过利用发动机尾气将混合后的瓦斯与空气同时增压 适应煤矿瓦斯压力低的特点 该技术的应用 可实现直接应用煤矿抽排瓦斯发电的目的 而不需要额外的瓦斯增压设备 减少投资 降低安全隐患 3 5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术 低压进气技术 针对瓦斯压力低的特点 我公司设计的瓦斯发电机组 只需要瓦斯压力达到300mmH2O以上即可达到使用条件 不需要增加加压装置 减少投资 3 5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术 燃烧自动控制技术 通过此技术 可将机组缸温控制在420 以下 显著降低热负荷 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缸温超过500 其关键部件的寿命大大降低 尤其是缸盖 活塞等部件 如果没有此项控制 容易发生爆震 一旦产生爆震 就可能造成机器的活塞熔化而产生重大机械事故 3 5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术 稀燃技术 通过合理匹配配气系统 利用自主知识产权的新概念燃烧室技术和燃烧自动控制技术 实现稀薄燃烧 降低热负荷 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 3 5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术 瓦斯管道专用阻火技术 在中冷器前与增压器后设置一道阻火器 防止增压器可能的火焰破坏中冷器 在发动机进气总管与调速蝶门之间设置一道阻火器 防止发动机燃烧室火焰回传 在增压器前与调压阀之间设置一道阻火器 防止增压器可能的火焰回传瓦斯输送管道 3 5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术 自动控制技术 基本功能 一键起停控制 操作简单 测量保护 缸温 排温在内的所有机组参数测量 发动机保护完备 工控适应 全工况段的控制 包括怠速控制 低载控制等 功率管理 具备防反送电功能 发电功率灵活控制 网络功能 便于构建大型自动化电站 有效提高网络管理水平 安全防护 实现了强弱电分离 整机防护符合CE认证 3 5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术 捷克COMAP公司的IG S智能控制系统美国WOODWARD公司的EGS系统德国MOTORTECH公司数字点火系统 3 5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术 捷克COMAP公司的IG S智能控制系统美国WOODWARD公司的EGS系统德国MOTORTECH公司数字点火系统 3 5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术 发动机参数采集控制器电量参数采集控制器混合器控制器甲烷浓度变送器触摸屏数字式转速 负荷 控制器混合器 燃气执行器等执行部件 系统构成 集中控制柜 机组控制屏 发电机组 集中监控系统 3 5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术 先进的出厂试验系统 拥有专用燃气输送管线 可模拟瓦斯 沼气等多种可燃气体进行机组试验 产品市场应用情况 4 效益分析 5 1 假设10台500GF1 3PWWD总投资为3154万元 2 电站收入电站收入合计 1765 5万元 其中包括 a 售电收入 电价按0 47元 kW h计算 电量计算 按每台机组发电功率500kW计算 10台机组发电功率为5000kW 年运行时间按7200h计算 年发电量为 5000 7200 3600万kWh 站用电按5 计算 实际售电量3600kWh 1 5 3420万kWh 年售电收入为 3420万kWh 0 47元 kW h 1607 4万元 b 余热收入 标煤按照400元 吨计算 1kg标煤热值为29260kJ 每台机组可回收余热96 4万kJ h 煤的热效率按60 计算 每小时节约标煤量为 964000 29260 60 0 0549吨 每小时 则年余热收入为 400 0 0549 7200 10 158 1万元3 经营成本经营成本合计 178万元 其中包括 人员工资 电站运行及维护人员按16人考虑 人员工资平均按3万 年 共计 3万元 人年 16人 48万元 设备维护 每台机组4万元 年 10台机