低浓度瓦斯应用技术讲座

低浓度瓦斯应用技术讲座2005年10月目录一、低浓度瓦斯的概念二、瓦斯应用的安全性三、低浓度瓦斯发电机组四、低浓度瓦斯发电机组电站配套特殊要求五、水雾灭火机理六、专用部件介绍七、控制屏系列产品介绍一、低浓度瓦斯的概念国家煤矿标准规定：甲烷浓度高于30％的煤矿瓦斯可以收集利用，低于30％的排空。目前，胜动低浓度瓦斯发电机组所用的燃料，即，低浓度瓦斯，是指甲烷浓度在5％～30％的煤矿瓦斯。二、瓦斯应用的安全性1、瓦斯的成分煤矿瓦斯是甲烷与空气的混合物。2、瓦斯发生爆炸的浓度范围常温常压下，当瓦斯浓度处于5％～15％范围内时，就会爆炸。因此，5％～15％的瓦斯就不能用于工业烧锅炉、化工生产、民用做饭。3、瓦斯用作燃气机燃料时的安全性分析内燃机工作时，每一个工作循环包括四个冲程，即，吸气、压缩、点火膨胀做功和排气。由于气缸内有火时进气门处于关闭状态，因此正常情况下火焰不会传播到进气管。瓦斯进入发动机，先经电控混合器将瓦斯与空气混合，使瓦斯浓度降到6％～10％的爆炸范围内，然后经增压器增压、中冷器冷却，再送到进气管，然后到各气缸。如果气源的瓦斯浓度较高，超过爆炸极限，那么即使发动机出现进气管回火，也不会在气源管线内传播。但是，如果气源瓦斯浓度低，处于爆炸极限范围内，那么发动机出现进气管回火，就有可能引起火焰在气源管线内传播，危及管网及地下采煤安全。因此普通瓦斯气机不能用于低浓度的瓦斯发电。进气进气门开启压缩排气门火花塞进气门活塞点火爆发排气排气门开启1、进气2、压缩3、膨胀作功4、排气1、进气2、压缩3、膨胀作功4、排气内燃机工作循环三、低浓度瓦斯发电机组低浓度瓦斯发电机组是针对低浓度瓦斯发电应用而开发的产品。1、对于甲烷浓度在16%~30%的低浓度煤矿瓦斯，可选用500GF1-2RW机组安全措施：①在发动机进气管末端设有防爆门；②在进气管和调速节气门之间装有专用瓦斯阻火器，防止进气管回火造成火焰回传；③在混合器前的燃气管线上设有专用瓦斯阻火器。独有技术：混合器采用转阀式电控混合器，维护量小，可靠性高，配以TEM控制，易操作。产品标准配置：发动机、发电机、底盘、联轴器、热交换器、机组燃气管系（包括进气汇总管，电控碟阀、调压阀、阻火器及其管系）、排气管部分、消音器、控制屏、TEM系统、50m内控制线。用户选购部分：启动柜、蓄电池、充电机、气水分离罐及附属管系。2、对于甲烷浓度在6%~25%的低浓度煤矿瓦斯，可选用500GF1-3RW机组安全措施：①在发动机进气管末端设有防爆门；②在进气管和调速节气门之间装有专用瓦斯阻火器，防止进气管回火造成火焰回传；③在中冷器和增压器之间也装有专用瓦斯阻火器，提高可靠性；④在混合器前的燃气管线上设有专用瓦斯阻火器；⑤在机组进气总管处设置第四道阻火器。独有技术：混合器采用双碟阀式电控混合器，配以TEM控制，可以适应到6％的低浓度的瓦斯气。产品标准配置：发动机、发电机、底盘、联轴器、热交换器、机组燃气管系（包括DN200阻火器、进气汇总管、电控碟阀、调压阀、阻火器及其管系）、排气管部分、消音器、控制屏、TEM系统、50m内控制线。用户选购部分：启动柜、蓄电池、充电机。3、500GF1-2RW与500GF1-3RW两种机组的共性与差别（1）2种机组都采用TEM控制，电控混合器采用转阀结构，不易卡阀。500GF1-2RW的混合器有一定的文丘利效应，对浓度16％～30％的适应性强；500GF1-3RW的混合器采用双蝶门式，空气燃气通道一样，对浓度6％～20％的适应性强，可用到6%~25%。（2）500GF1-3RW采取的阻火措施比500GF1-3RW强，燃气管道也加粗。机组成本较高。（3）500GF1-3RW机组主要用于爆炸极限范围内的瓦斯气，对电站配套安全措施要求高。四、低浓度瓦斯发电机组电站配套特殊要求1、对于16％以上瓦斯浓度的瓦斯电站配套，主要要求有2点：（1）不能设储气柜；（2）瓦斯输送管路采取安全阻火措施：在管线上设置雷达水位自控式水封阻火器和干式瓦斯专用阻火器。2、对于16％以下瓦斯浓度的瓦斯电站配套，主要要求有3点；（1）不能设储气柜；（2）瓦斯输送管线要设置阻火器：雷达水位自控式水封阻火器和干式瓦斯专用阻火器；（3）瓦斯输送采用水雾输送，管路上设置水雾阻火点。瓦斯气流经水雾阻火点后水分增加，瓦斯气超出爆炸范围，使瓦斯输送变得安全。即使出现火焰，也会在经过水雾阻火点被强水雾所猝熄。四、低浓度瓦斯发电机组电站配套特殊要求五、水雾灭火机理细水雾灭火机理：●冷却：细水雾颗粒直径越小，相对表面积越大，受热后更容易汽化，在汽化的过程中，从燃烧物表面或火灾区域吸收大量的热量，从而使燃烧物表面温度迅速降低，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，最大限度地使燃烧反应分子在空间上距离拉大，抑制火焰。六、专用部件介绍1、双蝶门式电控混合器空气/瓦斯气大流量双通道，适应低浓度瓦斯的特点。各通道分别通过步进电机进行开度调整，使增压器前负压较低，保证机组功率。控制阀采用转阀，流动阻力小，不易卡阀。转阀反馈采用线性电位器反馈，可以指示碟阀开度。2、瓦斯专用阻火器●阻火原理是基于火焰冷壁淬熄现象。●火焰以一定速度进入狭缝时，反应活化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。2、瓦斯专用阻火器3、水位自控式水封阻火器阻火器由雷达液位计、水封阻火罐、水位自动监控系统、PC机、GPRS等部分组成，实现水封阻火罐水面的全自动监控和数据无线上传（通过GPRS）。●雷达液位计输出水位信息到水位自动监控系统；●水位自动监控系统根据雷达液位计传来的水位信息判断水位高低，适时放水或加水。●PC机用于实现水封阻火罐的模拟控制和上下限等参数的设置；●GPRS用于水位监控信息的无线上传。3、水位自控式水封阻火器4、除水器脱水原理与结构湿瓦斯流经除水器时流动方向发生变化，或旋流，或回流，其中含有的液态水由于惯性大不易变向而被分离出来。湿瓦斯从管线输送过来后，首先经过旋风除水器进行一级除水，然后再经重力除水器进行二级除水。七、控制屏系列产品介绍（适合400kW、500kW、600kW燃气机组）型号图号应用案例备注PLT-500APLT500A.00灵石电站40台焦炉煤气机组高档配置PLT-500BPLT500B.00海南广北电站3台天然气机组高档配置PLT-500DPLT500D.00低档通用标准型，取代PLT-500PLTZ-600PLTZ600.00高档通用标准型，代PLT-500PLT-500A介绍功能描述：1、运行短路分断能力高达80kA，适合对短路电流分断能力要求很高的情况；2、逆功、过载、过流、欠压、欠频、绕组温高、漏电等各种发电机保护功能，水温高、油温高、油压低、超速等各种发动机保护功能；3、发电量计量；4、充电机（可选用），电瓶电压过低或过高报警功能；5、远控启停、自动负荷分配、自动功率因数调整、多达32台机组参数的远程微机监控；6、全自动准同期并网；7、与上端控制器IM-CU配合实现负荷自动管理功能；8、参数自动记录功能及事件闪存记忆功能，方便故障查询。配置描述：1、高分断智能断路器CW2-2000(额定电流1250A或1000A)2、科迈智能控制模块IG-CU（综合保护、电量参数、电度计量、负荷分配、通讯）3、电量监控仪4、中线隔离刀5、中性电抗器6、可与TEM柜配合使用7、充电机可选用8、控制屏用电瓶可选用。结构描述：GCK通用柜体（独立的母线区、仪表区、断路器区）柜体尺寸：宽X深X高＝800X1000X2200PLT-500A介绍功能描述1、运行短路分断能力达50kA，适合对短路电流分断能力要求高的情况；2、逆功、过载、过流、欠压、欠频、绕组温高、漏电等各种发电机保护功能，水温高、油温高、油压低、超速等各种发动机保护功能；3、发电量计量；4、充电机（可选用），电瓶电压过低或过高报警功能；5、远控起停、自动负荷分配、自动功率因数调整、多达32台机组参数的远程微机监控；6、全自动准同期并网；7、与上端控制器IM-CU配合实现负荷自动管理功能；8、参数自动记录功能及事件闪存记忆功能，方便故障查询。PLT-500B介绍配置描述1、高分断智能断路器2、CW1-2000(额定电流1250A或1000A)3、科迈智能控制模块IG-CU（综合保护、电量参数、电度计量、负荷分配、通讯）4、电量监控仪5、中线隔离刀6、中性电抗器7、可与TEM柜配合使用8、充电机可选用9、控制屏用电瓶可选用PLT-500B介绍功能描述1、运行短路分断能力达35kA，适合对短路电流分断能力要求一般的情况；2、逆功、过流、欠压、欠频、绕组温高等各种发电机保护功能，水温高、油温高、油压低、超速各种发动机保护功能；3、发电量计量；4、充电机（可选用），电瓶电压低或高报警功能；5、自动功率因数调整；6、半动准同期并网PLT-500D介绍配置描述1、万能断路器DW15-1600(额定电流1250A或1000A)2、电量监控仪3、中性电抗器4、功率因数自动调节器5、可与TEM柜配合使用充电机可选用；6、控制屏用电瓶可选用结构描述GGD通用柜体；柜体尺寸：宽X深X高＝800X800X2200PLT-500D介绍功能描述1、运行短路分断能力达50kA，适合对短路电流分断能力要求高的情况；2、逆功、过载、过流、欠压、欠频、漏电等各种发电机保护功能，水温高、油温高、油压低、超速等各种发动机保护功能；3、发电量计量；4、功率因数自动调整；5、半自动准同期并网。PLTZ-600介绍配置描述1、高分断智能断路器CW1-2000(额定电流1250A或1000A)2、电量监控仪3、中性电抗器4、功率因数自动调节器5、可与TEM柜配合使用充电机可选用；6、控制屏用电瓶可选用结构描述GCK通用柜体（独立的母线区、仪表区、断路器区柜体尺寸：宽X深X高＝800X1000X2200PLTZ-600介绍结束谢谢大家！