煤矿瓦斯综合利用宣传资料2011.04.ppt

煤矿瓦斯综合利用介绍 胜动集团 目录 1 集团简介2 煤矿瓦斯情况简介3 胜动瓦斯发电的历程及产品4 高浓度瓦斯利用技术 30 以上 5 低浓度瓦斯利用技术 9 30 6 通风瓦斯氧化装置及氧化技术 4 以下 7 结论 1 集团简介 胜动集团是中国最大的燃气综合利用装备专业制造企业 现有员工2400多人 具有本科以上学历的专业技术人员达700多人 2010年经营总值近25亿元 集团已成为煤层气 瓦斯 沼气 天然气 发生炉煤气 焦炉煤气等可燃气体领域分布式能源服务专家 产品出口到欧 美 亚 非 澳五大洲的30多个国家 成为集研发 生产 销售 总承包 运营 服务为一体的高新技术企业 燃气发电产业领导企业 一 燃气综合利用的先行者 行业标准的制订者 国家产业政策的推动者 1 燃气综合利用的先行者 1986年国内首台燃气发动机研制成功至今已有20多年的燃气机研发历史 项目获得国家优秀科技项目奖 2 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 一 燃气综合利用的先行者 行业标准的制订者 国家产业政策的推动者 燃气发电产业领导企业 2005年 煤矿瓦斯发电工程设计规范 等5项标准研讨会在胜动集团召开 燃气发电产业领导企业 燃气发电产业领导企业 3 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 发改能源 2007 721号 可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法 发改价格 2006 7号 节能发电调度办法 试行 2007 3523号2009年版 煤矿安全规程 修订 2004年5月16日至28日 中国工程院组织 发展燃气机充分利用 我国燃气能源的研究 咨询考察团 对胜动集团公司及所属各类燃气电站进行了实地考察 一 燃气综合利用的先行者 行业标准的制订者 国家产业政策的推动者 燃气发电产业领导企业 2005年1月 国家发改委组织在北京召开了 可燃气体回收节约潜力与回收利用技术推广研讨会 2005年 月 国家发改委在胜动集团召开瓦斯利用工作会议 行业唯一 中国名牌 产品国家首批高新技术企业国家发改委唯一推荐使用的燃气发电机组国内唯一拥有系列化 规模化和专业化的燃气发动机及其发电机组等配套设备的生产制造企业 年产各类燃气1000余台套 二 国内最大的燃气综合利用装备专业生产制造基地 燃气发电产业领导企业 燃气发电产业领导企业 CE API GOST 3C认证证书 QHSE认证证书 二 国内最大的燃气综合利用装备专业生产制造基地 缸盖加工中心 龙门加工中心 数控铣床 先进的生产设备 燃气发电产业领导企业 燃气发电产业领导企业 中国专利明星企业 拥有自主知识产权74项 其中发明专利8项 2010年7月 中国新能源企业30强 中国分布式能源产业联盟核心成员中国节能服务产业2010年度品牌企业中国合同能源管理优秀示范项目以煤矿瓦斯为燃料的内燃机设备国家火炬计划承担企业 三 中国分布式燃气综合利用技术服务专家 我们可以为客户提供新能源利用项目的一体化解决方案 集团拥有山东省燃气内燃机工程研究院 专业化发动机制造厂 山东胜动工程设计公司和燃气综合利用公司 客服中心等公司和部门 可提供国际化的BOO BOT等服务模式 实现了从研发 制造 设计总承包 电站建设 运营管理的一体化服务 三 中国分布式燃气综合利用技术服务专家 燃气发电产业领导企业 2009年集团执行总裁陪同张德江副总理 能源局张国宝局长参观江西丰城电站 燃气发电产业领导企业 煤矿瓦斯情况简介 2 1 甲烷浓度80 煤层气约占1 总量约为2亿m3左右 主要用于民用 汽车燃料 发电等 煤矿瓦斯情况介绍 煤矿瓦斯按浓度分三类 一类是 浓度大于30 的高浓度瓦斯 二类是 浓度在9 30 的低浓度瓦斯 三类是 浓度在9 以下的瓦斯超低浓度 含煤矿通风乏风 煤矿瓦斯情况介绍 煤矿瓦斯分类 煤矿瓦斯情况介绍 各类煤矿瓦斯利用 一类 浓度大于30 的高浓度瓦斯 采用高浓度瓦斯发电机组发电 二类 浓度在9 30 的低浓度瓦斯 采用低浓度瓦斯发电进行利用 三类 浓度在9 以下的瓦斯超低浓度 含煤矿通风乏风 1 甲烷浓度为0 25 5 采用用煤矿乏风氧化装置直接或经过掺混 稀释后利用 2 超低浓度瓦斯 甲烷浓度6 9 采用柴油引燃技术发电利用 瓦斯综合利用的方式 胜动瓦斯综合利用的历程 3 瓦斯综合利用的历程 瓦斯发电机组技术介绍 高浓度瓦斯利用方案 4 甲烷浓度在30 以上 高浓度煤矿瓦斯约占5 约为15m3亿左右 目前主要有以下几种利用方式 1 民用瓦斯燃气 适合于瓦斯浓度稳定 产品稳定 而且离城市相对较近的煤矿 该种方式投资大 建设周期较长 2 工业瓦斯锅炉 该种利用方式采用的燃料的直接燃烧 燃料的利用效率相对较低 适合于离城市相对较近的煤矿 3 瓦斯发电 目前具有成熟发电技术 该种方式可实现就地消耗 就地利用 发电是就地利用最佳利用方式 高浓度瓦斯利用方案 高浓度瓦斯发电应用实例 张家口盛源矿业高浓度瓦斯发电站 低浓度瓦斯发电解决方案 5 利用瓦斯进行发电需要解决的问题 低浓度瓦斯发电解决方案 如何安全 高效的利用低浓度瓦斯进行发电必须解决两方面的问题 一 安全问题 利用低浓度瓦斯发电首先要保证安全问题 主要分两个方面 1 低浓度瓦斯输送安全 2 机组本身的安全性二 机组对不断变化瓦斯的适应性问题采用何种技术 保证机组适应瓦斯浓度不断变化的特点 并能稳定 高效地运行 低浓度瓦斯利用安全解决方案 5 1 低浓度瓦斯利用安全解决方案 低浓度瓦斯输送安全问题解决解决办法 技术支撑 多级阻火 被动阻火 技术与细水雾混合输送 主动阻火 技术 国家发明专利 专利号 ZL200510044290 0 符合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 安全方案 低浓度瓦斯利用安全解决方案 1 低浓度瓦斯输送安全问题解决 进气方式 先混合后增压 混合气体为爆炸的最佳范围 9 左右 如果控制不好就会导致整套进气系统爆炸 多级阻火 共设置2道4处阻火 彻底解决瓦斯回火的安全问题 瓦斯专用阻火器 2 机组安全问题解决 低浓度瓦斯利用安全解决方案 多级阻火技术及湿式放散技术 被动阻火技术 所谓被动阻火是指当瓦斯输送过程中产生爆炸火焰时 阻火装置安全的将爆炸火焰阻在前端 不向后面传播 从而保证矿井的安全 系统包括 水位自控式水封阻火器 瓦斯管道专用阻火器 溢流脱水水封阻火器等共三级阻火装置 低浓度瓦斯输送安全问题解决 低浓度瓦斯利用安全解决方案 阻火原理 当火焰通过水气混合层时 火焰与水接触 能量被水蒸发吸收 化学反应的自由基减少并消除 同时 水的瞬间气化也降低了瓦斯中的甲烷浓度 使火焰熄灭 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 从而维持水位的恒定 保证阻火器可靠工作 湿式水位自控式水封阻火器 低浓度瓦斯输送安全问题解决 低浓度瓦斯利用安全解决方案 阻火原理 基于火焰通过狭窄通道时的熄灭现象研究 火焰在狭缝中淬熄主要是由于火焰表面的化学反应放热与散热条件不匹配引起的 火焰以一定的速度进入狭缝时 火焰面内靠近狭缝冷壁处 作为化学反应活化中心的自由基和自由原子与冷壁相碰撞放出其能量 这相当于反应区的热量流向冷壁边界 从而当火焰面达到一定距离时 开始形成熄火层 随着火焰面的运动 熄火层的厚度不断增大 以至于自由基进入熄火层内就复合成分子并放出能量 自由基越来越少直到没有 火焰熄灭 瓦斯专用阻火器 AQ1074 2009 煤矿瓦斯输送管道干式阻火器通用技术条件 低浓度瓦斯输送安全问题解决 低浓度瓦斯利用安全解决方案 低浓度瓦斯输送安全问题解决 细水雾输送技术又称主动阻火技术 主要包括 细水雾灭火技术及脱水技术 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 细水雾与瓦斯混合输送水雾形成高速摄影 低浓度瓦斯利用安全解决方案 细水雾经脱水器脱水后循环使用 在输送管道中能够熄灭由于湿式 干式阻火器失效而过来的火焰 同时消除了输送管道的静电 低浓度瓦斯输送安全问题解决 细水雾与瓦斯混合输送火焰熄灭过程高速摄影 低浓度瓦斯利用安全解决方案 循环脱水技术 脱水器由旋风脱水和重力脱水串联实现 设置在利用瓦斯发电机组跟前 每台发电机组分别配备一套脱水器 脱水器脱出来的水由水泵加压循环使用 低浓度瓦斯输送安全问题解决 瓦斯输送系统压力控制技术 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 低浓度瓦斯输送安全问题解决 低浓度瓦斯输送安全问题解决 先进的系统试验装置与清华大学 中国科技大学合作建造了目前亚洲第一 世界第二的炮轰试验装置 每个瓦斯专用阻火器都要通过炮轰试验才准出厂 低浓度瓦斯利用安全解决方案 机组对瓦斯适应性问题的解决 5 2 有效适应煤矿抽排瓦斯过程中浓度和压力的波动 机组对瓦斯适应性问题的解决 电控混合技术 国家发明专利 燃烧自动控制技术为我公司专利技术通过此项技术 可将机组的缸内燃烧温度控制在350 以下 有效降低热负荷 显著提高机组运行可靠性 特别是具有避免爆震发生的作用 有效保障机组关键部件的使用寿命 满足机组长期运行的要求 燃烧自动控制技术 国家专利 机组对瓦斯适应性问题的解决 低压进气技术为我公司专利技术机组进气压力要求调压阀前1米 瓦斯压力达到3kpa即可 有效适应瓦斯压力低的特点 不需要额外增加加压装置 减少投资及故障点 同时节省电力 低压进气技术 国家专利 机组对瓦斯适应性问题的解决 针对瓦斯的特点 研制了专用的干式阻火器 保障了机组的运行可靠性 满足了煤矿安全生产行业标准 注 该专用阻火器获得煤安证书符合煤矿低浓度国家瓦斯发电安全生产标准的产品 防回火技术 国家专利 机组对瓦斯适应性问题的解决 2009年 我公司对燃气发电产品进行了整体的改进升级 合理的配气系统 增压中冷系统以及所采用的新概念燃烧室技术 实现了稀薄燃烧 提高了机组的热效率 有效提高动力性和可靠性 机组燃气热耗率低 600kW机组为发电效率 大于38 500kW机组为发电效率 大于35 机组持续运行功率达到额定功率输出 机组效率高 机组对瓦斯适应性问题的解决 与多家国际知名品牌建立良好的合作伙伴关系WOODWARD电子调速系统Altronic点火系统HEINZMANN数字调速系统 引进国际先进的全自动智能发电机组控制系统 机组对瓦斯适应性问题的解决 通过该系统 机组可实现如下功能 1 自动调速功能2 自动调压功能 功率因数自动调节 3 自动并网功能4 一键启动功能 可选配先进的发电机组自动控制系统 机组对瓦斯适应性问题的解决 陕西彬长瓦斯发电项目自2008年以来 彬长集团在彬长矿区分两期建设装机容量1 2万千瓦的大佛寺低浓度瓦斯发电厂 年供电能力8000万度 每年将减排二氧化碳37 8万吨 低浓度瓦斯发电应用实例 合作伙伴 合作伙伴 超低浓度瓦斯利用介绍 5 3 积累多年低浓度瓦斯发电经验 最新研制了柴油点火的超低浓度瓦斯发电机组 目前已试验成功并投入市场 由于超低浓度瓦斯利用火花塞点火困难 利用微量柴油 柴油消耗量为10 20g kW h 引燃来代替火花塞点火 促进低热值瓦斯在缸内快速燃烧带动活塞做功输出电能 超低浓度瓦斯发电技术介绍 新汶矿业集团赵官煤矿柴油引燃瓦斯发电项目该电站使用2台600GF1 PwS柴油引燃发电机组 为山东省首家煤矿瓦斯发电项目 也是全国首家柴油引燃发电站 柴油引燃超低浓度瓦斯发电应用案例 煤矿乏风氧化装置及技术介绍 6 右图就是煤矿通风瓦斯的产生过程 它是大量空气和少量甲烷的混合气体 煤矿通风瓦斯的甲烷含量极低 一般在0 2 0 6 由于煤矿安全规程限制 其浓度不得超0 75 乏风氧化装置技术介绍 煤矿通风瓦斯 乏风 2005年2月 胜动集团在国内首次提出通风瓦斯氧化技术理论 并研制成功200Nm3 h氧化装置 经过反复试验验证了该理论的正确性 2006年3月 申请中国国家专利 2007年5月获得专利证书 2007年8月 研制成功10000Nm3 h煤矿通风瓦斯氧化装置 并通过了国家发改委 煤炭工业协会 环保总局 安监总局等组织的技术评审 2007年12月 研制成功60000Nm3 h氧化装置 乏风氧化装置技术介绍 通风瓦斯氧化技术发展历程 乏风氧化装置技术介绍 通风瓦斯 乏风 技术基本原理 乏风氧化装置技术介绍 通风瓦斯 乏风 技术基本原理 通风瓦斯氧化装置主要由固定式逆流氧化床和控制系统两部分构成 排气蓄热 进气预热 进排气交换逆循环 实现通风瓦斯周期性自然氧化反应 氧化床先用外部能源 如电能 加热 创造一个甲烷氧化反应的环境 1000 通风瓦斯由引风机引入氧化床 氧化产热 排气侧固体蓄热 进气侧气体预热 由换向阀实现通风瓦斯逆流换向 通风瓦斯中的甲烷在氧化床氧化后 一部热量维持氧化反应的环境 多余部分的热量排出氧化床 氧化反应自动维持后