矿井乏风瓦斯直接参与燃煤锅炉燃烧发电技术(专利申请).doc

矿井乏风瓦斯直接参与燃煤锅炉燃烧发电技术 说 明 书 完成单位神东煤炭分公司科技中心 完成人员周成军 技术领域 本发明涉及煤矿井乏风流中瓦斯作为燃料参与燃煤锅炉燃烧，尤其涉及到煤矿井乏风流中浓度低于0.75的瓦斯作为燃料参与煤矿井口附近的燃煤或燃矸石电厂锅炉燃烧。 背景技术 在煤炭开采过程中，煤层中赋存在大量瓦斯涌到采掘空间，采用矿井通风排除矿井瓦斯是瓦斯治理的基本手段之一。这样大量的瓦斯随矿井主要通风机排向大气，在浪费宝贵瓦斯能源的同时，给大气环境也造成极大的污染。 我国煤炭资源较为丰富，但绝大部分煤田属高瓦斯煤田，且煤层瓦斯透气性较差，按目前的技术，矿井瓦斯抽采利用率较低，绝大部分瓦斯由矿井通风方式排入到大气中，相当一部分矿井乏风流中的瓦斯含量在0.50.75之间，个别接近1，乏风流中含有大量有瓦斯；另一方面，由于煤炭为大宗商品，运输成本高，大量的煤矿在井口附近设有电厂，改输煤为输电。由于电厂燃煤锅炉需要消耗大量空气，且电厂距离井口一般都在1000m范围内，这样就存在将矿井含瓦斯乏风引入电厂锅炉中参与燃烧的可能性。由于瓦斯极易燃烧，将改善煤炭燃烧性能，瓦斯燃烧还产生大量热量，节约了燃煤的同时，也减少了向大气层排放的瓦斯量。 以保德煤矿为例说明其经济效益。保德煤矿热电厂用风量平均为6500m3/min，改用矿井乏风，乏风流中瓦斯平均浓度为0.5，则每年燃烧的瓦斯为1.2万吨，节约煤炭3万吨，以300元/吨计算，节约燃煤成本900万元，减排量折算成二氧化碳为24万吨，成为CDM项目后，按每吨二氧化碳10美元计算，每年又可获得240万美元收益。项目一次投资约500万元，用不了一年即可收回全部成本。 因此有必要设计一种将矿井乏风瓦斯参与燃煤锅炉燃烧的系统装置，以实现乏风流中瓦斯参与燃烧发电。 发明内容 本发明的目的在于提供一种将矿井乏风流引入电厂锅炉，使乏风流中瓦斯参与燃烧的系统装置，以实现乏风流中瓦斯燃烧发电的目的。 为了实现上述目的，以神东煤炭分公司保德煤矿为例说明，本发明采用如下设计 1、乏风流通道。矿井乏风经矿井主要通风机抽出地面后，经地面设置的风道流入矿井口附近燃煤电厂的引风机，由引风机送入电厂燃煤锅炉。 2、风量调节出口。由于燃煤电厂用风量与矿井乏风量不完全一致，矿井乏风量大于热电厂用风量时，风量调节口设在矿井主要通风机出风口处，矿井乏风量小于热电厂用风量时，风量调节口设在热电厂引风机入口，以减少通风阻力损失。 3、乏风流瓦斯防爆系统。 ①、瓦斯监测监控与瓦斯风机闭锁。在煤矿井下总回风流中设置瓦斯监测探头，瓦斯监测探头与地面热电厂锅炉引风机闭锁。当乏风流中瓦斯浓度超过1时，自动切断电厂引风机电源，防止发生瓦斯事故，乏风全部由风量调节口排出，并尽快打开通风机出口附近的风门，以减少通风阻力，保持矿井正常通风。并在风门出口附近等乏风流可能影响的地点周围设置警戒。 ②、热电厂引风机及其附属装置采用矿用防爆型。 ③、乏风流隔爆。由于矿井乏风流瓦斯浓度离瓦斯爆炸下限还相距甚远，可以不考虑乏风流防爆输送，但需在地面风道中设置高效的隔爆设施，以消除爆炸对矿井的影响。 a、隔爆水雾。在风道中部区域设置喷雾水幕，要求水雾区长度不小于40米，乏风流中的水雾含水量原则上不小于乏风中的瓦斯含量重量比,在接近电厂引风机的乏风流中可设置网状的水雾除雾器。雾送的优点是投入少，缺点是耗水。 b、也可采取隔爆水棚、岩粉棚等措施。 ④、设置防爆门。正对电厂锅炉的进风口的风道端头设置防爆门，以隔断爆炸气流对矿井的冲击。 ⑤、防爆相关规定。严格执行煤矿安全规程关于井口房及通风机附近20米处严禁烟火的规定，并将规定扩展到矿井口至电厂风流入口处。风量调节口出口向上，并高于地面不小于5米。 4、风机联合运转。矿井反风时，由于地面风道风流也会反向。反风流由风量调节口供给。电厂引风机附近的风门必须提前打开，以保证引风机供风。其它如风机检修、切换等工作基本不影响风机的联合运转，可参照以已有措施执行。 5、其它设施。在矿井主要通风机出口入电厂引风机入口附近设置风门，以方便设备检修等工作。 附图说明 图1乏风直接参与燃烧输送系统图。 具体实施方式 1、正对矿井主要通风机出风口设置输送风道，输送风道净断面积为15m2，风道墙体采用厚200mm的C20砼浇筑，顶面采用150mm厚C30钢筋砼浇筑，底板采用厚150mmC20砼浇筑。风道每米消耗砼约3m3，造价约5000元，整个风道含风门等投资按1000米风道折算，约需500万投资。 2、由于矿井主要通风机风量在12000m3左右，在矿井主要通风出风口附近的风道两侧设置风门及风量调节口。以方便检修及风量调节之用。风门做法与井下风门相同，只设单向风门两道。风量调节口也采用砼浇筑，出口向上，离地面不小于10米，风量调节风道及出口断面不小于10m2，也可与主风道相同。 3、防爆门。防爆门安设要求与矿井回风井井口防爆门相同。 4、喷雾装置。在风道中每隔10米安设一道水幕，连设4道，以保证隔爆区长度不小于40米。 图1 乏风直接参与燃烧输送系统图。