日韩欧美日韩一区二区-国产午夜精品一区二区三区-欧美三级精品一区二区-成人免费视频日韩精品

瓦斯抽采高耗能難題獲解

礦用水環(huán)真空泵綠色高效抽采新技術(shù)可節(jié)電百分之二十三、節(jié)水約百分之六十六

武曉娟

我國煤層氣（煤礦瓦斯）產(chǎn)業(yè)發(fā)展可謂一波三折，發(fā)展速度較為緩慢。由于瓦斯抽采難度大、濃度低，產(chǎn)業(yè)長期難破成本偏高、利用率低的困局。其中，成本偏高的原因之一，是由于井下瓦斯抽采系統(tǒng)運行效率低、能耗高。

有數(shù)據(jù)顯示，我國年產(chǎn)500萬噸以上的部分高瓦斯礦井的瓦斯抽采系統(tǒng)，僅年耗電量就高達(dá)數(shù)千萬甚至上億元。難題如何破解？

5年前，中國礦業(yè)大學(xué)周福寶教授團(tuán)隊開始著手解決該問題。該團(tuán)隊經(jīng)過深入研究與分析，得出結(jié)論——主要問題出在瓦斯抽采系統(tǒng)的動力源上，瓦斯抽采水環(huán)真空泵安全性好，但運行效率僅為15-40%，且能耗很大。經(jīng)過科技攻關(guān)，該團(tuán)隊自主研發(fā)了礦用水環(huán)真空泵綠色高效抽采新技術(shù)，并在山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限公司成功應(yīng)用。

“可以做到抽采瓦斯和節(jié)能減排兩不誤，特別是在節(jié)水方面，很好地解決了耗水多又必須進(jìn)行瓦斯抽采保障安全的矛盾，節(jié)水同時又提高運行效率?？梢哉f，這個創(chuàng)新性的成果為瓦斯安全抽采及利用提供了堅實的技術(shù)支撐，不僅具有極大的經(jīng)濟(jì)效益，還對我國節(jié)電、節(jié)水具有重要意義。”在11月3日召開的“礦用水環(huán)真空泵綠色高效抽采技術(shù)”現(xiàn)場咨詢交流會上，中國工程院院士、安徽理工大學(xué)校長袁亮認(rèn)為，該技術(shù)處于行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平，應(yīng)用前景廣闊。

節(jié)能效率提高到22%

加強煤礦瓦斯抽采是預(yù)防煤礦瓦斯事故的最重要舉措，國家也通過瓦斯“零超限”要求倒逼煤炭企業(yè)落實瓦斯抽采措施。記者了解到，作為瓦斯抽采系統(tǒng)的動力源，水環(huán)真空泵以水作為工作介質(zhì)，以等溫壓縮方式進(jìn)行抽排氣，具有安全可靠的性能，因此被廣泛應(yīng)用于煤礦瓦斯抽采。

但為何之前用的瓦斯抽采泵會造成抽采系統(tǒng)運行效率低、能耗高？“水環(huán)真空泵本來就是高耗低效的機械產(chǎn)品，瓦斯抽采條件復(fù)雜、多變且不可控更是給節(jié)能‘拉了后腿’。”與會專家告訴記者，很多煤礦的泵站耗電費用占到了總耗電量的1/4，這與我國目前能源緊張的現(xiàn)狀以及節(jié)能減排要求極不適應(yīng)。

“水環(huán)真空泵最早是從德國西門子技術(shù)引進(jìn)國內(nèi)的，經(jīng)過一百余年的發(fā)展已成為一款成熟的產(chǎn)品，但水環(huán)真空泵的高耗低效是亟需解決的世界性難題。為此，我們首創(chuàng)了基于提效劑的礦用水環(huán)真空泵綠色高效抽采技術(shù)。一方面，發(fā)明了高分子提效劑，大幅降低瓦斯抽采泵的運行功耗；另一方面，開發(fā)了地面與井下兩種抽采模式，突破了水環(huán)真空泵高耗能、高耗水的技術(shù)瓶頸。該技術(shù)已在歐洲、美國等地區(qū)申請了國際PCT專利，并已獲得國內(nèi)授權(quán)發(fā)明專利?！敝芨殞τ浾弑硎?，相關(guān)部門對已運行裝備出具的檢測結(jié)果報告顯示，該技術(shù)節(jié)能率達(dá)到22%。

技術(shù)負(fù)責(zé)人、中國礦業(yè)大學(xué)張一帆博士告訴記者，團(tuán)隊還在實驗室搭建了中型水環(huán)真空泵性能測試平臺，可實現(xiàn)瓦斯抽采系統(tǒng)不同運行工況下的動態(tài)、精確模擬及實時監(jiān)測。根據(jù)該平臺的測試結(jié)果，水環(huán)真空泵運行效率大大提高，由30.33%提高至40.18%；軸功率也由55.83千瓦降低至45.75千瓦，節(jié)能率為23.5%。

著名瓦斯防治專家、中國礦業(yè)大學(xué)教授俞啟香在接受記者采訪時指出：“他們另辟蹊徑，在水中加入安全環(huán)保的物質(zhì)，大大減少了阻力從而降低運行功率，又做了技術(shù)創(chuàng)新，將原來的系統(tǒng)改為閉路循環(huán)系統(tǒng)，節(jié)能率大幅提高。工作做得很細(xì)很扎實，可以說，困擾行業(yè)已久的瓦斯抽采高耗能問題獲得了突破。”

節(jié)電節(jié)水效果顯著

據(jù)悉，余吾煤礦為高瓦斯礦井，同時運行大型水環(huán)真空泵20余臺，僅泵站年耗電量就在7000萬度以上，亟需開展節(jié)能技術(shù)改造。

張一帆告訴記者，在余吾煤礦搭建的特大型水環(huán)真空泵節(jié)能實驗系統(tǒng)，包括功率為800千瓦的大型水環(huán)真空泵、換熱設(shè)備、氣液分離器、進(jìn)氣管路、數(shù)據(jù)監(jiān)控及處理系統(tǒng)。

“在地面和井下運行十個月，節(jié)能效果非常穩(wěn)定、明顯?！庇辔崦旱V總工程師王志堅介紹，新技術(shù)在該礦南風(fēng)井地面瓦斯泵站和井下南翼移動瓦斯泵站應(yīng)用效果很好。

王志堅進(jìn)一步介紹，在南風(fēng)井地面瓦斯泵站，建成了我國首座基于高分子提效劑的全封閉式水環(huán)真空泵綠色高效抽采系統(tǒng)，并通過采集提效劑進(jìn)出口溫度、換熱器壓差等參數(shù)，實現(xiàn)了智能調(diào)控水環(huán)真空泵補排液，保證監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定運行。應(yīng)用新技術(shù)后，水環(huán)真空泵電機的功率由635千瓦降至492千瓦，大幅減輕了電機負(fù)荷，這樣也可延長電機壽命。目前每天可節(jié)約3434度電，單臺泵年節(jié)電量為125.3萬度，節(jié)電率為23.4%；每天耗水量由之前的15噸降至5噸，節(jié)水率為66.7%。由此推算，經(jīng)改造后的南風(fēng)井地面瓦斯抽采泵站每年的節(jié)能效益可達(dá)250.6萬元。

在余吾煤礦井下南翼移動瓦斯泵站，改裝兩臺額定功率為250千瓦的瓦斯抽采泵后，運行電流顯著降低，平均節(jié)能效果在20%以上，該泵站年節(jié)電量可達(dá)148.2萬度，每年可節(jié)約77萬元。

僅需對原有設(shè)備進(jìn)行改裝

“地面瓦斯抽采泵站型號大、耗水量大，并且基礎(chǔ)建設(shè)很復(fù)雜，比如有高位水池、低位水池、循環(huán)水管路等，我們的技術(shù)只需要將其工作介質(zhì)由自然冷卻改進(jìn)為強制對流換熱，將原有的半開式水池循環(huán)改進(jìn)為全封閉機組式循環(huán)即可；井下移動瓦斯抽采泵站一般型號小、耗水量大、基礎(chǔ)設(shè)施簡單，可采用自主研制的氣動攪拌溶解裝置，對固態(tài)提效劑進(jìn)行充分溶解以作為工作介質(zhì)循環(huán)運行。也就是說，該技術(shù)只需在原有設(shè)備上就可以進(jìn)行改造。”周福寶告訴記者。

除了節(jié)能效果顯著，該技術(shù)還可提高瓦斯抽采量。南風(fēng)井測得的數(shù)據(jù)顯示，抽氣量由每分鐘591立方米提至598立方米。

“目前潞安集團(tuán)下屬所有礦井瓦斯抽采泵年耗電量約4億千瓦以上。王志堅指出：“若對所有礦井進(jìn)行整體節(jié)能改造，每年節(jié)電量將超過8000萬度?！?/SPAN>

“我國近半數(shù)礦井都是高瓦斯及煤與瓦斯突出礦井，如果所有礦井都可以應(yīng)用該技術(shù)，節(jié)水、節(jié)電效果將很可觀。希望該項先進(jìn)技術(shù)可盡快推向全國，也建議國家和地方政府加大政策支持力度。”袁亮說。對此，與會專家也一致認(rèn)為，該技術(shù)應(yīng)用前景可觀，若推廣至全國礦井，節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益很是可觀；同時，也可以促進(jìn)我國水環(huán)真空泵產(chǎn)業(yè)升級換代，提升煤礦生產(chǎn)安全水平，社會效益也十分顯著；此外，還可推廣應(yīng)用于我國化工、電廠等使用水環(huán)真空泵的行業(yè)領(lǐng)域。（文章來源：中國煤炭報）