煤矿低浓度瓦斯发电技术原理及经济效.doc

煤矿低浓度瓦斯发电技术原理及经济效益煤层气在煤矿称为煤矿瓦斯。根据新的资源评价结果，我国陆上煤层气资源量36.8万亿立方米，与陆上常规天然气资源量（38万亿立方米）相当，仅次于俄罗斯和加拿大。煤层气的主要成分是甲烷，甲烷在空气中的浓度达到5%16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气不加以利用，直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍。煤矿瓦斯发电，既可以有效地解决煤矿瓦斯事故、改善煤矿安全生产条件，又有利于增加洁净能源供应、减少温室气体排放，达到保护生命、保护资源、保护环境的多重目标。一、低浓度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。山东胜动集团2000年研制出国内第一台高浓度瓦斯发电机组，2005年10月又研制出第一台500千瓦的低浓度瓦斯发电机组，填补了世界空白。该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，发明了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。中国工程院周世宁院士认为：“胜动集团发明的瓦斯发电机组，适合我国煤矿点多量小的特点，堪称破解我国煤矿瓦斯难题的金钥匙。二、低浓度瓦斯发电基本要求首先、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。三、瓦斯发电站的投资和收益电站投资：3000-4000元/KW；机组保证连续运行功率400kW，年运行时间可达300天以上；一台发电机组年发电量：300万kwh（消耗纯瓦斯100万m3/年）；一台发电机组年发电收益：120万元（电价按0.4元/KWh计）；一台发电机组年运行成本包括机油消耗、人员工资、设备维护、设备折旧等，发电成本在0.10元/kWh左右。一台发电机组年运行成本成本0.10元/kWh300万kWh30万元一台发电机组年收益：年收益年发电收益-年总成本费用120万元-30万元90万元四、瓦斯发电站的余热效益瓦斯发电站还可采用热电联供系统，可以为煤矿提供生活用热水，从而最大限度地实现瓦斯的综合利用。一台500GF1-3RW瓦斯发电机组，排烟温度为500左右，通过“烟气余热锅炉”，吸收排烟余热， 1台机组可产生354.5kg/h 压力是0.4MPa的饱和蒸汽（饱和温度133）。“烟气余热锅炉”余热效益：电站年运行时间按300天计，每吨蒸汽按70元计算。一台发电机组年可产生蒸汽量354.5kg/h24h300天2500t；尾气余热效益为：2500t70元/t17.5万元。