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煤矿瓦斯综合利用分析探讨胜动集团胜动集团胜动集团汇报内容煤矿瓦斯的利用现状及途径23瓦斯综合利用“零”排放解决方案4市场情况及合作伙伴5结论胜动集团简介1胜动集团胜动集团简介1胜动集团胜动集团是中国最大的燃气综合利用装备专业制造企业。现有员工2400多人，具有本科以上学历的专业技术人员达700多人,2014年经营总值近29亿元。集团已成为煤层气（瓦斯）、沼气、天然气、发生炉煤气、焦炉煤气等可燃气体领域分布式能源服务专家，产品出口到欧、美、亚、非、澳五大洲的30多个国家，成为集研发、生产、销售、总承包、运营、服务为一体的高新技术企业。胜动集团简介胜动集团胜动集团简介燃气发电产业领导企业一、燃气综合利用的先行者、行业标准的制订者、国家产业政策的推动者1、燃气综合利用的先行者1986年国内首台燃气发动机研制成功至今已有20多年的燃气机研发历史,项目获得国家优秀科技项目奖。胜动集团胜动集团简介2、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》一、燃气综合利用的先行者、行业标准的制订者、国家产业政策的推动者燃气发电产业领导企业胜动集团胜动集团简介2005年《煤矿瓦斯发电工程设计规范》等5项标准研讨会在胜动集团召开燃气发电产业领导企业胜动集团胜动集团简介3、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》--发改能源【2007】721号《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》--发改价格【2006】7号《节能发电调度办法（试行）》--2007，3523号2009年版《煤矿安全规程》修订2004年5月16日至28日，中国工程院组织“发展燃气机充分利用，我国燃气能源的研究”咨询考察团，对胜动集团公司及所属各类燃气电站进行了实地考察。一、燃气综合利用的先行者、行业标准的制订者、国家产业政策的推动者胜动集团胜动集团简介燃气发电产业领导企业2005年1月，国家发改委组织在北京召开了“可燃气体回收节约潜力与回收利用技术推广研讨会”。2005年８月，国家发改委在胜动集团召开瓦斯利用工作会议。胜动集团胜动集团简介二、国内最大的燃气综合利用装备专业生产制造基地（新厂区）燃气发电产业领导企业胜动集团胜动集团简介行业唯一“中国名牌”产品国家首批火炬计划高新技术企业国家发改委唯一推荐使用的燃气发电机组省级燃气发动机工程技术中心国内唯一拥有系列化、规模化和专业化的燃气发动机及其发电机组等配套设备的生产制造企业（年产各类燃气1000余台套）燃气发电产业领导企业二、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胜动集团简介燃气发电产业领导企业二、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胜动集团简介缸盖加工中心龙门加工中心数控铣床先进的生产设备燃气发电产业领导企业胜动集团胜动集团简介燃气发电产业领导企业中国专利明星企业，拥有自主知识产权100多项，其中发明专利10项。2010年7月“中国新能源企业30强”中国分布式能源产业联盟核心成员中国节能服务产业2010年度品牌企业拥有工程设计咨询公司，提供专业技术咨询、设计及工程总包服务下设燃气综合利用公司，提供专业运营管理服务三、中国分布式燃气综合利用技术服务专家胜动集团胜动集团简介2005年1月1日，温家宝总理接见周世宁、张铁岗院士。两位院士特别介绍了胜动集团燃气发电情况、做法，以及在废气综合利用方面所做的开创性工作和取得的成效。温总理对此给予了充分肯定。温家宝总理会见周世宁、张铁岗院士四、燃气发电引起领导和专家关注胜动集团胜动集团简介（左三：华建敏左五：胜动集团总裁陈宜亮左一胜动集团常务副总裁王志春）国务委员兼国务院秘书长华建敏在中南海接见胜动集团高层领导，听取了关于瓦斯发电的情况汇报，并作出重要指示。四、燃气发电引起领导和专家关注胜动集团胜动集团简介黄菊副总理在淮南参观胜动煤矿瓦斯发电站四、燃气发电引起领导和专家关注胜动集团胜动集团简介2009年集团执行总裁陪同张德江副总理、能源局张国宝局长参观江西丰城电站四、燃气发电引起领导和专家关注胜动集团煤矿瓦斯的利用现状及途径2胜动集团随着国家和社会发展，能源的需求持续增加，环保的要求也逐步提高。煤矿瓦斯作为污染废弃物能源具有持续稳定和不可限制性，不利用既造成能源的大量浪费又对环境造成很大污染。煤矿瓦斯按产生方式主要分为通风瓦斯（俗称乏风）和抽排瓦斯两种，其中通风瓦斯的甲烷含量极低，一般在0.2～0.6%。抽排瓦斯按浓度划分分为高浓度瓦斯（甲烷含量≥30%）和低浓度瓦斯（甲烷含量30%）。国内煤矿瓦斯综合利用的现状及途径国内煤矿瓦斯综合利用的现状及途径≤1%0%100%4-30%1-4%30-80%≥80%甲烷浓度80%，地面抽采煤层气主要用于民用、汽车燃料、发电等甲烷浓度1%，“通风瓦斯”目前主要是风排，仅有几个示范项目在运行甲烷浓度在30%-80%的高浓度瓦斯民用、化工、发电、燃烧等1%-4%瓦斯直接放散。甲烷浓度4%-30%，只能用于发电，目前仅利用不到20%，大部分直接排空2.国内煤矿瓦斯应用方式及特点：a、用于民用（甲烷浓度在30%-80%）社会效益明显，利用附加值高。b、工业瓦斯锅炉（甲烷浓度在30%-80%）利用简单但燃料的利用效率相对较低。c、吸附提纯（甲烷浓度在30%-80%）含量巨大的空气和相对微小的甲烷含量，需要巨大的加压/加温耗能，远远超过获取甲烷的能量，投资高，经济收益不明显。d、地面抽采（甲烷浓度80%）做LNG或CNG起步阶段，目前仅有中石油、中石化、中联煤等公司正在开展该方面的研发。e、瓦斯发电（甲烷浓度在4%）投资低，建设周期短，就地消化，就地应用或远距离输送，灵活方便。f、氧化销毁（甲烷浓度1%）目前仅有几个示范项目，主要是风排。国内煤矿瓦斯综合利用的现状及途径总之，目前煤矿瓦斯综合利用还处于初级阶段，无论是利用广度还是深度都有许多需要解决的问题。煤矿瓦斯利用最合理的方式就是发电，在发电基础上实现“冷、热、电”三联供，改善煤矿职工和当地居民生产、生活条件，节能减排，这就是我们所述“煤矿瓦斯综合利用”的核心思想。鉴于上述应用方式的特点，本文着重从瓦斯发电综合利用及氧化销毁方向进行论述。国内煤矿瓦斯综合利用的现状及途径瓦斯综合利用“零”排放解决方案3胜动集团煤矿瓦斯综合利用（“零”排放）解决方案煤矿瓦斯综合利用（“零”排放）解决方案1、甲烷浓度0.3%～1%的瓦斯利用煤矿乏风氧化装置氧化，甲烷浓度1%～4%的瓦斯经过掺混、稀释后用于煤矿乏风氧化装置。2、超低浓度瓦斯（甲烷浓度4%～8%）采用柴油引燃技术发电利用。3、低浓度瓦斯（甲烷浓度8%～30%）采用细水雾输送技术+低浓度瓦斯发电机组进行发电。4、高浓度瓦斯（甲烷浓度≥30%）可以直接用瓦斯发电机组发电。≤1%0%100%4%-8%1%-4%8%-30%≥30%乏风氧化利用瓦斯掺混特低浓度发电低浓度发电高浓度发电甲烷浓度在30％以上，利用技术及途径相对成熟，下面主要就甲烷浓度低于30%的抽排瓦斯及乏风的综合利用技术重点论述。高浓度瓦斯利用方案低浓度瓦斯综合利用解决方案2.1胜动集团利用瓦斯进行发电需要解决的问题低浓度瓦斯发电解决方案如何安全、高效的利用低浓度瓦斯进行发电必须解决安全问题主要分两个方面：（1）低浓度瓦斯输送安全；（2）机组本身的安全性基于上述两点，2009年国家安全生产监督管理总局发布2009年第21号公告，公布批准关于低浓度瓦斯综合利用的10项安全生产行业标准，自2010年7月1日起施行。序号标准编号标准名称实施日期1AQ1071-2009煤矿用非金属瓦斯输送管材安全技术条件2010-7-12AQ1072-2009瓦斯管道输送水封阻火泄爆装置技术条件2010-7-13AQ1073-2009瓦斯管道输送自动阻爆装置技术条件2010-7-14AQ1074-2009煤矿瓦斯输送管道干式阻火器通用技术条件2010-7-15AQ1075-2009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2010-7-16AQ1076-2009煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范2010-7-17AQ1077-2009煤矿瓦斯往复式内燃机发电站安全要求2010-7-18AQ1078-2009煤矿低浓度瓦斯与细水雾混合安全输送装置技术规范2010-7-19AQ1079-2009瓦斯管道输送自动喷粉抑爆装置通用技术条件2010-7-110AQ1080-2009煤的瓦斯放散初速度指标（△P）测定方法2010-7-1低浓度瓦斯发电解决方案2010年1月21日，国家安全生产监督管理总局发布第29号公告，公布关于修改《煤矿安全规程》部分条款的决定，其中专项指出“抽采的瓦斯浓度低于30%时，不得作为燃气直接燃烧；用于内燃机发电或作其他用途时，瓦斯的利用、输送必须按有关标准的规定，并制定安全技术措施。”低浓度瓦斯发电解决方案低浓度瓦斯利用安全解决方案低浓度瓦斯输送安全问题解决解决办法-----技术支撑：多级阻火（被动阻火）技术与细水雾混合输送（主动阻火）技术------符合：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》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》安全解决方案多级阻火技术及湿式放散技术（被动阻火技术）所谓被动阻火是指当瓦斯输送过程中产生爆炸火焰时，阻火装置安全的将爆炸火焰阻在前端，不向后面传播，从而保证矿井的安全。系统包括：水位自控式水封阻火器、瓦斯管道专用阻火器、溢流脱水水封阻火器等共三级阻火装置。低浓度瓦斯输送安全问题解决低浓度瓦斯利用安全解决方案标准规定：6.5阻火性能要求6.5.1应用于煤矿瓦斯输送管道上的阻火器应为爆轰型阻火器，其安全阻火速度应不低于1600m/s。6.5.2应用于煤矿瓦斯发动机上的阻火器应为爆燃型阻火器，其安全阻火速度应不低于960m/s。7.1证件审查检查生产用图和技术文件是否按规定程序审批，阻火器是否取得煤矿安全标志证书。瓦斯专用阻火器-----符合AQ1074-2009《煤矿瓦斯输送管道干式阻火器通用技术条件》低浓度瓦斯输送安全问题解决低浓度瓦斯利用安全解决方案阻火原理：基于火焰通过狭窄通道时的熄灭现象研究。火焰在狭缝中淬熄主要是由于火焰表面的化学反应放热与散热条件不匹配引起的。火焰以一定的速度进入狭缝时，火焰面内靠近狭缝冷壁处，作为化学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，这相当于反应区的热量流向冷壁边界，从而当火焰面达到一定距离时，开始形成熄火层，随着火焰面的运动，熄火层的厚度不断增大，以至于自由基进入熄火层内就复合成分子并放出能量，自由基越来越少直到没有，火焰熄灭。低浓度瓦斯利用安全解决方案低浓度瓦斯利用安全解决方案煤矿低浓度瓦斯与细水雾混合安全输送技术，又称主动阻火技术，主要包括：细水雾灭火技术及脱水技术。-----符合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》标准规定：4.2.4输送装置瓦斯入口压力应不大于20kPa，出口压力应不小于3kPa。4.2.5瓦斯输送管道上水雾发生器设置间隔应不超过20m，若瓦斯输送管道长度不足20m，则应至少设置一个水雾发生器。5.3.4出厂前水雾发生器应进行水雾阻火试验和抑爆试验：a）阻火试验：试验条件参照AQ1074－2009（煤矿瓦斯输送管道干式阻火器通用技术条件）中7.5的要求。试验管线内充满甲烷浓度为9%～11％的瓦斯模拟气体，在距离水雾发生器20m处连续引爆3次均能阻火；b）抑爆试验：试验管