基于热电冷联产技术的煤矿瓦斯利用研究

摘要

我国作为煤层气和煤层瓦斯储量丰沛的国家,每年煤田中排出的煤矿瓦斯多达130多亿m3,为安全生产计,长期以来,利用量却不到10亿m3,绝大部分均被白白排入大气,造成了能源的巨大的浪费,还增加了温室气体的排放压力。在能源日趋稀缺紧张的今天,利用热电冷联产技术,梯级开发利用储量丰富的煤矿瓦斯能源,对于缓解国内能源压力,减少中国对国际能源市场的依赖程度,对我国来说十分必要。本文主要以煤矿瓦斯作为研究对象,基于阜矿集团煤层气公司王营矿坑口电站项目作为基准研究平台,应用热电冷联产技术原理,在对抽放瓦斯气源参数测定的条件下,对其整个矿区的热负荷、冷负荷、负荷分配方案进行合理分析计算,以此为依据,完成了热电冷系统中发电机组、供热机组和制冷机组的选型分析和配型;应用热力学第一定律和热力学第二定律,对热电冷三联产系统和方案进行了热经济性分析,依据财务评价和国民经济评价方法对系统进行了技术经济分析,并获取了相应的结论,为有条件的矿区,后续大规模应用热电冷联产系统,促进节能减排,增加企业效益,本论文具有很好的参考价值。

目录

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摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景及其现实意义

1.2 瓦斯利用的方式

1.2.1 民用

1.2.2 生产化工产品

1.2.3 发电

1.3 论文的主要研究内容

1.4 设计依据及主要规范、标准

1.4.1 设计依据

1.4.2 主要规范、标准

2 热电冷联产理论与应用

2.1 热电冷联产在国内外的发展现状

2.2 热电冷联产系统的组成与结构

2.3 热电冷联产系统的应用领域

2.4 本矿用热电冷联产系统方案

3 负荷计算与分配

3.1 热负荷

3.1.1 热负荷的分类与计算方法

3.1.2 矿区热负荷计算

3.2 冷负荷

3.2.1 研究背景

3.2.2 煤矿热害原因分析与制冷负荷计算

3.3 热源/热负荷分配方案

4 系统选型与配型

4.1 发电机组

4.1.1 内燃机热电冷联产系统的特点

4.1.2 内燃机发电机组的选型与定型

4.1.3 发电机组的变工况试验特性分析

4.1.4 发电机组装机容量的确定

4.2 供热机组选型

4.2.1 针形管余热锅炉的工作原理

4.2.2 余热锅炉热能换算

4.2.3 热机装机选型

4.2.4 热机装机容量

4.3 制冷机组选型

4.3.1 矿井降温系统的分类

4.3.2 矿井降温系统的布置方式

4.3.3 机组制冷方式的选择

4.3.4 溴化锂制冷机组的选型优化

5 系统集成组合与计算

5.1 站址的选取

5.2 冷水输送方案的确定

5.2.1 井下高低压换热装置的布设

5.2.2 冷媒水管路的布设

5.3 供暖输送方案的确定

5.4 管网计算

5.4.1 输水管径的确定

5.4.2 管网保温措施

6 热电冷联产系统经济性分析

6.1 热经济性分析

6.1.1 热经济性评价指标

6.1.2 整个系统的热经济性分析

6.2 技术经济性分析

6.2.1 技术经济评价公式

6.2.2 技术评价指标

6.2.3 经济评价结论

7 结论与展望

7.1 主要研究工作与结论

7.1.1 论文创新点和主要工作

7.1.2 论文主要结论

7.2 展望

参考文献

作者简历

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