煤矿低浓度瓦斯发电技术简介

煤矿低浓度瓦斯发电技术简介®汇报内容－LectureContent0胜动集团自动化低浓度瓦斯发电机组－智能、可靠、高效胜动集团简介1瓦斯发电发展历程23产品市场应用情况4低浓度瓦斯发电技术简介汇报内容－LectureContent0效益分析5胜动集团简介1燃气发电产业先行者胜动集团简介1国内最大的燃气综合利用装备专业生产制造基地中国分布式燃气综合利用技术服务专家国家燃气综合利用相关行业标准的制订者，行业政策推动和参与制订者燃气发电行业唯一“中国名牌”产品国内最大的燃气综合利用装备专业生产制造基地胜动集团简介1CE认证证书QHSE认证证书中国分布式燃气综合利用技术服务专家胜动集团简介1国家燃气综合利用相关行业标准的制订者，行业政策推动和参与制订者胜动集团简介1行业政策推动者《关于利用煤层气（煤矿瓦斯）发电工作的实施意见》《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》《节能发电调度办法（试行）》相关行业标准的制订者（煤矿安全生产行业标准）AQ1075-2009《煤矿低浓度瓦斯往复式内燃机驱动的交流发电机组通用技术条件》AQ1078-2009《煤矿低浓度瓦斯与细水雾混合安全输送装置技术规范》AQ1074-2009《煤矿瓦斯输送管道干式阻火器通用技术条件》AQ1077-2009《煤矿瓦斯往复式内燃机发电站安全要求》瓦斯发电发展历程2第一阶段瓦斯发电发展历程21995年，在山西晋城首次进入煤矿瓦斯发电领域，但当时主要还是应用天然气机技术。这种发电机组仅适合于煤层气开发的初期，瓦斯浓度高、变化小。第二阶段瓦斯发电发展历程22000年－2004年，发明电控燃气混合器，开发400kW、500kW、1200kW、2000kW煤矿瓦斯发电机组，这种发电机组适合于瓦斯浓度大于30%的煤矿。400kW瓦斯发电机组500kW瓦斯发电机组第三阶段瓦斯发电发展历程22004年下半年到现在，相继开发了低浓度瓦斯安全输送技术、机组安全防爆技术、低浓度发电技术等相关专项技术，并成功应用于煤矿低浓度瓦斯（4%－30%）发电领域。低浓度瓦斯发电技术简介3低浓度瓦斯发电技术简介3瓦斯发电站示意图低浓度瓦斯发电技术简介33.2低浓度瓦斯发电安全输送工艺3.3低浓度瓦斯安全输送系统3.1利用低浓度瓦斯进行发电需要解决的问题3.4低浓度瓦斯发电机组主要技术参数3.5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术3.1利用低浓度瓦斯发电需要解决的问题如何安全、高效的利用瓦斯进行发电必须解决两方面的问题：一是安全问题：输送安全性：输送安全是低浓度瓦斯发电的首要前提；机组安全性：机组安全是低浓度瓦斯发电的重要保障；二是适应性问题：机组对瓦斯的适应性：保证机组适应瓦斯浓度不断变化的特点；机组发电的稳定、高效性：利用瓦斯稳定、高效的发电是效益的保证。低浓度瓦斯发电技术简介33.2低浓度瓦斯发电安全输送工艺低浓度瓦斯发电技术简介33.2低浓度瓦斯发电安全输送工艺低浓度瓦斯发电技术简介33.3低浓度瓦斯安全输送系统低浓度瓦斯发电技术简介3水位自控式水封阻火器采用雷达水位监测（雷达液位计是德国E＋H公司生产）和计算机自动控制，当水位低于设定下线水位时自动补水，当水位高于设定上线水位时自动放水，从而维持水位的恒定，保证阻火器可靠工作。3.3低浓度瓦斯安全输送系统低浓度瓦斯发电技术简介3阻火技术：火焰以一定速度进入阻火芯狭缝时，反应中心的自由基和自由原子与冷壁相碰撞放出其能量，反应区的热量流向冷壁边界。火焰面达到一定距离时，开始形成熄火层，自由基越来越少直到没有，火焰熄灭。3.3低浓度瓦斯安全输送系统低浓度瓦斯发电技术简介3湿式放散技术：为保证煤矿水环真空泵的安全运行和整个输送系统工作在设定的压力范围内，在输送系统的主管道上设置一个瓦斯安全放散器。当输送系统管道压力增高时，内套水面下降，外套水面上升；当内套水面下降到露出内套下沿时，瓦斯便通过水溢出排空,实现安全放散。3.3低浓度瓦斯安全输送系统低浓度瓦斯发电技术简介3细水雾灭火技术：细水雾灭火是当今世界消防领域内的最新技术，但此技术应用在煤矿瓦斯输送方面，有以下两点本质区别的：消防领域所灭火源是非运动的，而瓦斯管道内的火源是以声速以上的速度传播的。消防领域是先形成火焰后喷雾灭火，而瓦斯管道细水雾灭火的特点是细水雾与瓦斯已经混合均匀，并以一定的速度流动，是长期的、连续的形成细水雾。3.3低浓度瓦斯安全输送系统低浓度瓦斯发电技术简介3细水雾灭火机理：冷却：细水雾在汽化的过程中，从燃烧物表面吸收大量的热量，从而使燃烧周围温度迅速降低，当温度降至燃烧临界值以下时，热分解中断，燃烧随即终止。稀释：火焰进入细水雾后，细水雾迅速蒸发形成蒸气，由液相变为气相，气体急剧膨胀(约1760倍)，最大限度地使燃烧反应分子在空间上距离拉大，抑制火焰。3.3低浓度瓦斯安全输送系统低浓度瓦斯发电技术简介3脱水技术：通过脱水器将瓦斯中水分脱离。脱水器由旋风脱水和重力脱水串联实现，设置在利用低浓度瓦斯的设备跟前，对于应用低浓度瓦斯发电机的设备来说，每台发电机组分别对应一套脱水器。旋风和重力脱水装置上分别设置弹簧自复位式防爆门，出厂时已将弹簧开启压力设置在100kPa。3.3低浓度瓦斯安全输送系统低浓度瓦斯发电技术简介3细水雾输送监控系统3.4低浓度瓦斯发电机组主要技术参数低浓度瓦斯发电技术简介3低浓度瓦斯发电机组型号及主要参数列表机组型号500GF1-3RWD500GF1-3PwWD600GF1-1RWD600GF1-1PwWD额定功率，kW500600持续功率，kW500600燃气热耗率，MJ/kW·h10.39.88机油消耗率，g/kW·h≤1.00.85冷却方式开式闭式开式闭式外形尺寸(L×B×H)，mm6030×2217×28396030×2217×2839净质量，kg112001075011400109003.5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术低浓度瓦斯发电技术简介3电控燃气混合技术瓦斯与空气先混合后增压技术低压进气技术燃烧自动控制技术稀燃技术瓦斯管道专用阻火技术自动控制技术先进的出厂试验系统3.5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术低浓度瓦斯发电技术简介3电控燃气混合技术通过计算机实现发动机空燃比闭环控制，以此适应瓦斯浓度随时变化的特点。瓦斯浓度变化而发电机组稳定输出功率。基于低热值瓦斯，设计大口径瓦斯进气通道。瓦斯与空气分别由蝶门进行控制。快速碟门混合器3.5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术低浓度瓦斯发电技术简介3瓦斯与空气先混合后增压技术该技术通过利用发动机尾气将混合后的瓦斯与空气同时增压，适应煤矿瓦斯压力低的特点。该技术的应用，可实现直接应用煤矿抽排瓦斯发电的目的，而不需要额外的瓦斯增压设备，减少投资、降低安全隐患。3.5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术低浓度瓦斯发电技术简介3低压进气技术针对瓦斯压力低的特点，我公司设计的瓦斯发电机组，只需要瓦斯压力达到300mmH2O以上即可达到使用条件，不需要增加加压装置，减少投资。3.5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术低浓度瓦斯发电技术简介3燃烧自动控制技术通过此技术，可将机组缸温控制在420℃以下，显著降低热负荷，明显提高机组运行可靠性，特别是具有避免爆震发生的作用，未采用此技术的机组一般缸温超过500℃，其关键部件的寿命大大降低，尤其是缸盖、活塞等部件。如果没有此项控制，容易发生爆震，一旦产生爆震，就可能造成机器的活塞熔化而产生重大机械事故。3.5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术低浓度瓦斯发电技术简介3稀燃技术通过合理匹配配气系统，利用自主知识产权的新概念燃烧室技术和燃烧自动控制技术，实现稀薄燃烧，降低热负荷，提高了机组对燃气的适应性和机组的热效率，其动力性和可靠性大大提高。3.5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术低浓度瓦斯发电技术简介3瓦斯管道专用阻火技术在中冷器前与增压器后设置一道阻火器，防止增压器可能的火焰破坏中冷器。在发动机进气总管与调速蝶门之间设置一道阻火器，防止发动机燃烧室火焰回传。在增压器前与调压阀之间设置一道阻火器，防止增压器可能的火焰回传瓦斯输送管道。3.5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术低浓度瓦斯发电技术简介3自动控制技术基本功能：一键起停控制，操作简单；测量保护：缸温、排温在内的所有机组参数测量，发动机保护完备；工控适应：全工况段的控制，包括怠速控制、低载控制等；功率管理：具备防反送电功能，发电功率灵活控制；网络功能：便于构建大型自动化电站，有效提高网络管理水平；安全防护：实现了强弱电分离，整机防护符合CE认证。3.5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术低浓度瓦斯发电技术简介3•捷克COMAP公司的IG/S智能控制系统•美国WOODWARD公司的EGS系统•德国MOTORTECH公司数字点火系统低浓度瓦斯发电技术简介13.5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术集中控制柜甲烷浓度采集控制器发动机综合参数采集控制器左混合器控制器右混合器控制器多风扇水箱控制器转速/负荷控制器电量参数采集控制器智能断路器机组控制屏•捷克COMAP公司的IG/S智能控制系统•美国WOODWARD公司的EGS系统•德国MOTORTECH公司数字点火系统低浓度瓦斯发电技术简介13.5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术①发动机参数采集控制器②电量参数采集控制器③混合器控制器④甲烷浓度变送器⑤触摸屏⑥数字式转速（负荷）控制器⑦混合器、燃气执行器等执行部件系统构成集中控制柜机组控制屏发电机组集中监控系统3.5低浓度瓦斯发电机组采用的核心技术低浓度瓦斯发电技术简介3先进的出厂试验系统拥有专用燃气输送管线，可模拟瓦斯、沼气等多种可燃气体进行机组试验。产品市场应用情况4产品市场应用情况4产品市场应用情况4产品市场应用情况4建设单位数量建设单位数量建设单位数量建设单位数量国投南煤16鸡西矿业集团14通化矿业集团3内蒙古乌达矿务局3平顶山矿业16北票煤业2淮北矿业集团18贵州松河矿5阜新矿务局40鹤岗矿务局12淮南矿业集团18扬州矿务局2国投新集2辽源矿务局7成都地奥2唐山开滦矿业集团4潞安矿务局9贵州比德煤矿4昔阳丰汇煤业10盘县红果煤矿10陕西铜川矿务局8贵州玉舍2陕西彬长矿务局24六盘水群联2神华宁煤集团8河南郑煤4重庆永荣矿业有限公司2神华乌达矿业3鸡西矿务局16贵阳顿丰贸易3铁法煤业10鸡西矿业集团8山西荫营煤矿10焦作煤业集团26双鸭山矿业4郑州广贤工贸有限公司2义煤集团千秋矿4河南顺承集团2沈煤集团14贵州振兴煤矿2郑州郑煤集团4贵州红果煤矿10山西潞安环保能源公司2安徽卧龙湖煤矿6义煤集团耿村矿4鹤壁市新生能源16广能集团2河南安阳红岭煤矿6安阳鑫龙煤业2窑街煤电2淮北矿业集团祁南矿4贵州黔西能源公司2大土河焦化14山西西山煤电6淮北矿业集团朱仙庄矿4吉林环保能源利用公司5四川华蓥广能2峰峰矿业集团14山西沁新集团7鸡西北隆4效益分析5效益分析51、假设10台500GF1-3PWWD总投资为3154万元。2、电站收入电站收入合计：1765.5万元，其中包括：a、售电收入：电价按0.47元/kW•h计算。电量计算：按每台机组发电功率500kW计算，10台机组发电功率为5000kW。年运行时间按7200h计算,年发电量为：5000×7200=3600万kWh，站用电按5％计算,实际售电量3600kWh×（1-5％）＝3420万kWh。年售电收入为：3420万kWh×0.47元/kW•h=1607.4万元。效益分析5b、余热收入：标煤按照400元/吨计算。1kg标煤热值为29260kJ，每台机组可回收余热96.4万kJ/h，煤的热效率按60%计算，每小时节约标煤量为：964000÷（29260×60%）=0.0549吨/每小时，则年余热收入为：400×0.0549×7200×10＝158.1万元3、经营成本经营成本合计：178万元。其中包括：人员工资：电站运行及维护人员按16人考虑，人员工资平均按3万/年。共计：3万元/人年×16人＝48万元。设备维护：每台机组4万元/年，10台机组共计40万元。年机油消