瓦斯發電余熱利用技術在鐵法礦區的應用

王 托(鐵法能源公司煤層氣公司,遼寧 調兵山 112700)

瓦斯發電余熱利用技術在鐵法礦區的應用

王 托
(鐵法能源公司煤層氣公司,遼寧 調兵山 112700)

瓦斯發電是利用煤礦排放的瓦斯為燃料，以山東勝動集團研制的瓦斯發電機組為主體的新能源發電項目，但發電過程中所產生的燃料熱能排放室外，產生的冷卻循環水熱能還得在室外強制冷卻，熱能利用率低。本文主要闡述了瓦斯發電機組余熱利用技術．冬季將冷水加熱以滿足站內及周邊廠區、辦公樓供暖，從而推動礦井的節能減排工作。

余熱利用；余熱鍋爐；節能環保

1 引言

隨著國家開發煤層氣資源的政策的落實，瓦斯利用率的提高，煤礦瓦斯發電技術在各大國有煤礦得到相續利用。煤礦瓦斯發電項目既提高了煤礦瓦斯抽采利用率，又緩解了煤礦生產的電力供應。瓦斯發電機組余熱利用技術，是為了在瓦斯發電利用的同時利用瓦斯發電機組排放煙氣余熱。對于瓦斯發電機組，發電過程中所產生的瓦斯做功排放的熱能利用率低，產生的大部分冷卻循環水熱能還得在室外強制冷卻，如能利用此熱能資源，將變廢為寶，促進瓦斯發電利用項目循環健康發展。

2 現國內瓦斯發電機組余熱利用現狀

隨著國內對煤炭資源依賴的降低，人們對空氣霧霾的理解認識，國家積極倡導發展循環經濟，倡導節能環保，鼓勵新能源的開發利用。煤礦抽采的瓦斯被廣泛應用于發電中，但在發電的同時瓦斯做工所排放的熱能排放室外，造成資源的浪費，國內目前還沒有開發研制瓦斯發電機組煙氣熱能的回收利用裝置。

3 瓦斯發電機組余熱的設想

3.1 利用瓦斯發電機組循環冷卻水的余熱用于周邊住戶冬季取暖

在附近居民及廠房供暖暖系統加壓泵的管道上接上高溫循環管線，讓高溫循環水（吸熱后）直接進入并入用戶的取暖系統，如需要降低供暖溫度可用調節高溫循環水上塔門來調整，這樣，循環冷卻水余熱回收利用到供暖系統的小技改，節約了能源，創造了經濟效益，同時還改善了周圍的環境，推進節約型企業建設，保護生態環境和資源綜合利用。

3.2 利用瓦斯發電機組循環冷卻水的余熱用于附近農戶提供農業大棚加熱系統

分別接入高低冷卻水池管路至農業加熱大棚骨架母管，通過加壓泵接入農業大棚骨架母管循環。可調節高低溫水池入口閥門大小，來調節加熱骨架母管溫度。通過在大棚骨架母管的循環水熱量輻射，使得冬季農戶大棚保持適當的溫度，用于冬季里的農業蔬菜種植。

3.3 利用瓦斯發電機組排放的煙氣余熱用于發電站及周邊建筑住戶的冬季取暖

瓦斯發電機組煙氣余熱的回收利用，實際就是在發電機組排氣管末端安裝一煙氣余熱鍋爐，通過熱網循環泵把供暖水通過煙氣余熱鍋爐，提高至冬季用戶取暖的適合溫度。

4 煙氣余熱吸收裝置

青島凱能公司生產的KNPT04-500型煙氣余熱鍋爐，是專為山東勝動集團出廠的瓦斯發電機組配套設計，該產品采用U狀針型散熱銅管設計，結構緊湊，維修方便，受壓元件熱應力小等特點。

5 鐵法礦區瓦斯發電機項目簡介

鐵法礦區瓦斯發電項目位于遼寧省調兵山市，總裝機容量為17×500kW。是鐵法礦區實施煤層氣綜合開發利用項目之一，是利用煤礦井下抽采濃度瓦斯為燃料進行發電的新型燃氣發電場。

5.1 臺余熱鍋爐供應熱水量

按每Nm3純瓦斯可發電3kwh,瓦斯發電機組的空燃比為15:1計算，瓦斯發電機組正常工作時發電功率為20kw時的總耗氣量為：

420÷3×（15+1）＝2240m3/h(常溫體積)

平均重量按1.25kg/m3計算，排煙總重：2240×1.25＝2800kg/ h 排煙的比熱容按煙道氣體計算 可利用排煙余熱為（550-170）×0.27×2800＝28.7萬kcal/h (排煙溫度入口為550℃，出口為170℃) 則1臺發電機組排煙余熱可回收28.7萬kcal/h.

每臺機組產生的熱水量計算：

m＝Q×95%÷(C×△T)

＝28.7×104×95%÷〔(95-70)×1〕

＝10906kg 其中m為產生熱水的質量kg ，Q為發電機組余熱量kw/h，C為水的比熱，△T為一次水進出水水溫差值。

則3臺發電機組余熱利用產生的熱水總量為32718kg.

5.2 鐵法礦區瓦斯發電機組余熱利用現狀

鐵法礦區大隆瓦斯發電站冬季利用站內3臺余熱鍋爐煙氣余熱向礦抽放站、制氮廠區、發電站廠區及辦公樓供暖，供暖面積可達10000余m2，供暖最遠距離可達80m,解決了原礦燃煤中心鍋爐距離較遠（800m），供暖系統不足等問題，為員工營造了舒適的工作環境。夏季，利用大隆瓦斯發電站內3臺余熱鍋爐供應職工洗浴熱水，廠區內職工洗浴用水量為540m3/d,瓦斯發電機組煙氣余熱供水滿足了廠區內職工洗浴要求，實現了夏季燃煤鍋爐停運。

6 結語

瓦斯發電機組煙氣余熱利用使煤層氣資源得到了充分利用，礦區環境得到有效保護，實現了企業的節約發展、清潔發展和可持續發展，創造了良好的經濟、環保和社會綜合效益。

王托(1978-)男,工程師,主要從事燃氣發電機組運行管理。