【煤矿瓦斯发电工程监控系统的实践总结】煤矿瓦斯监控系统.docx

【煤矿瓦斯发电工程监控系统的实践总结】煤矿瓦斯监控系统摘要。阐述利用煤矿瓦斯发电的重要意义介绍瓦斯发电工程监控系统的一般构成并根据实践经验针对监控系统中厂房通风控制、瓦斯泄露保护、瓦斯流量计的选择和减排量的计算等主要问题进行重点分析。关键词：瓦斯发电；监控系统；通风控制；瓦斯泄露；减排计算0引言煤矿瓦斯的主要成分是ch4（甲烷）ch4在100年时间框架内的温室效应指数是co2的21倍因此瓦斯气体对空排放对生态环境破坏性极强同时瓦斯爆炸事故的防范和瓦斯有效治理一直也是困扰煤炭人的一大难题。目前多数煤矿坚持以“先抽后采、应抽尽抽、以用促抽、煤气共采”的方针有效降低瓦斯爆炸事故率的同时兼顾了瓦斯气作为清洁能源的开发利用一举多得具有广泛的环保效应和安全效应。煤炭工业合肥设计研究院从2004年开始在国内较早地开展利用煤矿瓦斯发电的工程设计与承包业务与国内外众多的煤炭企业、咨询机构合作一直致力于煤矿瓦斯利用领域的创新、研究与服务目前作为主编单位正在进行《煤矿瓦斯发电工程设计规范》的编制工作。瓦斯发电主要工艺是利用煤矿开采过程中矿井瓦斯抽放站抽排的30%以上浓度瓦斯为能源经过脱水、除尘、增压等预处理措施后输配至内燃式往复发电机组进行发电。目前进口发电机组自动化水平较高安全保护完善发电效率能达到40%以上具有较好的经济效益和推广价值。1监控系统概述在高瓦斯矿井一般瓦斯组分中氧气>12%甲烷>30%利用矿井抽排的瓦斯气进行发电必须严格做好瓦斯输配和发电过程中的安全防范工作因此根据工艺特点设计一套完备的实时监控系统非常重要是满足设备安全、经济运行和发电管理的内在要求。煤矿瓦斯发电工程监控系统一般由现场检测仪表、现场控制系统、监控后台系统和监控网络构成。1）现场检测仪表主要包括常规仪表和瓦斯气安全监测仪表仪表的设置和选型应满足瓦斯预处理装置及发电机组等工艺设备安全、经济运转的监测要求拟申报cdm（清洁发展机制）项目的还应满足cdm计量的要求；2）现场控制系统目前多使用plc（可编程控制器）实现对被控设备及工艺的监控和保护现场控制站应具备通用可靠的工业控制网络接口便于各控制站和后台系统的通讯互联；3）监控后台系统主要实现电站运行的监控、重要运行数据的记录与存储宜配置操作、显示设备；4）监控网络应使用成熟、标准的工业控制网络各工艺系统监控设备的网络接口应尽量统一。2监控系统需要注意的主要问题2.1发电机房通风控制《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》2.3.18条规定：爆炸性气体环境内的车间采用正压或连续通风稀释措施后车间可降为非爆炸危险环境。内燃式往复发电机组厂房存在瓦斯泄露风险而发电机组本身及其就地辅助电气控制设备和仪表均为非防爆设备因此监控系统必须做到发电机组一旦运行即自动连锁启动通风机风机故障或风压检测异常时应立即报警并作用于停机。同时通风机的自动控制还应满足发电机组的正常、经济运行对通风风量和风温的要求。2.2瓦斯气体泄露保护使用爆炸危险气体为燃料应有完备的瓦斯气泄漏的监测监控方案。在厂房上空应设置两段式（i段10%lel；ii段20%lel）瓦斯泄露报警装置当i段报警时监控系统应自动启动所有厂房通风机以稀释泄露的瓦斯气体ii段报警时监控系统应切断厂房内除通风机外所有电气设备的电源。当泄露浓度升高瓦斯持续扩散时应设置切断阀门切断瓦斯气源避免事态扩大或影响供气系统的安全。有关瓦斯气源的切断阀门的选型应选用正常情况下控制回路带电切断阀开位的工作方式在电源失电、回路断线或瓦斯泄露等异常工况需要切断气源的情况下自动连锁保护迅速断电关闭气源阀门。2.3瓦斯流量计的选择笔者参与设计的瓦斯发电项目目前多选用v锥流量计v锥流量计是采用在密闭管道中心线悬挂v型锥体作为节流件的一种差压式流量计由于其独特的中心流线型节流结构的设计使得经过节流件的不规则流场整流成近似理想气体因此它能基于密闭管道中能量转换的伯努利定理进行准确测量。v锥流量计直管段要求前3d后1d便于选择位置安装；精度可达到0.3%利于贸易计量；量程比可达30：1压力损失仅为孔板的1/5～1/10降低了对差压变送器的要求和输送系统能耗；同时由于流过锥体后的流体加速达到自吹扫的功能克服了瓦斯脏污的测量难点使得开孔比β长期不变稳定性高。v锥流量计的这些特性恰恰克服了煤矿瓦斯含水量大粉尘多振动不稳定、输送压力低的种种特性保证了瓦斯减排量的准确计量。2.4瓦斯减排量的计算煤矿在生产过程中连续对空排放瓦斯造成了大气污染和环境破坏现在利用瓦斯进行发电实现了温室气体的实际减排这符合cdm