低浓度瓦斯蓄热氧化井筒加热技术试验研究

为有效解决当前燃煤热风炉的大气污染物超标问题,采用低浓度瓦斯蓄热氧化系统替代燃煤锅炉为煤矿供热,介绍了低浓度瓦斯蓄热氧化井筒加热技术工艺流程及阳煤五矿低浓度瓦斯蓄热氧化井筒加热示范工程。通过现场试验运行,考察环境温度、抽采瓦斯浓度及流量、进风井进风量等参数对井筒加热效果的影响规律,为优化系统工艺提供控制参数选取依据,为提高系统运行安全性和稳定性提供理论支撑。试验结果表明,环境温度和进风井进风量主要影响系统热量需求,应改变低浓度瓦斯蓄热氧化装置的热能输出以适应热量需求的变化;抽采瓦斯浓度和抽采瓦斯流量主要影响系统热量生产,应调整低浓度瓦斯蓄热氧化装置的运行参数,以适应热量生产工况的变化。同时,在调整蓄热氧化装置的运行参数或热能输出时均需满足系统运行的安全性、协调性及稳定性要求。     

霍尔辛赫煤矿低浓度瓦斯蓄热氧化供热设计

为节省煤矿天然气锅炉供热燃料成本,采用低浓度瓦斯蓄热氧化技术将排空的低浓度瓦斯氧化后替代天然气锅炉供热,变废为宝,可减少瓦斯排空造成的环境污染。介绍了霍尔辛赫煤矿低浓度瓦斯蓄热氧化项目设计,通过对煤矿瓦斯资源、瓦斯抽采浓度和气量情况分析,确定了蓄热氧化机组选型和装机规模;并叙述了低浓瓦斯安全输送系统的三级安全防护装置配置、低浓度瓦斯与空气掺混系统调节与控制、蓄热氧化系统的设备组成及点火控制系统、余热回收烟气及蒸汽给水等汽水系统;对项目投资费用、供热收入和甲烷减排收益进行了经济效益分析。经验证,该项目技术可行,具有投资成本低、为煤矿节省供热成本等优点,在具有瓦斯资源的煤矿供热中可推广应用。     

低浓度瓦斯蓄热氧化利用研究

在城市化推进和能源消耗持续增加的背景下,煤矿企业作为能源消耗和生产单位,需要提高低碳生产和能源节约方面的重视,结合国家相关政策和煤矿企业在低浓度瓦斯排空上的特点,积极降低浓度瓦斯蓄热氧化技术代替传统的燃煤热风炉完成井筒加热,实现降低污染物排放的目标,提高资源的利用效率。结合某煤矿企业的实际生产,对低浓度瓦斯蓄热氧化技术的生产能力和工艺单元进行有效设计,通过和传统的取暖供热方式进行能耗比对,证明瓦斯蓄热氧化技术具有明显的节能减排效果,可以满足煤矿企业的可持续发展需要。     

低浓度瓦斯综合供能系统控制方法及运行研究

为了解决煤矿燃煤小锅炉热源替代的问题,以及低浓度瓦斯直接外排导致环境污染以及资源浪费的现象,结合煤矿低浓度瓦斯利用现状与用能需求,提出了在新的环保形势下的煤矿低浓度瓦斯综合供能系统。依据低浓度瓦斯蓄热氧化的运行原理,分析了该综合供能系统的特点。从瓦斯浓度控制以及氧化后热能利用这2个方面,研究了低浓度瓦斯综合供能系统的控制方法。以丁集煤矿低浓度瓦斯利用项目为例,结合运行数据表明,该综合供能系统能有效的进行瓦斯浓度以及热能的调节,达到预期效果。     

阳煤二矿桑掌乏风瓦斯氧化发电工程设计运行

阳煤二矿桑掌乏风瓦斯氧化发电工程引进国际先进的蓄热高温氧化技术将超低浓度瓦斯氧化处理,通过氧化余热回收用于供热和发电,冬季替代桑掌风井燃煤热风炉,实现清洁供暖。项目工程设计结合国家现有的设计规范、规程及相关专利技术,对乏风瓦斯氧化发电总体工艺流程、乏风瓦斯掺混系统及主要设备选型进行了优化设计。工程从2019年6月4日并网试运行,乏风瓦斯甲烷摧毁效率达到99.92%,乏风利用率达到40%,低浓度抽采瓦斯100%利用,实现了抽采瓦斯零排放。第三方检测机构对系统运行的各项环保排放指标进行了测试,结果显示项目氮、硫、尘近零排放。     

乏风瓦斯蓄热氧化安全系统设计研究

为了保障乏风瓦斯蓄热氧化利用工程安全运行,分析了低浓度瓦斯输送系统、乏风瓦斯混配系统、乏风瓦斯蓄热氧化炉等工艺环节存在的安全风险。针对这些风险设计了同时基于水封阻火泄爆、自动抑爆、自动阻爆3种不同原理的瓦斯输送安全保障系统,以及混配瓦斯浓度超限紧急处理系统,防超温、防超压和自动泄爆的蓄热氧化炉运行综合安全保障系统。对山西阳煤五矿乏风瓦斯蓄热氧化井筒加热工程开展了安全系统设计,通过实际运行验证了设计的合理性、可靠性、稳定性。     

瓦斯蓄热氧化低浓度瓦斯安全混配工艺设计

结合煤矿大量低浓度瓦斯和风排瓦斯排空无法有效利用的技术现状,详细介绍了瓦斯蓄热氧化低浓度瓦斯安全混配工艺设计。分别阐述了瓦斯蓄热氧化低浓度瓦斯安全混配原理、技术要求,提出具体技术指标,介绍混配系统工程应用情况。设计及运行现场应用表明:瓦斯蓄热氧化低浓度瓦斯安全混配系统安全、可靠、稳定,可满足瓦斯氧化综合利用项目用气需求。     

低浓度瓦斯蓄热氧化后的热量调配方法探讨

以煤矿瓦斯气源条件及实际的冷、热及电负荷为基础,设计了一套瓦斯蓄热氧化冷热电联供的系统工艺流程。根据煤矿的供热需求,将全年划分为防冻、供暖、高冷、低冷4个供能期,并根据不同供能期的具体供能特点,按照热能品位由低至高的利用原则,对低浓度瓦斯氧化后蒸汽热能及其他余热热能进行统筹分配,用于制冷、供暖、洗浴和发电等。对该调配方法应用后的实际效果进行了评价,同时对该技术的应用前景进行了展望。     

乏风瓦斯混配装置调控系统设计研究

为了满足乏风瓦斯蓄热氧化工程中瓦斯经济浓度1.0%以上的要求,采用低浓度瓦斯和乏风瓦斯混配的方法,以提高乏风瓦斯浓度。针对混配后瓦斯浓度的稳定性和系统的安全性,开展了混配装置调控系统研究。设计了前馈控制和负反馈控制相结合的浓度调控方案,以及紧急情况应急处理方案。对调控系统进行了硬件设计和选型,并设计了调控系统上位机软件和下位机软件。     

煤矿乏风蓄热氧化发电技术及应用研究

利用热逆流氧化反应器,基于热逆流氧化原理与乏风蓄热氧化发电原理,结合瓦斯氧化燃烧与爆炸机理,研究了煤矿乏风瓦斯蓄热氧化发电技术,并对现场应用进行了分析。研究结果表明:低浓度甲烷在蓄热氧化过程中,蓄热体产生周期性的吸热与放热,实现了周期性的、稳定的循环实验,实现了热风量的并联提取和精确调节,提高了甲烷的氧化效率,满足了乏风蓄热氧化发电核心设备的要求。     

丁集煤矿超低浓度瓦斯氧化供热技术应用研究

针对丁集煤矿抽放排空超低浓度瓦斯造成的能源浪费和环境污染,介绍了超低浓度瓦斯(甲烷浓度7%以下)回收利用技术,经配气掺混后瓦斯浓度降低至1.2%送入蓄热式氧化装置,生成900℃以上高温烟气,通过烟气余热锅炉生成中温中压蒸汽供背压式汽轮发电机组发电和供热,实现热电联产。描述了应用低浓度瓦斯二次掺混输送技术解决浓瓦斯安全输送问题的方法,应用瓦斯氧化低温热风回用技术提高蓄热氧化炉热效率的方法,以及应用背压式汽轮机和后置机组合热电联产技术解决机组平稳运行与丁集煤矿热负荷波动大难适应问题的方法。最后,分析了丁集煤矿超低浓瓦斯氧化利用工程的经济和社会效益。     

煤层气蓄热氧化热能调控试验研究

为了提高低浓度煤层气蓄热氧化井筒加热工艺热能利用效率、减少资源浪费,以阳煤五矿小南庄低浓度煤层气蓄热氧化井筒加热项目为例,开展热能调控试验研究。得出热能调控的规律:井筒加热和建筑供暖的用能负荷均随环境温度的升高而减小;烟气调节阀的开度随环境温度升高而减小,原料气调节阀的开度随环境温度升高而减小;在一定温度范围内,主风机频率随环境温度升高而减小。在低浓度煤层气蓄热氧化井筒加热工艺运行过程中,当环境温度升高时,适当减小原料气调节阀开度,同时减小烟气调节阀开度并适当降低主风机频率,可以减少能源浪费,提高经济效益。     

低浓度瓦斯发电技术在靖煤集团的应用

为解决矿井安全生产排空瓦斯而造成的浪费和对环境的污染,合理有效地利用瓦斯洁净能源,通过利用低浓度瓦斯发电、余热采暖技术,实现了热电联供。经实际应用,既对低浓度瓦斯利用开辟了一条新的途径,又取得良好的经济效益。     

小型煤矿低浓度瓦斯发电技术及应用效果研究

针对云南富源县辖区内大量小型煤矿抽采的低浓度瓦斯未开展有效利用的问题,以区内某小型煤矿为背景,采用现场调研、分析归纳、理论计算相结合的方法对其低浓度瓦斯发电项目展开分析研究。研究表明,某小型煤矿低浓度瓦斯发电项目成功的关键是“瓦斯治理先行”理念主导下的气源保障综合技术体系。在气源得以保障的基础上,该小型煤矿低浓度瓦斯发电项目已经持续高效运行4年,每年创造经济收益约403.2万元,减排CO2约4.47万t;同时促进了煤矿瓦斯治理工作有效落实,提高了煤矿安全生产水平,保障了煤矿产量的达标。     

低浓度瓦斯发电站关键技术分析

为指导煤矿低浓度瓦斯发电站的正确设计和安全运行,以贵州某煤矿为例,对瓦斯燃料气源的赋存和供应进行研究,结合建设场地限制、用电负荷、电力接入等条件,从经济和技术方面开展了低浓度瓦斯发电站建设经济与关键技术分析,最终确定了发电站的瓦斯气源安全输送方式、装机容量、装机台数、站场布置与经济效益可行性。工程应用表明,干式低浓度瓦斯输送安全保障系统符合现场应用和安全要求,2×500 kW的装机规模容量能适应气源波动且经济合理,400 V电力接入和10 kV:35 kV升压变压器符合供配电条件,站场布局合理规范,满足发电站建设工程需求,节能减排的同时,具有良好的经济和社会效益。     

瓦斯蓄热氧化装置烟气循环利用模拟研究

为了提高瓦斯蓄热氧化装置的热效率,将其排放的高温烟气送至该装置入口,并与入口原料气掺混,充分利用烟气余热提高装置入口瓦斯温度。对瓦斯蓄热氧化装置高温烟气循环利用过程进行模拟计算,分析其对蓄热氧化过程的影响。模拟研究结果表明：烟气循环不但没有降低蓄热氧化装置的安全性,而且还可增加该装置输出高温烟气的流量和热量,并可减少装置的气体排放量。     

Simens SIMATIC PCS7 DCS控制系统在锅炉控制中的应用

结合燃煤链条锅炉的工艺特点,利用集散控制系统——DCS系统替代常规的仪表,实现29MW,58MW热水锅炉控制系统和电气部分的自动监测与控制。