杜儿坪矿的瓦斯发电项目研究

张宏进

（西山煤电集团 杜儿坪矿，山西 太原 030022）

杜儿坪矿的瓦斯发电项目研究

张宏进

（西山煤电集团 杜儿坪矿，山西 太原 030022）

杜儿坪矿为了积极做好瓦斯综合利用工作，要求利用煤矿瓦斯发电，变害为宝，保障煤矿安全，节约利用能源，保护生态环境。文章对杜儿坪的瓦斯发电项目进行了介绍，并对利用瓦斯的原则和工艺流程进行了探讨。

煤矿瓦斯；发电机组；余热利用

瓦斯是煤矿生产中的副产品，被认为是煤炭、石油、天然气之外的接替能源，也是产生温室效应的第二主要因素。利用煤矿瓦斯发电，变废为宝、变害为利、保护环境、开发资源、以用促抽、以抽保用，有利于促进安全生产。

1 杜儿坪矿的瓦斯发电项目研究

1.1 项目简介

杜儿坪矿瓦斯电厂位于山西省太原市古交市邢家社乡北石沟地区，占地约1.1h a2，由西山煤电集团公司与英国辛迪克公司共同出资建设。根据杜儿坪矿的抽采情况，瓦斯电厂确定装机容量为12000k W，经调研发电机组采用德国道依茨公司T C G 2020V 20型集装箱体式，发电机组功率为1703k W，一期安装3台，二期安装4台。项目总投资约1.2亿，全部机组投运后，年消耗瓦斯约7200万m3，其中发电消耗瓦斯气5000万m3，火炬消耗瓦斯气2200万m3。年发电量约7100万k W·h，产生C Dm指标30万t，根据电厂配备的余热利用系统，还可替代原北石沟热风炉及常压锅炉（为井下提供高质量的热风），余热利用每年节约燃煤2500t。

1.2 利用原则

煤矿瓦斯气采用水环真空泵从井下抽出，抽采量为4000m3/h～4500m3/h，抽采年限约107a，发电机组每小时耗气约1010标准m3（满载，浓度35%）。瓦斯气为甲烷、空气、其他微量元素（如C O2）的混合气体；瓦斯含有煤尘、锈微粒、石灰石尘、各种微量矿物质、水等组成，浓度常随井下生产工况而有变化。

瓦斯发电分为高浓瓦斯发电和低浓瓦斯发电。目前，低浓瓦斯发电的输送、发电技术尚不成熟。杜儿坪矿瓦斯发电项目为高浓瓦斯发电，选用技术先进的德国道依茨进口机组，利用的基本原则为：浓度大于30%发电，剩余瓦斯火炬燃烧，浓度25%～30%只用火炬燃烧。

某次采样瓦斯成分分析报告如下：C H4，35%；O2，13.2%；C O，0.001%；N2，51.78%；其它气体 0.02%。

1.3 工艺流程

（1）气体预处理系统。①除水、除尘工艺：系统配备三级过滤滤芯（粗过滤、汽水分离器、精过滤）将瓦斯气中的杂质和水滤除，过滤精度为<3μm。②湿度控制工艺：系统配备冷水机组、循环泵、换热器，冷却介质为防冻液（-37℃），在换热器中冷却介质与瓦斯气换热，将瓦斯气冷却降水，湿度控制在30R H左右。③增压、稳压工艺：系统配备三台离心式风机（两用一备），通过P L C和变频器控制，主要作用是瓦斯气增压稳压在10k P a左右。

（2）发电机组。①发电工艺：发动机为20缸V型排列，总排量为88.5L，瓦斯气先通过进气调压和混合，后由涡轮增压器增压、混合气冷却，最后进入气缸燃烧做功。燃烧方式为稀薄燃烧，发动机曲轴通过联轴器带动发电机，发电出线电压为6k V，通过一台16000k V A的干式变压器升压至35k V，接入线路送至北石沟35k V变电站实现上网。②冷却工艺：包括发动机冷却和混合气冷却，方式为台式冷却器风冷，将缸套水温度控制在约92℃、混合气温度控制在45℃，冷却风扇采用变频控制，并通过板式换热器将暖气水加热，为北石沟生产和生活供暖。③点火工艺：点火电压24V，有微处理器控制高压点火系统，每缸一个点火线圈，无运动部件、无磨损，点火由飞轮和凸轮轴上的两个传感器触发，点火时间可调，分布到点火圈高压侧的点火能量由电脑控制。④防暴震工艺：每缸一个防暴震传感器，点火独立控制，可调控燃气混合比及功率，保证设备无暴震运转。

（3）火炬：电厂配备处理能力为5000m3/h的火炬，将多余瓦斯气燃烧，产生C Dm指标。

（4）余热锅炉：发电机组产生的高温尾气，经余热锅炉将导热油加热至150℃～180℃，通过循环油泵输送至北石沟进风井口，经热交换器加热空气，为井下提供热风。

（5）工艺流程图，见图1。

2 结束语

图1工艺流程图

瓦斯发电是近年来利用瓦斯的新兴技术，是煤矿发展循环经济、绿色经济的有效途径，不仅促进了煤矿的安全生产，同时利用清洁发展机制，减少温室气体排放，保护了环境；并且提高了企业效益和竞争力。瓦斯发电是国家鼓励产业，随着瓦斯发电产业的发展壮大，对瓦斯发电项目的相关技术也将得到广泛应用。

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

张宏进（1963—），男，山西运城人，大学专科，工程师，从事煤矿机电技术管理工作。

刘新光