瓦斯发电余热利用技术在铁法矿区的应用

2015-07-27铁法能源公司煤层气公司辽宁调兵山112700

山东工业技术 2015年8期

王托(铁法能源公司煤层气公司,辽宁调兵山 112700)

瓦斯发电余热利用技术在铁法矿区的应用

王托
(铁法能源公司煤层气公司,辽宁调兵山 112700)

瓦斯发电是利用煤矿排放的瓦斯为燃料，以山东胜动集团研制的瓦斯发电机组为主体的新能源发电项目，但发电过程中所产生的燃料热能排放室外，产生的冷却循环水热能还得在室外强制冷却，热能利用率低。本文主要阐述了瓦斯发电机组余热利用技术．冬季将冷水加热以满足站内及周边厂区、办公楼供暖，从而推动矿井的节能减排工作。

余热利用；余热锅炉；节能环保

1 引言

随着国家开发煤层气资源的政策的落实，瓦斯利用率的提高，煤矿瓦斯发电技术在各大国有煤矿得到相续利用。煤矿瓦斯发电项目既提高了煤矿瓦斯抽采利用率，又缓解了煤矿生产的电力供应。瓦斯发电机组余热利用技术，是为了在瓦斯发电利用的同时利用瓦斯发电机组排放烟气余热。对于瓦斯发电机组，发电过程中所产生的瓦斯做功排放的热能利用率低，产生的大部分冷却循环水热能还得在室外强制冷却，如能利用此热能资源，将变废为宝，促进瓦斯发电利用项目循环健康发展。

2 现国内瓦斯发电机组余热利用现状

随着国内对煤炭资源依赖的降低，人们对空气雾霾的理解认识，国家积极倡导发展循环经济，倡导节能环保，鼓励新能源的开发利用。煤矿抽采的瓦斯被广泛应用于发电中，但在发电的同时瓦斯做工所排放的热能排放室外，造成资源的浪费，国内目前还没有开发研制瓦斯发电机组烟气热能的回收利用装置。

3 瓦斯发电机组余热的设想

3.1 利用瓦斯发电机组循环冷却水的余热用于周边住户冬季取暖

在附近居民及厂房供暖暖系统加压泵的管道上接上高温循环管线，让高温循环水（吸热后）直接进入并入用户的取暖系统，如需要降低供暖温度可用调节高温循环水上塔门来调整，这样，循环冷却水余热回收利用到供暖系统的小技改，节约了能源，创造了经济效益，同时还改善了周围的环境，推进节约型企业建设，保护生态环境和资源综合利用。

3.2 利用瓦斯发电机组循环冷却水的余热用于附近农户提供农业大棚加热系统

分别接入高低冷却水池管路至农业加热大棚骨架母管，通过加压泵接入农业大棚骨架母管循环。可调节高低温水池入口阀门大小，来调节加热骨架母管温度。通过在大棚骨架母管的循环水热量辐射，使得冬季农户大棚保持适当的温度，用于冬季里的农业蔬菜种植。

3.3 利用瓦斯发电机组排放的烟气余热用于发电站及周边建筑住户的冬季取暖

瓦斯发电机组烟气余热的回收利用，实际就是在发电机组排气管末端安装一烟气余热锅炉，通过热网循环泵把供暖水通过烟气余热锅炉，提高至冬季用户取暖的适合温度。

4 烟气余热吸收装置

青岛凯能公司生产的KNPT04-500型烟气余热锅炉，是专为山东胜动集团出厂的瓦斯发电机组配套设计，该产品采用U状针型散热铜管设计，结构紧凑，维修方便，受压元件热应力小等特点。

5 铁法矿区瓦斯发电机项目简介

铁法矿区瓦斯发电项目位于辽宁省调兵山市，总装机容量为17×500kW。是铁法矿区实施煤层气综合开发利用项目之一，是利用煤矿井下抽采浓度瓦斯为燃料进行发电的新型燃气发电场。

5.1 台余热锅炉供应热水量

按每Nm³纯瓦斯可发电3kwh,瓦斯发电机组的空燃比为15:1计算，瓦斯发电机组正常工作时发电功率为20kw时的总耗气量为：

420÷3×（15+1）＝2240m³/h(常温体积)

平均重量按1.25kg/m³计算，排烟总重：2240×1.25＝2800kg/ h 排烟的比热容按烟道气体计算可利用排烟余热为（550-170）×0.27×2800＝28.7万kcal/h (排烟温度入口为550℃，出口为170℃) 则1台发电机组排烟余热可回收28.7万kcal/h.

每台机组产生的热水量计算：

m＝Q×95%÷(C×△T)

＝28.7×104×95%÷〔(95-70)×1〕

＝10906kg 其中m为产生热水的质量kg ，Q为发电机组余热量kw/h，C为水的比热，△T为一次水进出水水温差值。

则3台发电机组余热利用产生的热水总量为32718kg.

5.2 铁法矿区瓦斯发电机组余热利用现状

铁法矿区大隆瓦斯发电站冬季利用站内3台余热锅炉烟气余热向矿抽放站、制氮厂区、发电站厂区及办公楼供暖，供暖面积可达10000余m2，供暖最远距离可达80m,解决了原矿燃煤中心锅炉距离较远（800m），供暖系统不足等问题，为员工营造了舒适的工作环境。夏季，利用大隆瓦斯发电站内3台余热锅炉供应职工洗浴热水，厂区内职工洗浴用水量为540m3/d,瓦斯发电机组烟气余热供水满足了厂区内职工洗浴要求，实现了夏季燃煤锅炉停运。