余热锅炉在瓦斯发电机组的应用.doc

余热锅炉在瓦斯发电机组的应用 摘要在瓦斯发电机组排气管路上安装余热锅炉，利用瓦斯发电机组排放的余热转换产生蒸汽，变废为宝，实现能源再利用，达到煤矿瓦斯治理与节能减排相结合目标。 关键词余热锅炉 瓦斯发电 节能减排 瓦斯是煤矿五大自然灾害之一，是煤矿安全生产的重中之重。它的主导成份为CH4，其温度效应是CO2的21倍，排放进入大气，破坏臭氧层，严重污染环境，会造成的温室效应。目前煤矿对瓦斯的治理主要采用抽采的方式，即在地面建立瓦斯抽排站或者在井下使用移动瓦斯抽排站，从井下抽出瓦斯向地面排放。由于甲烷是一种很好的燃料，燃烧时具有污染小、发热量高的优点，所以，把井下抽出的瓦斯做为能源进行利用是煤矿瓦斯治理与节能减排相结合的一个新思路。 国投新集二矿于2006开始新建了瓦斯发电站，先后安装了六台500GF1-3RW低浓度瓦斯发电机组，装机容量为6500KW，机组正常运行时，月发电量能达到100万度左右。 1 余热锅炉安装的必要性 瓦斯发电机组工作过程中，瓦斯与空气充分燃烧产生大量热能，通过曲轴连杆机构将热能转换成机械能，发电机将此机械能转换成电能。但是仍有部分热能被废气带走，排出缸体，导致废气排放温度高达500-600℃。 如果高温废气未处理直接排放，势必造成车间内温度过高，加速设备老化、影响设备使用寿命，导致机组冷却循环水的使用量增大；且操作人员若长期工作在高温环境，身体健康将会受到影响一定的影响。若安装余热锅炉，既能解决上述问题，又产生了蒸汽能供矿内生产、生活使用，实现资源的再次循环综合利用。 因此，2008年底，新集二矿在原发电机组的基础上安装了六台余热锅炉，利用发瓦斯电机组排放的废气余热转换成蒸汽。 2 余热锅炉产生蒸汽的原理 余热锅炉生产蒸汽系统由余热锅炉、汽水分离器、热水泵、补水泵及水箱组成。其工作原理实际就是热交换原理瓦斯发电机组排放的废气具有大量的热能，废气通过余热锅炉时，热能将余热锅炉内的水加热成蒸汽。其工艺流程如图所示瓦斯发电机组排放废气通过排气管进入余热锅炉，将锅炉内的热水加热成蒸汽。蒸汽通过蒸汽管路进入汽水分离器，在汽水分离器内，一部分蒸汽向外部用户供汽，一部分在内部与补水泵所补给的冷水混合、冷凝，变成热水。热水泵将汽水分离器内的热水再供入余热锅炉，构成蒸汽生产循环系统。 3 余热锅炉产生蒸汽的效果分析 新集二矿瓦斯电站安装六台KNPT04-500针形管余热锅炉。该锅炉采用针形管强化传热性能、扩展受热面积，水管烟侧的受热面积可大大增加，同时烟气流经针形管表面时形成强烈的紊流，起到提高传热效率和减少烟灰积聚的作用。具有结构简单、热效率高、运行寿命长、安全可靠、维护方便等优点。 该锅炉的额定蒸发量为400kg/h，每台锅炉生产蒸汽0.4吨/小时，正常运行时可生产蒸汽2吨/小时（机组运行五用一备）。新集二矿在用的6T锅炉每小时消耗量为标准煤0.96吨，按此计算，余热锅炉的使用，每小时节约用煤0.32吨，年节约用煤2800吨，经济效益及节能效果十分显著。 余热锅炉系统与瓦斯发电机组的配套使用，是综合利用瓦斯、变废为宝的有效途径。既提高了瓦斯的利用率，又能降低其它能源的消耗，为煤矿创建资源节约型和环境友好型企业迈出了坚实的一步。