第23卷第9期煤氣與熱力Ⅴol.23No.92003年9月Gas heat2003文章編號(hào):1000-4416(2003)09-0571-02地下氣化煤氣的發(fā)電應(yīng)用張樹(shù)軍,史志清焦玉新(山東新汶礦業(yè)集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院,山東新汶271233)摘要:介紹了燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及地下氣化煤氣用于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:地下氣化;煤氣;發(fā)電中圖分類號(hào):TU996文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:BApplication of Underground Coal Gasification in Power GenerationZHANG Shu-jun, SHI Zhi-ging, JIAO Yu-xinXintcen Mining Group design and Research Institute, Xinacen 271233, China)Abstract: This paper introduces the development of technology of gas-fired power generation and the application of underground coal gasification gas in power generationKey words: underground coal gasifcation; coal gas; power generation地下氣化煤氣用于發(fā)電是一個(gè)良好的利用途徑從保護(hù)環(huán)境角度出發(fā)應(yīng)大力提倡發(fā)展?jié)崈裘杭急?地下氣化煤氣性質(zhì)術(shù),而煤炭氣化則是煤炭潔凈利用的關(guān)鍵技術(shù)之。燃?xì)夥N類體積分?jǐn)?shù)%低熱值煤炭地下氣化為遺留煤柱、難采煤層、高硫煤等的利Hh CO CH4 CO0用提供了新途徑,最大限度地利用和節(jié)約了日趨減空氣煤氣20.14945|2.654.351.32343432少的煤炭資源。地下氣化在我國(guó)已有應(yīng)用3,新水煤氣52.0212.66.3723.860.305.379.4汶礦業(yè)集團(tuán)孫村煤礦煤炭地下氣化裝置于2000年3月成功生產(chǎn)出地下氣化煤氣,地下氣化生產(chǎn)的空氣2地下氣化煤氣發(fā)電技術(shù)方案與工藝煤氣和水煤氣性質(zhì)見(jiàn)表1?？諝饷簹鉄醾奢^低,一般適合于做工業(yè)燃料氣,2.1燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀如鍋爐、各種工業(yè)窯爐的燃料,也適合用做發(fā)電燃利用地下氣化煤氣發(fā)電在俄羅斯已有50年的料。水煤氣熱值較高,煤氣中的CO含量也能符合歷史,先后在莫斯科近郊等煤田建立了5座地下氣要求,因此不僅適合用做居民用氣,也可用于化工合化站,生產(chǎn)2930~4186kJ/m3的低熱值煤氣用于發(fā)成。新汶礦區(qū)氣化爐數(shù)量較少,產(chǎn)氣量較低,用于生電。而我國(guó)使用煤氣發(fā)電則始于20世紀(jì)90年代,產(chǎn)合成氨和甲醇達(dá)不到經(jīng)濟(jì)規(guī)模。根據(jù)國(guó)內(nèi)外地下先后有鐵嶺焦化廠等使用航空發(fā)動(dòng)機(jī)改型的輕型燃?xì)饣簹獾膽?yīng)用經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合新汶周邊地區(qū)電力供氣輪機(jī)用焦?fàn)t煤氣發(fā)電,上海寶山鋼鐵廠采用應(yīng)相對(duì)較緊張的實(shí)際情況,經(jīng)過(guò)項(xiàng)目論證后,認(rèn)為將3265kJ/m3低熱值煤氣在自備電站內(nèi)發(fā)電,目前運(yùn)溶:x89.山東人級(jí)工裂師,大專,從事數(shù)中國(guó)煤化工CNMHG煤氣與熱力2003年行狀況良好。發(fā)電機(jī)組的使用受到限制。22燃?xì)獍l(fā)電裝機(jī)方案23地下氣化煤氣發(fā)電工藝流程(1)燃?xì)廨啓C(jī)裝置孫村煤礦地下氣化發(fā)電機(jī)組為內(nèi)燃機(jī)燃?xì)獍l(fā)電主要結(jié)構(gòu)有3部分:①燃?xì)廨啓C(jī)(透平或動(dòng)力機(jī)組。該機(jī)組配有電控混合器、電子點(diǎn)火系統(tǒng)、并渦輪);②壓氣機(jī)(空氣壓縮機(jī));③燃燒室。工作網(wǎng)、起動(dòng)裝置,具有起動(dòng)迅速、操作容易、工作可靠原理為:葉輪式空氣壓縮機(jī)從外部吸進(jìn)空氣,壓縮后維護(hù)方便、對(duì)燃?xì)獾倪m用范圍廣等特點(diǎn)。還可以根送人燃燒室,同時(shí)燃料(氣體或液體燃料)也噴入燃據(jù)燃?xì)鉄嶂?、含氫量設(shè)定最大進(jìn)氣量和最高缸溫,使燒室與高溫壓縮空氣混合,在定壓下進(jìn)行燃燒。生最高缸溫低于煤氣燃點(diǎn),從而避免放炮現(xiàn)象。為此成的高溫高壓煙氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)膨脹做功,推動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)除循環(huán)顯示每個(gè)缸的瞬時(shí)缸溫外,還可顯示機(jī)力葉片高速旋轉(zhuǎn),乏氣排入大氣中或再利用。組瞬時(shí)負(fù)荷率和步進(jìn)電機(jī)瞬時(shí)開(kāi)啟步數(shù),使機(jī)組運(yùn)燃?xì)廨啓C(jī)具有效率高、功率大、體積小、投資省、行實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。孫村煤礦試驗(yàn)安裝的一臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行成本低和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),主要用于發(fā)電、交通和組于200年1月完成調(diào)試并網(wǎng)運(yùn)行,已安全運(yùn)行工業(yè)動(dòng)力。燃?xì)廨啓C(jī)分為輕型燃?xì)廨啓C(jī)和重型燃?xì)庵两?取得了許多現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行參數(shù),積累了地下氣化煤輪機(jī),輕型燃?xì)廨啓C(jī)為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)型,重型燃?xì)鈿獍l(fā)電的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),為大面積推廣使用奠定了良好輪機(jī)為工業(yè)型燃機(jī)。功率為10MW以下的也有應(yīng)的基礎(chǔ)。用,但大部分燃?xì)廨啓C(jī)以天然氣或柴油為燃料。24地下氣化煤氣發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益2)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)裝置以孫村煤礦地下氣化煤氣發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益分燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)裝置是一種以燃料氣和空氣混合成析為例:煤氣熱值為9.4MJ/m,屬低熱值煤氣。安的可燃?xì)怏w為工質(zhì)的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。主要部件有:裝一臺(tái)發(fā)電機(jī)組,消耗的煤氣量為385m3/h,以每天缸體、活塞、曲軸、連桿、火花塞等。其工作原理為:工作16h計(jì)算,機(jī)組在峰期和平期運(yùn)行,電價(jià)平均燃料氣和空氣進(jìn)入混合器中混合,經(jīng)過(guò)渦輪增壓器0.55元/(kWh),機(jī)組年發(fā)電量144萬(wàn)kW·h,電費(fèi)加壓,中冷器冷卻,被送入氣缸內(nèi),由火花塞點(diǎn)火燃收人79.2萬(wàn)元。扣除機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用55萬(wàn)元,一臺(tái)燒,產(chǎn)生的高溫高壓氣迅速膨脹推動(dòng)活塞,帶動(dòng)連機(jī)組每年可創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益24.2萬(wàn)元。桿、曲軸等機(jī)構(gòu)做功,各氣缸乏氣匯集后排入大氣屮或再利用。3結(jié)語(yǔ)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)裝置具有效率高、功率小、體積小、投資省和壽命較長(zhǎng)等特點(diǎn),國(guó)外用于調(diào)峰、特種氣體煤炭地下氣化技術(shù)可充分利用報(bào)廢礦井的殘留發(fā)電工程等已有30年的歷史,國(guó)內(nèi)主要用于交通和煤柱、高灰、高硫以及不適合開(kāi)采的煤炭資源,是先工業(yè)動(dòng)力。隨著煤層氣、沼氣、柴油以及天然氣等各進(jìn)的煤炭潔凈利用方法之一。利用地下氣化煤氣發(fā)種特殊可燃?xì)怏w的開(kāi)發(fā)和利用,以及西氣東輸工程電,是實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的良好途徑,具有的啟動(dòng)該裝置也開(kāi)始用于發(fā)電。其優(yōu)勢(shì)在于裝機(jī)廣闊的市場(chǎng)前景?？臁Ⅲw積小、啟動(dòng)快、簡(jiǎn)單循環(huán)效率高、單機(jī)容量較小進(jìn)氣壓力要求較低等多應(yīng)用在簡(jiǎn)單循環(huán)發(fā)電或參考文獻(xiàn)特種氣體聯(lián)合循環(huán)發(fā)電上,可實(shí)現(xiàn)熱(冷)電聯(lián)產(chǎn)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)與汽油內(nèi)燃機(jī)極為相似,兩者都不[1]徐永生,煤層氣和煤炭地下氣化綜合開(kāi)發(fā)的研究[]同于柴油內(nèi)燃機(jī)。前兩者為火花塞點(diǎn)火,后者是為煤氣與熱力,1996,(1):18-20.壓爆自爆式,除了這一點(diǎn)外,其他結(jié)構(gòu)與輔助系統(tǒng)都2]趙守國(guó)杜金業(yè),王閣.我國(guó)煤炭地下氣化試驗(yàn)的進(jìn)基本一致。根據(jù)對(duì)內(nèi)燃機(jī)市場(chǎng)調(diào)查,發(fā)電機(jī)功率展與反應(yīng)過(guò)程[門.煤氣與熱力,200,(3):212-213.般小于100wW,發(fā)電規(guī)模較小。由于燃?xì)庵泻瑲?]王本志媒地下氣化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[].煤氣與熱量一般較高,當(dāng)使用內(nèi)燃機(jī)時(shí),存在壓爆問(wèn)題,使其力,2002,(3):239240中國(guó)煤化工CNMHG