走進勝利油田勝利動力機械集團有限公司(以下簡稱勝動集團)高端裝備制造基地,一套140余米長的瓦斯模擬系統及爆轟測試臺引人注目。“安全重地,請勿靠近”的警示標志,提醒人們只可遠觀而不可近觸。
這套模擬系統于2005年建成并投入使用,主要用于瓦斯安全利用技術測試和瓦斯發電機組研發。如今,每個阻火器產品出廠前必須進行一次爆轟測試,無火焰通過后方可出廠。17年間,勝動集團累計生產各類瓦斯發電機組2000多臺套,均經檢驗合格后走向市場。
結合優勢 專業探索
煤炭開采時,隨著煤層壓力下降,煤層氣(俗稱瓦斯)大量釋放,不僅造成能源浪費,而且一旦瓦斯濃度達到臨界值,便會有引發煤礦瓦斯爆炸的危險,危及礦工生命安全。這已經成為煤礦生產中最大的安全隱患。原來,國內采煤過程中抽采出來的瓦斯基本處于空排狀態,僅有山西、重慶和遼寧幾個省份將甲烷濃度較高的瓦斯(甲烷含量25%以上)用于民用燃料。
勝動集團根據市場需求,結合自身經驗優勢,于2001年在山西省沁水縣一煤礦開展了瓦斯發電技術研究。這一研究大獲成功,使瓦斯發電由愿景變為現實,極大拓寬了瓦斯利用途徑,勝動集團也從發電領域率先跨入煤礦瓦斯發電市場。該煤礦瓦斯甲烷濃度約為50%,屬于高濃度瓦斯,根據高濃度瓦斯特性、利用模式和技術要求基本與天然氣相當這一特點,勝動集團通過瓦斯發電機組將該煤礦抽采的瓦斯進行利用,產生電力。
瓦斯甲烷濃度含量較高的煤礦為數不多,更多的是低濃度瓦斯(甲烷含量低于25%)煤礦。由于低濃度瓦斯具有很大的不安全性,加之沒有特殊的技術及安全保障系統,低濃度瓦斯利用率低,且抽排瓦斯成本投入過大,煤礦抽排瓦斯積極性不高,導致各類瓦斯事故頻出。
為了突破低濃度瓦斯利用技術,2005年勝動集團在生產基地內建設了一套瓦斯模擬系統及爆轟測試臺,利用天然氣和空氣模擬最危險爆炸濃度的瓦斯(甲烷濃度10%左右),進行瓦斯安全利用技術測試和低濃度瓦斯發電機組研發。
勝動集團創新摸索出電控混合等技術,不僅能有效適應低濃度瓦斯,還可以利用各種濃度的瓦斯進行發電。繼利用高濃度瓦斯發電后,勝動集團成為國內首家自主研發低濃度瓦斯發電技術和裝備并投入市場應用的企業。
現如今,國內瓦斯發電產業已駛入快車道,勝動集團建設井工抽采瓦斯發電站400多座,極大地保障了煤礦安全生產。
工藝保障 安全可靠
瓦斯發電安全系統中,最重要的部件是瓦斯管道專用阻火器。瓦斯發電站利用瓦斯發電的根本要求是瓦斯管道專用阻火器必須經過“煤安”(MA)認證,是強制驗證產品,出廠前均需進行爆轟測試。
勝動集團研發生產的瓦斯管道專用阻火器,具有不需電力、沒有運動部件、全天候運行等特征。針對瓦斯利用中產生回火保障等特殊狀況時,該公司研發的瓦斯管道專用阻火器給予安全保障,是瓦斯發電站的安全“大閘”。
勝動集團技術人員介紹,瓦斯管道專用阻火器的模擬爆轟測試,需要在地面模擬管道中進行,爆轟測試火焰速度不低于1900米每秒,爆轟13次,火焰無通過方可達到產品試驗標準,最終取得MA認證。
推廣應用 樹立標桿
日前,勝動集團已經推廣使用的井工抽采瓦斯發電機組單機功率范圍在300千瓦至1200千瓦。自2001年研發的首臺瓦斯發電機組以來,勝動集團的市場占有率一直名列前茅。經過這些年的“摸爬滾打”,勝動集團成長為燃氣發電領域關鍵技術創新者、市場開發引領者、行業標準制定者、國家政策參與者,由最初的產品制造商成功轉型為分布式能源技術服務及投資專家,是國家火炬計劃高新技術企業,先后獲得中國名牌產品,中國馳名商標、國家科技進步獎等多項榮譽,是引領行業發展的標桿企業。該集團黨委書記,董事長劉良臣說:下一步集團重點在于提升產品的自動化水平和可靠性,提高發電效率,發展兆瓦級以上的發電機組。大力發展巷道風排瓦斯氧化技術及產品,實現煤礦生產過程中的瓦斯全利用,做到煤礦生產瓦斯零排放,為我國‘雙碳’戰略目標的實現貢獻力量。無論如何,安全是不變的初心。”