Использование рудничного газа в газовых двигателях
Рудничный газ с давних времен считается опасным побочным явлением горной выработки. В разработках месторождений каменного угля метаносодержащий рудничный воздух вытягивается с помощью вентиляторов и поступает в атмосферу. Первопричиной разработки технологий по сбору метана из шахт была безопасность, так как метан при взаимодействии с кислородом взрывоопасен. На сегодняшний момент от 30 до 40% собираемого рудничного газа в дальнейшем используется в том числе в качестве топлива для мини ТЭЦ на основе газовых двигателей.
Возникновение рудничного газа
Рудничный газ - это опасное побочное явление угольной промышленности, так как в соединении с воздухом он может образовывать взрывные смеси. Основной составляющей рудничного газа является метан (25-60%) который возникает при геохимическом преобразовании субстанций в уголь (карбонизации). Рудничный газ встречается в свободном виде в трещинах, ущельях и порах, а так же как адсорбированный скрытый газ навнутренней поверхности угля или на боковых породах.
Проблема его утилизации приобретает все большее значение в рамках возрастающей необходимости решения проблем климата, экологии и защиты окружающей среды. Технология когенерации, т.е. совместного производства тепла и электроэнергии представляет экологически и экономически привлекательную возможность утилизации метана.
Различные виды рудничного газа
В зависимости от способа образования выделяются три вида рудничного газа:
Рудничный газ из нетронутых горными работами месторождений (метан угольных пластов)
Метан угольных пластов более чем на 90% состоит из метана и в некоторых месторождениях может быть получен независимо от угольных разработок. Состав газа, как правило, стабильный, так что газ может подаваться в существующие газопроводы
Рудничный газ из действующих горных разработок (метан угольныхразработок)
Метан угольных разработок - это освобожденная в результате добычи угля метаново-воздушная смесь, которая из соображений безопасности должна отводиться. Метан угольных разработок обычно имеет долю кислорода от 5 до 12 объемных %. Однако метаново-воздушное соотношение может скачкообразно измениться, что затрудняет его применение в качестве источника энергии в газовых двигателях
Рудничный газ из законсервированных шахт (метан угольных шахт)
Даже после остановки разработки месторождений каменного угля может происходить освобождение рудничного газа. Рудничный газ в своем составе из законсервированных горных разработок обычно не имеет кислорода и изменяет свой состав очень медленно.
Концепция
Применение в газовых двигателях производства GE Energy Jenbacher gas engines рудничного газа из нетронутых горными работами месторождений и из законсервированных шахт с технической точки зрения является наиболее целесообразным. Скачкообразное изменение состава газа из действующих угольных разработок затрудняет использование его в качестве топлива для газовых двигателей.
Эта проблема знакома специалистам компании по опыту работы с другими сложными газами, получаемыми на мусорных полигонах, очистных сооружениям, в результате пиролиза и т.д. Но разработанная специалистами GE Energy Jenbacher gas engines система LEANOX® позволяет постоянно контролировать несколько параметров двигателя, по которым можно отслеживать изменения теплотворной способности топлива. В соответствии с этими изменениями, происходит корректировка работы двигателя так, чтобы обеспечить его устойчивую работу даже на таком газе.
Часть выработанной электрической энергии используется для обеспечения потребностей в электроэнергии угольных шахт, часть подается в общественную сеть. Тепло может использоваться прямо на месте или быть подведено к централизованной теплосети.
Преимущества
- Альтернативное устранение опасного рудничного газа и его одновременное использование в качестве источника энергии
- Высокая экономическая эффективность при выработке электроэнергии и тепла
- Возможность работы с обедненными смесями газов, вплоть до 25% содержания метана (СН4) в зависимости от состава газа
- Высокая динамика регулирования мощности газовых двигателей GE Energy Jenbacher gas engines с помощью дроссельных клапанов и обводной трубы с турбонагнетателем, а также регулирование степени токсичности отработавших газов с помощью запатентованной системы LEANOX® обеспечивают возможность работы двигателей даже при относительно быстром изменении содержания СН4 рудничного газа
- Прекращение выделения метана (CH4) в атмосферу. Выбросы метана оказывают существенно более негативное влияние на атмосферу, чем выбросы СО2
- Способствует снижению влияния факторов, влияющих на возникновение парникового эффекта (выработка энергии с пониженными выбросами CO2).
Компетенции GE Energy Jenbacher gas engines
Первые установки GE Energy Jenbacher gas engines для использования рудничного газа были установлены в Германии и Англии в середине 80-х годов. На сегодняшний день по всему миру применяется уже более 90 двигателей GE Energy Jenbacher gas engines с общей электрической мощностью более чем 185 МВт.
GE Energy Jenbacher gas engines является ведущим мировым производителем газовых двигателей, электростанций и мини ТЭЦ на их основе и является единственным предприятием, которое специализируется исключительно на производстве газовых двигателей.
При этом GE Energy Jenbacher gas engines инвестирует в научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки значительно больше, чем в среднем по отрасли. Это позволяет нам заявлять, что и в будущем мини ТЭЦ GE Energy Jenbacher gas engines будут являться передовыми в технологическом прогрессе и будут гарантировать Заказчикам надежное энергоснабжение при минимальных затратах.
Производимые двигатели, электрической мощностью от 250 кВт до 3 Мвт могут использовать в качестве топлива как природный газ, так и различные биохимические и специальные газы, получаемые в сельском хозяйстве, нефтяной промышленности, горной промышленности, а также из отходов производства. Запатентованная система сжигания, а также многократно опробованная система управления моторами обеспечивают не только строгое соблюдение норм по выбросам вредных веществ, но и гарантирует максимальную эффективность и надежность.
Продукция компании GE Energy Jenbacher gas engines используется широким кругом Заказчиков для производства электроэнергии, тепла и холода. Сеть сервис-центров по всему миру предлагает широкие сервисные услуги - вплоть до эксплуатации предлагаемого оборудования.
Штаб-квартира и производственные мощности компании GE Energy Jenbacher gas engines с персоналом более 1300 человек располагаются в городе Jenbach, Австрия.
Накопленный компанией опыт позволяет ей реализовывать проекты любой степени сложности в полном соответствии с техническими требованиями Заказчиков.
Специалисты компании готовы сделать все от них зависящее для того, чтобы технологии GE Energy Jenbacher gas engines помогли Вам в достижении стоящих перед Вашей организацией целей.