ГПУ на шахтном газе и метане угольных пластов

Угольные пласты содержат метан. Его откачивают из шахт при дегазации (шахтный газ) и добывают скважинами из угольных пластов (метан угольных пластов). Метан опасен при накоплении в выработках, но это топливо: его сжигание в газопоршневой установке (ГПУ) даёт электричество и тепло для самой шахты и снижает выбросы метана в атмосферу. Угольная промышленность входит в основные области применения газовых генераторных установок наряду с нефтегазодобычей, биогазом и животноводством.

Источники и состав газа

Газ нужно оценивать по трём показателям: концентрация метана, давление и наличие примесей (влага, пыль, сероводород). От них зависят мощность установки, схема подготовки газа и системы безопасности.

Что требует шахтный газ от ГПУ

• Переменная концентрация метана. Система смесеобразования и регулирования частоты вращения должна поддерживать сверхобеднённое сгорание при колебаниях состава; установки этого класса оснащены регуляторами скорости, смесителем и системой зажигания именно для этого.
• Безопасность. Метан взрывоопасен. На площадке применяют взрывозащищённое освещение, огнетушитель, газоанализаторы, огнепреградители на газовой линии и автоматическое отключение подачи газа при выходе параметров за допустимые пределы.
• Влага и пыль. Газ осушают и фильтруют.
• Давление. Низкое давление дегазационных линий выравнивают газовой рампой и, при необходимости, компрессором.

Подбор мощности

Мощность определяют по двум величинам: сколько газа даёт дегазация и какая нагрузка у шахты (вентиляторы главного проветривания, водоотлив, подъём, освещение, обогащение).

Большие мощности набирают несколькими установками по схеме N+1: параллельная работа и резервирование.

Модель	Мощность, кВт / кВА	Двигатель Weichai	Габариты Д×Ш×В, мм	Масса, кг	Цена
NV250	250 / 313	WP13D317E300NG, 6 цил.	3 000×1 350×1 650	2 500	от 5 434 000 ₽
NV400	400 / 500	6M33D450E310NG, 6 цил.	3 500×1 700×2 060	4 550	от 10 828 000 ₽
NV500	500 / 625	12M26D605E300NG, 12 цил.	4 000×2 000×2 300	6 800	от 16 565 000 ₽
NV800	800 / 1 000	12M33D900E310NG, 12 цил.	4 000×1 800×2 200	8 500	от 26 746 000 ₽
NV1200	1 200 / 1 500	16M33D1280NG10, 16 цил.	4 500×1 850×2 450	10 100	от 41 039 000 ₽
NV1520	1 520 / 1 900	12M55D1588A0NG, 12 цил.	4 850×2 100×2 500	15 000	от 64 223 000 ₽

Серия NV рассчитана на природный газ; требования к составу газа указаны в паспорте двигателя. Для шахтного газа и метана угольных пластов газ приводят к этим требованиям подготовкой, а конфигурацию двигателя подбирают по анализу газа.

Исполнение

Для шахтной площадки выбирают контейнерное исполнение: герметичный контейнер для работы на открытом воздухе, внутри — рабочее пространство для обслуживания, взрывозащищённое освещение, огнетушитель, нескользящая лестница. Контейнер возможен по стандарту морского контейнера — это упрощает перевозку к месту работ. Если рядом работают люди, добавляют шумозащитный кожух. Сравнение исполнений — контейнерные ГПУ и ДГУ, шум — шумозащитный кожух: когда нужен.

Тепло и экономика

Тепло двигателя идёт на подогрев воздуха для шахтных стволов, отопление зданий и горячее водоснабжение (когенерация). Газ из дегазации — собственный газ шахты, а не покупной; себестоимость кВт·ч определяют подготовка газа, ТО, ремонтный резерв и амортизация (методика).

Обслуживание

Для двигателей NV30–NV250 сервисный интервал — 500 моточасов, капитальный ремонт — через 24 000 моточасов. Масло, свечи и фильтры на шахтном газе проверяют чаще, чем на трубопроводном: регламент ТО. Запасные части — каталог, сервисная поддержка — 24/7, аварийный выезд — аварийный сервис.

Типовая схема дегазации и электростанции

1. Дегазационные скважины и вакуумные насосы откачивают метан из угольного массива или выработок.
2. Газ проходит осушку и фильтрацию, анализируется на концентрацию метана и подаётся на газовую рампу.
3. ГПУ вырабатывает электричество для шахты; тепло двигателя идёт на отопление и подогрев воздуха.
4. Резерв — вторая ГПУ по схеме N+1 или дизельная установка с АВР (схемы).
5. Автоматика останавливает подачу газа при выходе концентрации метана за допустимые пределы.

Выгода двойная: шахта получает собственную электроэнергию и тепло, а метан, который иначе выбрасывается в атмосферу, используется как топливо.

Этапы проекта

1. Анализ газа и дебита, расчёт электрической нагрузки.
2. Подбор модели, схемы подготовки газа и средств безопасности.
3. Коммерческое предложение.
4. Изготовление, испытания, доставка по всей России.
5. Монтаж и пусконаладка (монтаж).
6. Обслуживание, запчасти, аварийный сервис.

Требования к площадке

• Площадка вне опасной зоны выработок, с подъездом для транспорта и местом под контейнер.
• Газопровод от дегазации с огнепреградителями, запорной арматурой и газоанализаторами.
• Вентиляция контейнера и свободный проток воздуха к радиатору.
• Заземление, молниезащита и аварийный останов на площадке и в диспетчерской.
• Подъездной путь для тяжёлой техники: масса установок — от 2 500 кг у NV250 до 15 000 кг у NV1520.

Запросить расчёт

Пришлите анализ газа (метан, воздух, влага, H2S), давление, дебит и электрическую нагрузку в форме подбора или позвоните: +7 (960) 458-19-69. Доставка — по всей России, гарантия — до 5 лет. Цена — по запросу. Другие материалы — в статьях.