【正文】 貫徹以人為本，落實(shí)科學(xué)發(fā)礦井可行性研究報(bào)告 瓦斯抽采及利用方案 13— 15 展觀，建設(shè)節(jié)約型社會。 ” 國家要求加快煤礦瓦斯的抽采利用，堅(jiān)持先抽后采、治理與利用并舉，防范煤礦瓦斯事故，充分利用能源資源，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境。 我國是世界上最大的發(fā)展中國家，也是世界第一煤炭生產(chǎn)大國和消費(fèi)大國，因而也是溫室氣體排放量最大的發(fā)展中國家。 2020 年，我國煤礦共抽采瓦斯 23 億 m3，利用了 10 億 m3，約 43％，其余約 13 億 m3，基本排入大氣，約占全年抽采礦井瓦斯的 57%。煤礦瓦斯富含甲烷，甲烷是除二氧化碳外最主要的溫室氣體，在全球溫室效應(yīng)中所占比例約為 18％。其溫室效應(yīng)在 100 年期內(nèi)，每克甲烷約為每 克二氧化碳的 21倍。 自我國政府 1998 年 5 月簽署并于 2020 年 8 月核準(zhǔn)《京都議定書》以來，因采煤每年向大氣排放大量的甲烷，不僅嚴(yán)重影響礦區(qū)環(huán)境安全，而且已經(jīng)引起國際社會的普遍關(guān)注。要求我國承擔(dān)溫室氣體減排指標(biāo)的國際輿論給我國的壓力越來越大！我國政府正積極采取有力的政策措施加快煤礦瓦斯抽采利用。 另從煤炭企業(yè)自身的生存和發(fā)展來看，加強(qiáng)礦井瓦斯開發(fā)利用也勢在必行?！秶k發(fā)〖 2020〗第 47號》和《煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)利用 “ 十一五 ”規(guī)劃》均明確規(guī)定，我國煤礦將實(shí)行采煤采氣一體化，必須先抽后采，并應(yīng)使噸煤瓦斯 含量降到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)以下才允許開采；國家鼓勵(lì)和扶持開發(fā)利用煤礦瓦斯，對超標(biāo)排放礦井瓦斯進(jìn)行懲罰，要求國家稅務(wù)總局和環(huán)?？偩盅芯恐朴喚唧w的優(yōu)惠政策和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。我國煤礦自由、無序排放瓦斯的狀況，必將隨著上述政策的貫徹實(shí)施，逐步變?yōu)橹贫然淖杂X的企業(yè)行為。 （四） 礦井供電的需要 本礦井瓦斯電站建成后，可為礦井提供 ，除滿足礦井用電的需要外，可將富余電力上網(wǎng)外售，并將為礦井的進(jìn)一步發(fā)展補(bǔ)充動力。 礦井可行性研究報(bào)告 瓦斯抽采及利用方案 13— 16 綜上所述，無論從節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境，或者擴(kuò)大供電需求來看，建設(shè)礦井瓦斯電站都是十分必要的。 二、瓦斯資源及利 用 （一） 瓦斯資源 瓦斯含量、瓦斯梯度及涌出量 ① 瓦斯含量 根據(jù)勘探地質(zhì)報(bào)告及 Ι 1 煤層瓦斯含量等值線示意圖 ，礦井可采煤層為Ι 1煤層，Ι 1煤層瓦斯含量一般 13～ 19 ml/g r，在鉆孔 N213局部瓦斯含量大于 19 ml/g r。本礦井Ι 1煤層瓦斯含量普遍偏高，瓦斯 成 分以沼氣為主。 ② 瓦斯涌出量 經(jīng)預(yù)測， 礦井絕對瓦斯涌出量 ，相對瓦斯涌出量 ，Ι 1工作面絕對瓦斯涌出量 ，相對瓦斯涌出量 ，本礦井 瓦斯涌出量 較大。 礦井瓦斯等級 根據(jù)上述對本礦井瓦斯?fàn)顩r的分析，本礦井為高瓦斯突出礦井。有煤塵爆炸危險(xiǎn)，煤層自然發(fā)火傾向?yàn)棰瘛蚣墶? 瓦斯儲量、可抽采量及服務(wù)年限 根據(jù)礦井瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)計(jì)算，全礦井瓦斯地質(zhì)儲量為10 4t，全礦井瓦斯可抽儲量為 10 8m3。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 450kt/a，服務(wù)年限 。 瓦斯抽采系統(tǒng) XX 北礦 為高瓦斯突出礦井，按有煤與瓦斯突出設(shè)計(jì)，建立永久瓦斯抽采系統(tǒng)。抽采系統(tǒng)分高負(fù)壓抽采系統(tǒng)和低負(fù)壓抽采系統(tǒng)。 礦井可行性研究報(bào)告 瓦斯抽采及利用方案 13— 17 ① 高負(fù)壓抽采系統(tǒng)：濃度 40%的混合瓦斯抽采量為 ，瓦斯純量： ?？傋枇Γòň裸@孔負(fù)壓、管道阻力損失和局部阻力損失）為 45258Pa。 瓦斯抽采設(shè)備為 2臺 2BEC72型水環(huán)式真空泵，配 YB2— 4507— 4型電動機(jī)（ 450kW， 10kV）， 1 用 1 備。泵的工況流量為 326m3/min，入口絕對壓力為 。 ② 低負(fù)壓抽采系統(tǒng)：濃度 8%的混合瓦斯抽采量為 ，瓦斯純量： ?？傋枇Γòň裸@孔負(fù)壓、管道阻力損失和局部阻力損失）為 23892Pa。 瓦斯抽采設(shè)備為 2臺 2BEC40型水環(huán)式真空泵 ，配 YB2— 315S— 4型電動機(jī)（ 110kW， 380V）， 1 用 1 備。其工況流量為 79m3/min，入口絕對壓力為。 ③ 瓦斯抽采泵出口正壓： 3500Pa。 （二）礦井瓦斯抽采量的分配利用 根據(jù)煤礦安全規(guī)程有關(guān)規(guī)定，當(dāng)?shù)V井抽采的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到 30% (CH4： 30%)及以上時(shí)，可以利用。本礦井高負(fù)壓抽采系統(tǒng)的瓦斯?jié)舛葹?40%，低負(fù)壓抽采系統(tǒng)的瓦斯?jié)舛?8%。按兩系統(tǒng)抽采瓦斯量計(jì)算的混合濃度為 %，混合瓦斯純量為 m3/min。本次可研按礦井達(dá)產(chǎn)后．以正常年兩系統(tǒng)抽采純瓦斯 ，按照“發(fā)電為主，富余他用”的原則進(jìn)行分貝?？紤]的要點(diǎn)： ①瓦斯富余量的計(jì)算，以保證電站設(shè)計(jì)規(guī)模 據(jù)，且與瓦斯電站的建設(shè)期相對應(yīng)； ② 發(fā)電富余的瓦斯，直接供應(yīng)礦井民用； ③瓦斯發(fā)電的余熱利用，可研階段暫以就地供礦井浴室及地面建筑物采暖； 礦井可行性研究報(bào)告 瓦斯抽采及利用方案 13— 18 三、建設(shè)規(guī)模及建設(shè)工期 （一） 建設(shè)規(guī)模的確定 燃?xì)怆娬镜囊?guī)模根據(jù)電熱負(fù)荷、燃料氣源供應(yīng)能力、資金條件及業(yè)主建設(shè)計(jì)劃等因素綜合確定。 用電負(fù)荷 礦井主變壓器為 2 6300kVA，生產(chǎn)能力達(dá)到 450kt/a 時(shí)，礦井 含 選煤廠 用電負(fù)荷 補(bǔ)償后 視在功率為 ，有功功率為 。 燃料供應(yīng)能力 根據(jù)瓦斯氣量平衡結(jié)果，按礦井計(jì)劃達(dá)產(chǎn) 450Kt/a后，瓦斯抽采能力為 m3/min純瓦斯 (CH4： 100%)，即 (CH4： %)計(jì)算，每年發(fā)電 104kW h，需要混合瓦斯 104m3/a(CH4：%)，占年抽采量的 104m3/a 的 %，瓦斯抽采量滿足要求。 建設(shè)規(guī)模 根據(jù)以上建設(shè)條件，綜合確 定瓦斯電站建設(shè)規(guī)模為 。 （二） 建設(shè)工期 按照業(yè)主建設(shè)安排，本瓦斯電站與礦井同步建設(shè)。具體安排為開工以后三年礦井建成投產(chǎn)，預(yù)計(jì)礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)，瓦斯抽采量達(dá)到設(shè)計(jì)能力 (CH4： 100%)，即 (CH4： %)，電站也達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模 。 四、工藝技術(shù)方案及工程內(nèi)容 （一） 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 系統(tǒng)構(gòu)成 本電廠的熱力系統(tǒng)由簡單循環(huán)發(fā)電加余熱回收利用系統(tǒng)構(gòu)成。 系統(tǒng)工作原理 礦井可行性研究報(bào)告 瓦斯抽采及利用方案 13— 19 從礦井瓦斯抽采站送來的瓦斯進(jìn)入經(jīng)安全水封、切斷閥、瓦斯專用阻火器等安全 裝置，進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)，經(jīng)脫水、脫硫凈化后，送入內(nèi)燃機(jī)噴燃，形成高溫高壓燃?xì)馔苿觾?nèi)燃機(jī)活塞作功驅(qū)動同軸發(fā)電機(jī)發(fā)電。其高溫排氣（滿負(fù)荷狀態(tài)下可達(dá) 530 oC），可引入排氣換熱器回收余熱后，冷卻到 190 oC左右通過排氣消聲器經(jīng)煙囪排入大氣。 發(fā)電機(jī)發(fā)電過程中產(chǎn)生的熱量，通過自身的高、低溫冷卻器與高低溫水泵送來的冷卻水通過間接熱交換后，循環(huán)水經(jīng)玻璃鋼冷卻塔冷卻后循環(huán)使用。當(dāng)不回收排氣余熱時(shí)，可將高溫排氣通過冷卻塔降溫后排入大氣。 國產(chǎn) 1000GFWK 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)出的 400V、 50Hz 、 8000 kW 電能，通過升壓后接入礦井 35kV/。 （二） 發(fā)電機(jī)組選型及配組方案 選用 8 臺 XX 公司 1000GFWK 型燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，加配套 8 臺余熱回收裝置，正常情況下， 8臺發(fā)電機(jī)組運(yùn)行 。 輸出電功率： 8 1000 kW=8000 kW. 年發(fā)電量： 8000 kW 7260 h ＝ 104 發(fā)電機(jī)輸出電壓 ，頻率 50Hz 回收余熱量： ： 余熱量： (530190) 5250 8=3750491kcal/h 蒸汽量： 3750491247。 (66220)=5841 kg/h ：系統(tǒng)工作壓力 ，進(jìn)水溫度 20 oC，出水溫度 90oC 余熱量： (530120) 5250 8=3750491kcal/h 熱水量： 3750491Kcal/h247。 (9020) =5