杜兒坪礦的瓦斯發電項目研究

張宏進

（西山煤電集團 杜兒坪礦，山西 太原 030022）

杜兒坪礦的瓦斯發電項目研究

張宏進

（西山煤電集團 杜兒坪礦，山西 太原 030022）

杜兒坪礦為了積極做好瓦斯綜合利用工作，要求利用煤礦瓦斯發電，變害為寶，保障煤礦安全，節約利用能源，保護生態環境。文章對杜兒坪的瓦斯發電項目進行了介紹，并對利用瓦斯的原則和工藝流程進行了探討。

煤礦瓦斯；發電機組；余熱利用

瓦斯是煤礦生產中的副產品，被認為是煤炭、石油、天然氣之外的接替能源，也是產生溫室效應的第二主要因素。利用煤礦瓦斯發電，變廢為寶、變害為利、保護環境、開發資源、以用促抽、以抽保用，有利于促進安全生產。

1 杜兒坪礦的瓦斯發電項目研究

1.1 項目簡介

杜兒坪礦瓦斯電廠位于山西省太原市古交市邢家社鄉北石溝地區，占地約1.1h a2，由西山煤電集團公司與英國辛迪克公司共同出資建設。根據杜兒坪礦的抽采情況，瓦斯電廠確定裝機容量為12000k W，經調研發電機組采用德國道依茨公司T C G 2020V 20型集裝箱體式，發電機組功率為1703k W，一期安裝3臺，二期安裝4臺。項目總投資約1.2億，全部機組投運后，年消耗瓦斯約7200萬m3，其中發電消耗瓦斯氣5000萬m3，火炬消耗瓦斯氣2200萬m3。年發電量約7100萬k W·h，產生C Dm指標30萬t，根據電廠配備的余熱利用系統，還可替代原北石溝熱風爐及常壓鍋爐（為井下提供高質量的熱風），余熱利用每年節約燃煤2500t。

1.2 利用原則

煤礦瓦斯氣采用水環真空泵從井下抽出，抽采量為4000m3/h～4500m3/h，抽采年限約107a，發電機組每小時耗氣約1010標準m3（滿載，濃度35%）。瓦斯氣為甲烷、空氣、其他微量元素（如C O2）的混合氣體；瓦斯含有煤塵、銹微粒、石灰石塵、各種微量礦物質、水等組成，濃度常隨井下生產工況而有變化。

瓦斯發電分為高濃瓦斯發電和低濃瓦斯發電。目前，低濃瓦斯發電的輸送、發電技術尚不成熟。杜兒坪礦瓦斯發電項目為高濃瓦斯發電，選用技術先進的德國道依茨進口機組，利用的基本原則為：濃度大于30%發電，剩余瓦斯火炬燃燒，濃度25%～30%只用火炬燃燒。

某次采樣瓦斯成分分析報告如下：C H4，35%；O2，13.2%；C O，0.001%；N2，51.78%；其它氣體 0.02%。

1.3 工藝流程

（1）氣體預處理系統。①除水、除塵工藝：系統配備三級過濾濾芯（粗過濾、汽水分離器、精過濾）將瓦斯氣中的雜質和水濾除，過濾精度為<3μm。②濕度控制工藝：系統配備冷水機組、循環泵、換熱器，冷卻介質為防凍液（-37℃），在換熱器中冷卻介質與瓦斯氣換熱，將瓦斯氣冷卻降水，濕度控制在30R H左右。③增壓、穩壓工藝：系統配備三臺離心式風機（兩用一備），通過P L C和變頻器控制，主要作用是瓦斯氣增壓穩壓在10k P a左右。

（2）發電機組。①發電工藝：發動機為20缸V型排列，總排量為88.5L，瓦斯氣先通過進氣調壓和混合，后由渦輪增壓器增壓、混合氣冷卻，最后進入氣缸燃燒做功。燃燒方式為稀薄燃燒，發動機曲軸通過聯軸器帶動發電機，發電出線電壓為6k V，通過一臺16000k V A的干式變壓器升壓至35k V，接入線路送至北石溝35k V變電站實現上網。②冷卻工藝：包括發動機冷卻和混合氣冷卻，方式為臺式冷卻器風冷，將缸套水溫度控制在約92℃、混合氣溫度控制在45℃，冷卻風扇采用變頻控制，并通過板式換熱器將暖氣水加熱，為北石溝生產和生活供暖。③點火工藝：點火電壓24V，有微處理器控制高壓點火系統，每缸一個點火線圈，無運動部件、無磨損，點火由飛輪和凸輪軸上的兩個傳感器觸發，點火時間可調，分布到點火圈高壓側的點火能量由電腦控制。④防暴震工藝：每缸一個防暴震傳感器，點火獨立控制，可調控燃氣混合比及功率，保證設備無暴震運轉。

（3）火炬：電廠配備處理能力為5000m3/h的火炬，將多余瓦斯氣燃燒，產生C Dm指標。

（4）余熱鍋爐：發電機組產生的高溫尾氣，經余熱鍋爐將導熱油加熱至150℃～180℃，通過循環油泵輸送至北石溝進風井口，經熱交換器加熱空氣，為井下提供熱風。

（5）工藝流程圖，見圖1。

2 結束語

圖1工藝流程圖

瓦斯發電是近年來利用瓦斯的新興技術，是煤礦發展循環經濟、綠色經濟的有效途徑，不僅促進了煤礦的安全生產，同時利用清潔發展機制，減少溫室氣體排放，保護了環境；并且提高了企業效益和競爭力。瓦斯發電是國家鼓勵產業，隨著瓦斯發電產業的發展壯大，對瓦斯發電項目的相關技術也將得到廣泛應用。

Methane Electrical Generation Project in Duerpingmine

ZHANG Hong-jin
(Yangquan College, Taiyuan University of Technology, Yangquan Shanxi 045000)

The paper analyzes the daily use and management problems of computer network training labs.The problems are discussed thoroughly in terms of hardware management, personnel management, and softwaremanagement. And then, from both software and hardware, the author proposes measures for routinemaintenance of the computers.

computer; computer network training; teaching computer labs management

D 712+.67

A

2012-09-17

張宏進（1963—），男，山西運城人，大學專科，工程師，從事煤礦機電技術管理工作。

劉新光