CN101769536B - 一种使矿井乏风瓦斯参与热电厂燃煤锅炉燃烧的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种使矿井乏风流中瓦斯参与热电厂燃煤锅炉燃烧的系统，其包括乏风流通道、风量调节口、瓦斯防爆系统；乏风流通道一侧连接矿井主要抽风机出风口，另一测连接热电厂的引风机入口；风量调节口位置根据矿井乏风量和燃煤锅炉用风量确定，如果矿井乏风量大于热电厂用风量，风量调节口设在矿井主要通风机出风口处，如果矿井乏风量小于热电厂用风量，风量调节口设在热电厂引风机入口处。利用本发明的系统，可以实现矿井乏风流中瓦斯的有效利用，不仅有利于环境，还有巨大的经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种使矿井乏风瓦斯参与燃烧的系统，尤其涉及利用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的系统。
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0.5％-0.75％之间，个别接近1％，乏风流中含有大量瓦斯；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，如果改用矿井乏风，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(清洁发展机制)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
本发明的发明目的可以通过下述实现：
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，本发明采用如下设计：
一种使矿井乏风流中瓦斯参与热电厂燃煤锅炉燃烧的系统，其包括乏风流通道、风量调节口、瓦斯防爆系统；乏风流通道一侧连接矿井主要抽风机出风口，另一侧连接热电厂的引风机入口；风量调节口位置根据矿井乏风量和燃煤锅炉用风量确定，如果矿井乏风量大于热电厂用风量，风量调节口设在矿井主要通风机出风口处，如果矿井乏风量小于热电厂用风量，风量调节口设在热电厂引风机入口处。
优选地，瓦斯防爆系统包括设置在乏风流通道的瓦斯监测探头，该瓦斯监测探头与热电厂的引风机闭锁。
优选地，瓦斯防爆系统还包括设在乏风流通道的水幕和除雾装置。
优选地，所述水幕为连续4道水幕，相邻水幕间隔不小于10m。
优选地，瓦斯防爆系统还包括设在热电厂引风机入口附近的防爆门。
优选地，乏风流通道还设有风门，分别设置在矿井主要抽风机出风口和燃煤锅炉的引风机入口附近。
优选地，设置在燃煤锅炉的引风机入口附近的风门在矿井反风前需要提前打开。
利用本发明的系统，可以实现矿井乏风流中瓦斯的有效利用，不仅有利于环境，还有巨大的经济价值。
附图说明
下面结合如下的附图对本发明进行详细的说明，附图中：
图1示出了本发明的使矿井乏风瓦斯参与热电厂燃煤锅炉燃烧的系统一个实施例。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细的描述。但是本领域技术人员能够理解，本发明并不局限于具体的实施例。
本发明可以采用如下设计：
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。
图1示出了神东煤炭分公司保德煤矿的使矿井乏风瓦斯参与燃烧的系统，在该系统中：
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。
Claims (7)
1.一种使矿井乏风流中瓦斯参与热电厂燃煤锅炉燃烧的系统，其包括乏风流通道、风量调节口、瓦斯防爆系统；乏风流通道一侧连接矿井主要抽风机出风口，另一侧连接热电厂的引风机入口；风量调节口位置根据矿井乏风量和燃煤锅炉用风量确定，如果矿井乏风量大于热电厂用风量，风量调节口设在矿井主要通风机出风口处，如果矿井乏风量小于热电厂用风量，风量调节口设在热电厂引风机入口处。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，瓦斯防爆系统包括设置在乏风流通道的瓦斯监测探头，该瓦斯监测探头与热电厂的引风机闭锁。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，瓦斯防爆系统还包括设在乏风流通道的水幕和除雾装置。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述水幕为连续4道水幕，相邻水幕间隔不小于10m。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，瓦斯防爆系统还包括设在热电厂引风机入口附近的防爆门。
6.根据权利要求1-5之一所述的系统，其特征在于，乏风流通道还设有风门，分别设置在矿井主要抽风机出风口和燃煤锅炉的引风机入口附近。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，设置在燃煤锅炉的引风机入口附近的风门在矿井反风前需要提前打开。
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