煤矿瓦斯综合利用

煤矿瓦斯综合利用煤矿瓦斯综合利用的技术现状从世界范围看，煤矿瓦斯利用主要集中在民用、发电、工业燃料及化工原料等方面。瓦斯民用项目、燃气锅炉、利用瓦斯生产化工产品都不理想。而瓦斯发电是利用目前成熟的内燃机技术，仅对内燃机的进气系统和燃料供给系统加以改造，技术较为可靠。投资少，见效快，一般3年内可收回全部投资。瓦斯发电成为目前煤矿瓦斯利用的一种主要方式。瓦斯发电技术煤矿瓦斯分高浓度瓦斯和低浓度瓦斯，高浓度瓦斯是指瓦斯浓度大于25%的瓦斯，低浓度瓦斯是指瓦斯浓度低于25%的瓦斯。我国60%以上的瓦斯是含甲烷25%以下的低浓度瓦斯，按煤矿安全规程要求，瓦斯浓度在25%以下的就不能贮存和输送，更谈不上利用了。低浓度瓦斯发电需要解决2个问题，一是各个煤矿的本身不一样，而且随时都在变化，传统的发电机组很难“以不变应万变”；二是低浓度瓦斯的安全输送问题。低浓度瓦斯发电机组采用电控燃气混合器技术，可以自动控制空燃比，以适应瓦斯的浓度变化，同时，低浓度瓦斯安全输送技术，采用细水雾技术，解决了低浓度瓦斯的地面安全输送问题。瓦斯发电的基本要求：首先、按国家煤矿安全管理部门的要求安装了瓦斯抽放系统,并且瓦斯抽放系统须正常运行；其次、瓦斯抽放系统纯瓦斯抽放量在100万m3/年左右，瓦斯浓度在6-25%之间。达到这2个条件就能具备建设瓦斯电站的基础，若建设瓦斯电站就可实现“以利用促抽采、以抽采促安全”的煤矿良性循环发展。煤矿瓦斯监控无线传输系统一、应用背景中国煤矿采掘行业安全一直是中国政府的心痛的症结，煤炭本是我国重要的能源资源，但我国的煤炭工业长期停留在人工开采水平，生产效率低，安全隐患多，如瓦斯爆炸、地下渗水等事故经常发生。因为煤矿开采的特殊环境，容易发生事故，煤矿行业也被称为高危险的行业。现在，政府加大了行业的监管力度，那么，煤矿安全主管单位和生产企业建立一套行之有效的安全监控系统已经迫在眉睫。然而，一般煤矿井地理位置偏僻，地形复杂，采用有线网建设投资大，网络布线困难，采用微波等方式覆盖率低、传输距离有限。无线具有布网灵活、较快传输速度特性，正好可以作为有线网络的最好补充。一种利用GPRS/EDGE/CDMA1X远程通讯监控系统运用而生，系统能够让地面或中心监控人员可以直接对井下情况进行实时监控，不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，通过在井下安装温湿传感器瓦斯探测器，能及时发现事故苗子，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手资料，为将来的安全生产提供可靠的保证。因此煤矿远程监控系统是现代矿井安全生产监控系统的重要组成部分。二、监控系统的主要功能该系统适用于检测矿井下的环境参数与各种生产参数，通过无线方式将井下数据传输到控制中心机房，实现对井下数据的实时采集、处理、存储、显示与报警。包括工作面的图像、煤层湿度、空气瓦斯浓度、风机运作状态的数据都可以在监控中心实时表现出来。三、解决方案及系统构成及特点该系统采用无线通信终端实现中心控制机房对天然气井下瓦斯、风机运行状态数据的远程采集和控制通信，中心控制室安装主站服务器和工控机。井下采煤工作面放置瓦斯传感器与模拟量采集模块，再通过接口转换器将RS485接口转换成RS232接口，连接到无线通信终端。通过这种连接方式，可以实现控制中心对井下瓦斯含量的实时监控与报警。1.产品特点使用简便：用户无需提供其他外围电路即可通过普通串口实现与Interne互联。多功能接口：可以根据客户的要求来选择如RS-232,RS-485,TTL等接口。功能强大：无须PC的拨号，通过RS-232等串行协议即可实现与Internet交换数据。数据终端永远在线，即使在工作的中途由于某种原因突然掉电或重启，会自动上线,当网络运行出现故障时还具有设置参数自动复原功能。配置灵活：用户也可对Internet参数和GPRS参数自由配置。体积小巧：产品体积小巧，设计时还考虑到不同环境下的应用，避免了各种内因造成的工作隐患。既可以作为嵌入式使用，也可以外置使用。升级方便：具有升级功能，用户可以方便的升级到更高版本。扩展性强：拥有强大的数据传输功能，用户可将上位机与无线构成一套完整的数据通信系统，而不需要其他的设备。抗干扰性强：外壳采用冷轧板，坚固耐用，可以有效地抵御各种恶劣环境；抗强电磁干扰，并且高温散热能力极强；加上性能优异的电源伺服电路，可以最大限度地保证在煤矿设备监控、工厂车间设备监控等电压不太稳定的环境中正常使用。2.安全措施本系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也不能中断运行。数据中心可通过公网使用VPN接入到GPRS/EDGE/CDMA1X网，采用VPN方式成本比较低，企业不用租用专线，还可以使用原有的VPN设备，移动终端需要安装具有VPN二次虚拟拨号的功能的软件。通过VPN方式，客户端在连接应用服务器前，要经过Radius服务器的认证整个数据传送过程得到了加密保护，安全性比较高，可充分保障速度和网络服务质量。另外，数据中心也可以采用APN接入方式，租用专线接入到移动公司的GGSN设备上，这种成本高，安全性高、稳定可靠。对于安全性要求非常高的系统，可考虑在专用APN接入的基础上再加上VPN接入方式的混合接入方式，进一步提高系统的安全性。A.VPN虚拟专网模式：企业内部网络中配置VPN服务器，移动终端加载具有VPN二次虚拟拨号的功能的客户端软件。采用VPN安全技术，用户通过接入企业内部虚拟专网的方式与Internet进行隔离，可对整个数据传送过程进行加密保护，有效避免非法入侵。B.利用SIM卡的唯一性，对用户SIM卡手机号码进行鉴别授权，在网络侧对SIM卡号和APN进行绑定，划定用户可接入某系统的范围,只有属于指定行业的SIM卡手机号才能访问专用APN，移动终端与数据中心采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入，普通手机的SIM卡号无法呼叫专门的APN。C.对于特定用户，可通过数据中心分配特定的用户ID和密码，其他没有数据中心分配的用户ID和密码的用户将无法登录进入系统，系统的安全性进一步增强。D.数据加密：通过VPN对整个数据传送过程进行加密保护。E.网络接入安全鉴定机制：采用防火墙软件，设置网络鉴权和安全防范功能，保障系统安全。CNG汽车一、天然气汽车的特点CNG汽车是指以压缩天然气替代常规汽油或柴油作为汽车燃料的汽车。目前，国内外有天然气管网条件的地区均以发展CNG汽车为主。CNG汽车是指主要由甲烷构成的天然气在25Mpa左右的压力下储存在车内类似于油箱的气瓶内，用作汽车燃料。主要工艺过程在CNG汽车站将0.3~0.8Mpa低压天然气，经过天然气压缩机升压到25Mpa，由顺序控制盘控制，按高、中、低压顺序储存到储气钢瓶组，再由CNG加气机向汽车钢瓶加注。而汽车钢瓶高压气再经过减压装置减压后经燃气混合气向发动机供气。二、燃用CNG与燃用汽油相比优点：1、节约燃料费用，降低运输成本。1立方米天然气相当于1.1-1.3升汽油。2、比燃油安全性高。CNG自燃温度为732℃，汽油自燃温度为232~482℃。同时天然气相对空气的比重仅为0.6~0.7。一旦泄漏，可在空气中迅速扩散，不易在户外聚集达到爆炸极限。同时CNG是非致癌、无毒、无腐蚀性的。未发生过重大燃烧和爆炸事故。从国内使用十多年CNG的经验来看，天然气汽车比燃油汽车更安全。3、CNG燃料抗暴性能好。CNG的抗暴性相当于汽油的辛烷值在130左右，而目前使用的汽油辛烷值最高仅在96左右，所以CNG作为汽车燃料不需添加剂。如像铅等抗爆剂。4、CNG汽车具有很好的环保效果。使用CNG替代汽油作为汽车燃料，可使CO排放量减少97%，CH化合物减少72%，NO化合物减少39%，CO2减少24%，SO2减少90%，噪音减少40%。而且CNG不含铅、苯等制癌的有毒物质。所有CNG是汽车运输行业解决环保问题的首选燃料。5、燃用CNG可延长汽车发动机的维修周期。汽车发动机以CNG为燃料，发动机运行平稳，噪音低。无重烃可减少积碳，可延长汽车大修理时间20%以上，润滑油更换周期延长到1.5万km。CNG加气站CNG加气站是指以压缩天然气（CNG）形式向天然气汽车（NaturalGasVihicle）和大型CNG子站车提供燃料的场所。天然气管线中的气体一般先经过前置净化处理，除去气体中的硫份和水份，再由压缩机组将压力由0.1-1.0Mpa压缩到25Mpa，最后通过售气机给车辆加气。压缩天然气（CompressedNaturalGas）是一种最理想的车用替代能源，其应用技术经数十年发展已日趋成熟。它具有成本低，效益高，无污染，使用安全便捷等特点CNG加气站分类一般根据站区现场或附近是否有管线天然气，可分为常规站、母站和子站。1．常规站常规站是建在有天然气管线能过的地方，从天然气管线直接取气，进站压力0.4Mpa，天然气经过脱硫、脱水等工艺，进入压缩机进行压缩，经过压缩后压力为25Mpa。然后进入售气机给车辆加气。通常常规加气量在600-1000Nm3/h（标准立方每小时）之间。2．母站母站从天然气线管线直接取气，进站压力1-1.5Mpa，经过脱硫、脱水等工艺，进入压缩机压缩，然后经有储气瓶（25Mpa）的槽车运输到子站给汽车加气，它也路建成兼有常规站的功能。母站多建在城市门站附近，母站的加量在2500-4000Nm3/h之间。3．子站子站是建在加气站周围没有天然气管线的地方，一般建设在城市内，以方便车辆加气，或者建设在没有燃气管道敷设的乡镇的工业区，供给天然气作为能源。母站利用压缩机将天然气加压储存，再由专用运输车将25Mpa压缩天然气运往子站，子站再给CNG汽车加气。对于工业区的子站，工艺流程简介：低压或者中压天然气通过压缩机，增压至20-25Mpa,将其压缩到特制的钢瓶或管束，放到带牵引机构的撬车上，运至子站，连接卸气柱经卸气系统进入CNG调压设备，通过减压撬将高压天然气减至用户所需的压力0.2-0.4Mpa后进入输送管网，供给用户使用天然气。LNG（液化天然气）LNG是液化天然气。主要成分是甲烷。LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，LNG的重量仅为同体积水的45%左右，热值为52MMBtu/t（1MMBtu=2.52×10^8cal）。中国LNG利用天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要成分由甲烷组成。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点。LNG是一种清洁、高效的能源。由于进口LNG有助于能源消费国实现能源供应多元化、保障能源安全，而出口LNG有助于天然气生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展，因而LNG贸易正成为全球能源市场的新热点。天然气作为清洁能源越来越受到青睐，很多国家都将LNG列为首选燃料，天然气在能源供应中的比例迅速增加。液化天然气正以每年约12%的高速增长，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。近年来全球LNG的生产和贸易日趋活跃，LNG已成为稀缺清洁资源，正在成为世界油气工业新的热点。为保证能源供应多元化和改善能源消费结构，一些能源消费大国越来越重视LNG的引进，日本、韩国、美国、欧洲都在大规模兴建LNG接收站。国际大石油公司也纷纷将其新的利润增长点转向LNG业务，LNG将成为石油之后下一个全球争夺的热门能源商品。