低浓度瓦斯氧化后冷热电联供方法

为了提高我国低浓度抽采瓦斯和乏风瓦斯的利用率,提出一种将低浓度瓦斯氧化并利用余热进行冷热电联供方法。该方法利用热逆流氧化技术实现对低浓度瓦斯高效氧化,抽取部分高温烟气生产高品位的蒸汽推动汽轮机发电,同时可从汽轮机抽取低压蒸汽,一部分用于供暖,一部分用于溴化锂吸收式制冷机制冷。分析表明,该方法实现了对低浓度瓦斯的有效氧化,减少了温室气体排放,并对余热实现了梯级利用,大大提高了系统的热能利用率,具有良好的推广应用价值。     

低浓度瓦斯蓄热氧化利用研究

在城市化推进和能源消耗持续增加的背景下,煤矿企业作为能源消耗和生产单位,需要提高低碳生产和能源节约方面的重视,结合国家相关政策和煤矿企业在低浓度瓦斯排空上的特点,积极降低浓度瓦斯蓄热氧化技术代替传统的燃煤热风炉完成井筒加热,实现降低污染物排放的目标,提高资源的利用效率。结合某煤矿企业的实际生产,对低浓度瓦斯蓄热氧化技术的生产能力和工艺单元进行有效设计,通过和传统的取暖供热方式进行能耗比对,证明瓦斯蓄热氧化技术具有明显的节能减排效果,可以满足煤矿企业的可持续发展需要。     

低浓度瓦斯蓄热氧化供热系统的应用研究

介绍了低浓度瓦斯蓄热氧化技术原理,对蓄热氧化供热系统的掺混系统、蓄热氧化装置、热水加热系统和安全监控系统进行了重点阐述,并对低浓度瓦斯蓄热氧化供热系统的社会经济效益进行了分析。采用低浓度瓦斯蓄热氧化供热系统替代燃煤锅炉为煤矿供热,能够有效解决当前燃煤热风炉的大气污染物排放超标问题,具有良好的节能环保效益。     

低浓度瓦斯蓄热氧化后的热量调配方法探讨

以煤矿瓦斯气源条件及实际的冷、热及电负荷为基础,设计了一套瓦斯蓄热氧化冷热电联供的系统工艺流程。根据煤矿的供热需求,将全年划分为防冻、供暖、高冷、低冷4个供能期,并根据不同供能期的具体供能特点,按照热能品位由低至高的利用原则,对低浓度瓦斯氧化后蒸汽热能及其他余热热能进行统筹分配,用于制冷、供暖、洗浴和发电等。对该调配方法应用后的实际效果进行了评价,同时对该技术的应用前景进行了展望。     

煤矿低浓度瓦斯微生物氧化技术研究

煤层抽采及回风井排放的低浓度瓦斯大多不经处理直接排空或燃烧,针对这一现象所造成的瓦斯资源浪费、生态碳循环结构破坏和温室效应加剧等问题,分析了我国煤矿低浓度瓦斯的排污治理与资源利用技术,提出并验证了利用甲烷氧化菌来降解煤矿低浓度瓦斯的煤矿低浓度瓦斯治理技术,以期提高煤矿瓦斯的利用率,减少资源浪费和污染。     

低浓度瓦斯发电技术及应用

瓦斯是与煤炭共同伴生的优质洁净能源,同时也是一种温室气体,它的危害是CO2的21倍,国际清洁能源组织把瓦斯作为主要温室气体之一,要求各国尽可能降低煤矿向大气排放瓦斯。我国多数高瓦斯矿井煤层透气性差,为了提高抽采效果,多采用高负压、大流量抽采系统,这样势必造成漏气量增加,抽采瓦斯浓度降低,达不到瓦斯利用条件。胜利油田胜动集团研制成功500 kW低浓度瓦斯发电机组及相关配套装置,初步探索了一条低浓度瓦斯利用途径,并在潞安集团五阳煤矿安全运行三年。实践证明,只要安全管理到位,低浓度瓦斯发电技术是可行的。     

低浓度瓦斯发电技术改造研究

使用中的DQR20型燃气轮机发电机组的正常运行严重受气源供给的影响,在瓦斯浓度低于30％时则不能利用,造成了极大的资源浪费;同时机组运行状况差,故障多。通过利用500GF1-3RW低浓度瓦斯发电机组进行工艺和管网的技术改造,为建设安全、环保、节能的新兴效益型发电企业提供了依据。     

低浓度煤层气利用技术研究现状及应用展望

煤矿低浓度煤层气及乏风瓦斯对空排放造成巨大的能源浪费,并造成显著的温室效应趋势,是煤矿最主要的温室气体排放源。按国家煤层气利用的发展规划,在“十三五”阶段将会有煤层气利用技术的广泛推广应用。针对煤层气利用技术,如煤层气深冷液化提纯技术、低浓度煤层气内燃机发电技术等,国内外已有较多科研院所及设备厂家开展了相关技术研究工作,探讨其合理高效利用的途径及实施方式。介绍了低浓度煤层气的主要技术利用途径,对各利用途径的优缺点及适用特点进行了剖析,并对各类技术途径的应用现状进行了阐述,对其应用前景进行了展望。     

低浓度瓦斯发电技术研究现状及展望

针对煤矿低浓度瓦斯燃料供应的特点,分析了低浓度瓦斯内燃机发电技术、燃气轮机发电技术和氧化发电技术研究现状;介绍了利用瓦斯发电的往复式内燃发动机、燃气轮机和氧化式反应器的发电原理、系统组成及特点,探讨了低浓度瓦斯发电技术应用中存在的问题及建议,并对该技术前景进行了展望。     

低浓度瓦斯管道输送安全保障系统的应用研究

为了保障低浓度瓦斯发电的安全运行,以低浓度瓦斯安全输送保障技术为依据,设计了基于三级阻火防爆装置和安全监控系统的低浓度瓦斯管道输送安全保障系统,介绍了系统的结构、原理和动作流程。在黄白茨煤矿瓦斯电站的应用结果表明,该系统能够直观显示低浓度瓦斯管道输送过程的安全状况,安全保障装置能够按照规定流程动作,监测软件具有显示、存储、分析和输出功能。     

基于模糊算法的矿井局部通风机瓦斯控制系统研究

矿用局部通风机是煤矿安全生产的主要设备,为实现通风量的智能控制,采用模糊算法,对矿井局部通风机瓦斯控制系统进行了设计研究。分析了局部通风机的控制要求,建立了瓦斯浓度的模糊算法,然后对模糊算法控制查询表进行了制作。算法以瓦斯浓度偏差变化率以及瓦斯浓度偏差为输入值,并以变频输出电压相对应的电机转速为输出值,提出了局部通风机的系统控制方案以及方案中重要部分的配置。以PLC控制器的局部通风机控制系统为模糊控制的操作提供了理论基础。     

泡沫陶瓷孔密度对低浓度瓦斯燃烧特性影响分析

搭建了低浓度瓦斯在碳化硅泡沫陶瓷内燃烧的实验台,研究了碳化硅泡沫陶瓷孔密度对低浓度瓦斯燃烧特性的影响。结果表明:碳化硅泡沫陶瓷孔密度对瓦斯燃烧温度的影响并非线性,也非单向,在10 PPI和40 PPI孔密度下均出现了反常分布,孔密度由10 PPI增加至20 PPI时,泡沫陶瓷中温度增加,增加至30 PPI时温度反而降低,40 PPI的泡沫陶瓷温度又高于30 PPI的;20 PPI的碳化硅泡沫陶瓷综合换热效果最好,燃烧室整体温度水平较高;同一流速下,4种孔密度的碳化硅泡沫陶瓷内的CO浓度都随当量比的增大而减小,而且当量比由0.50上升到0.55时,CO排放急剧减小;CO排放也与孔密度有关,但规律并不明显,大体上可以看出,20 PPI的碳化硅泡沫陶瓷对应的CO排放浓度在所测当量比范围内普遍偏低,而10 PPI的碳化硅泡沫陶瓷对应的CO排放浓度略高;NO的排放规律与CO相反,NO的排放浓度随当量比的增大而不断增加,NO_x的排放趋势和NO的排放趋势大体一致。     

低浓度瓦斯发电站关键技术分析

为指导煤矿低浓度瓦斯发电站的正确设计和安全运行,以贵州某煤矿为例,对瓦斯燃料气源的赋存和供应进行研究,结合建设场地限制、用电负荷、电力接入等条件,从经济和技术方面开展了低浓度瓦斯发电站建设经济与关键技术分析,最终确定了发电站的瓦斯气源安全输送方式、装机容量、装机台数、站场布置与经济效益可行性。工程应用表明,干式低浓度瓦斯输送安全保障系统符合现场应用和安全要求,2×500 kW的装机规模容量能适应气源波动且经济合理,400 V电力接入和10 kV:35 kV升压变压器符合供配电条件,站场布局合理规范,满足发电站建设工程需求,节能减排的同时,具有良好的经济和社会效益。     

低渗透性煤层瓦斯治理技术研究

地下煤矿开采需要有效的技术方法来控制瓦斯的排放。针对低渗透性煤层瓦斯抽采困难的问题,提出了一种低渗煤层瓦斯高效抽采方法,并进行了井下工程试验,包括长钻孔、斜交叉钻孔和上隅角柔性抽采管等技术。现场试验表明,该技术可有效提高低渗煤层瓦斯抽采率,51109、51105工作面瓦斯抽采率从30%分别提高到67.33%和76.44%,工作面风流中瓦斯浓度大幅下降至0.3%左右。研究为低渗透性煤层瓦斯治理技术研究提供了新思路。     

基于多目标的新能源微电网混合储能控制系统

以实现混合储能平抑控制为目的,设计基于多目标的新能源微电网混合储能控制系统。该系统采样层利用滤波器和负载电路获得混合储能实时模拟量;将该模拟量输入到检测电压、电流电路内并传输到采样保持器内,利用该保持器将模拟量放大存储后,获得特定时间点上的储能模拟信号;将该信号输入到PLC内的多目标储能调度模型内,利用该模型对电能存储实施合理调度并对比控制目标库后获得调度结果,将该结果传输给双向DC-DC变换器即实现混合储能输出功率控制。实验表明,该系统具备较强信号采集能力和通信传输能力,且有效实现微电网储能平抑控制。     

基于改进PID控制光电探测系统能耗优化方法研究

为了解决光电探测系统存在的能量消耗大的问题,提出基于改进PID控制光电探测系统能耗优化方法。该方法根据光电探测系统的运行原理构建系统数据模型,在该数学模型下安装改进PID控制器设备。计算光电探测系统能量消耗,并结合能耗计算结果,实现光电探测系统能耗控制与优化。通过性能测试实验得出结论:与传统能耗优化方法相比,设计能耗优化方法能够在维持光电探测系统功能的情况下,节省约29.6 kW能量。     

低位放顶煤工作面瓦斯浓度分布规律与控制技术研究

基于高瓦斯低位放顶煤工作面瓦斯涌出量大、回采期间瓦斯容易超限的问题,提出采用单元法测定和分析工作面瓦斯涌出及分布规律。以五阳煤矿7607综放面为研究对象,将工作面划分为12个单元,布置测站和立体网格状测点,测定回采期间综放面瓦斯浓度分布和风量变化。通过测定数据分析工作面瓦斯来源、工作面漏风情况和工作面瓦斯浓度聚集分布规律,从而针对性地提出了U型通风配合“顶板高位钻孔+上隅角插管+高抽巷”的综合瓦斯治理方式。工程实践表明,工作面上隅角和回风流等容易超限区域的瓦斯浓度控制在0.8%以下,治理效果显著,证明了瓦斯治理控制技术的有效性,促进了五阳煤矿的安全高效生产。     

基于PLC的带式输送机节能控制系统研究

煤矿井下带式输送机肩负着煤炭的运输重责,是煤矿生产的关键设备。采用PLC可编程控制器,研究了带式输送机节能控制系统,该系统主要由现场控制和集中控制组成,分析了控制系统的硬件部分,硬件部分以S7-300系列PLC作为系统的主控单元,并介绍了控制系统综合保护,最后分析了控制系统的软件部分,设计了软启动控制程序、功率平衡控制程序、系统综合程序流程。研究为类似工程条件下输送机电气节能控制系统设计提供借鉴。     

临涣煤矿瓦斯防治技术研究

根据临涣煤矿六采区1061工作面的实际地质与开采技术条件,在综合分析和研究的基础上,制定了1061工作面回采期间的瓦斯治理技术方案,其方案总体架构是构建“风排瓦斯+综合抽采瓦斯（地面井+高位钻孔+上向拦截钻孔+采空区埋管）”技术体系。六采区瓦斯治理技术方案的实施,确保了六采区回采期间采掘工作面的瓦斯浓度在《煤矿安全规程》规定的临界指标内,实现了1061工作面的瓦斯治理目标,确保了安全生产。     

多能互补环境下综合能源供给侧协调调度方法

为平衡综合能源生产量和消耗量,研究设计了一种多能互补环境下综合能源供给侧协调调度方法。将最低能源调度运行成本作为目标,构建综合能源调度目标函数。然后通过互相转化热能、天然气、电能,使能源的生产和消耗量达到平衡,再结合机组运行时间和调度出力,设计约束目标函数的约束条件,从而建立能源调度模型。在此基础上,采用分支定界法得到模型最优解,从而获得能源供给侧最优调度策略。实验结果表明:应用本文方法后,电能、热能、天然气的生产和消耗达到平衡,充分满足了园区负荷需求,使得能源调度运行成本满足设计预期。