低浓度瓦斯发电转型应用技术探究.pdf

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1、·118·内燃机与配件低浓度瓦斯发电转型应用技术探究蔡波；杨智彬（中节能宁夏新能源股份有限公司，银川750002）摘要：国内低浓度瓦斯的利用多采用内燃机发电技术，该技术所依托的资源是煤矿生产中预抽采（地面钻孔）和煤气共采（煤矿抽采系统）中抽采的瓦斯气，但随着煤炭产业受到去产能的影响，越来越多的煤矿由于储量枯竭或瓦斯突出问题而报废、封井闭坑，使得正常运营的瓦斯利用行业面临停产，而瓦斯气得不到利用，通过解析、逸散入空气中，不仅破坏生态环境，还留下重大安全隐患，因此大力开展煤矿废弃矿井灾害治理及废弃资源再利用的相关研

2、究和应用是势在必行。关键词：废弃矿井；瓦斯气；发电技术；节能环保0引言对于报废煤矿瓦斯发电企业上网电价，政府补贴达到0.4随着煤矿生产的不断推进，越来越多的矿井由于储量欧元/kWh；目前，至少有36个报废煤矿瓦斯综合利用项枯竭、瓦斯突出或达到矿井生命周期等问题而报废。当煤目在运行中，装机容量约185MW，每年抽采量达到2.5亿3矿废弃后，约有50-70%的煤炭残留于井下（包括可采煤m，每年发电量10亿kWh。层和不可采煤层），其中残留、聚集着大量瓦斯气。在一定1.2国内废弃矿井瓦斯治理及利用现状国内95%以条件

3、下，它们从煤层中解析出来进入采空区，并通过各种上的煤矿建于新中国成立后，至今已开采煤炭67年，部分裂隙和井筒向地面逸散，形成低浓度的瓦斯气，同时有些矿井生命周期已经或即将结束，考虑到安全、经济、环保等瓦斯气里含有硫化氢（H2S）气体，排放到大气中形成酸雨。因素，未来将有大批矿井退出历史舞台。数量方面，据中国瓦斯气会不断从这些矿井逸散到大气中，污染地区和全球工程院重点咨询研究项目“我国煤炭资源高效回收及节能大气环境。同时，在煤矿关闭后，所伴随的特有的环境与地战略研究结果预测”，到2020年，我国废弃矿井数量将达质

4、灾害正在发生或处于潜在的发展之中，且影响面积大，到1.2万个；到2030年，这一数字将变为1.5万个。资源量3隐蔽性强，潜伏期长，给人类社会和国民经济的可持续发方面，按每个废弃矿井地下资源空间60万m计算，1.2万3展已经或正在形成严重威胁，对生态环境造成了极大地破个就是72亿m瓦斯储量。技术利用方面，基础研究才逐坏。因此，对煤矿废弃矿井灾害的治理必须未雨绸缪，从消步开始，尚处于起步阶段。除安全隐患、保护生态环境、利用清洁瓦斯气资源和社会2低浓度瓦斯发电关键技术转型应用经济的可持续发展高度，大力开展煤矿废弃矿井

5、灾害治理低浓度瓦斯利用可以通过内燃机发电机组用来发电，及废弃资源再利用的相关研究和应用是势在必行。亦可用燃气轮机、乏风氧化作采暖或者制冷使用，流程如1废弃矿井瓦斯治理及利用现状图1。废弃矿井（报废煤矿）是指因煤炭资源枯竭、矿井瓦斯突出不符合安全开采条件以及其它政策原因而关闭报废的矿井。国外废弃矿井的瓦斯治理早在20世纪就开始探索，已取得较好的成果。国内废弃矿井的瓦斯治理自20世纪90年代后期，尝试废弃矿井开始瓦斯气开发利用，尚在理论研究中，缺乏成功的试验和项目。1.1国外废弃矿井瓦斯治理及利用现状英国19543

6、年开始研究废弃矿井瓦斯利用，可采储量107亿m，至今图1低浓度瓦斯利用流程图关闭的300多座煤矿中，成功开发30个项目，装机容量为内燃机发电技术是主要用于生产清洁电力，自发自用60MW。或并入国家电网。利用“煤矿抽放站抽采（浓度为6-30%）的美国是世界上首个废弃煤矿瓦斯排放计算在温室气瓦斯气———采用燃气管路———阀门———防爆水封———专体排放总量的国家；目前，有38个报废煤矿开展抽采利用用阻火器———丝网过滤器———溢流水封———……———电3项目，回收利用瓦斯量为1.6亿m；是世界上报废煤矿瓦磁阀———

7、空燃比控制蝶阀———内燃机发电机组”。通过以上斯抽采利用商业化最成功的国家。工艺流程，达到煤矿排空瓦斯气的清洁能源回收再利用。德国是上世纪80年代，大量煤矿关闭，1998年开始2.1低浓度瓦斯发电技术在煤矿生产中的应用在煤对废弃矿井瓦斯进行抽采利用；2001年德国将煤矿瓦斯矿生产中，低浓度瓦斯发电关键技术难点有两个：一是发纳入《可再生能源法》，保证为期20年的固定退税率，同时电机组要适应瓦斯浓度和压力的变化要求；二是要有安全————————————作者简介：蔡波（1987-），男，宁夏盐池人，本科，现担任中节能

8、宁的瓦斯输送系统，保证安全发电。为适应瓦斯浓度和压力夏新能源股份有限公司设备工程师，研究方向为煤矿的变化要求，采用电控燃气混合器技术，可以自动控制空瓦斯发电技术实践与应用。燃比，以适应瓦斯的浓度波动和气源不足问题；为保证安InternalCombustionEngine&Parts·119·XX发电公司300MW机组再热汽温调整探讨吴生龙（甘肃大唐国际连城发电有限责任公司，兰州7303