початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2126891

СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ НА ОСНОВІ свердловин МЕТАНООТСОСА
І ГАЗИФІКАЦІЇ ВУГІЛЛЯ

Ім'я винахідника: Васючков Юрій Федорович; Воробйов Борис
Ім'я патентовласника: Васючков Юрій Федорович; Воробйов Борис
Адреса для листування: 107392 Москва, Б.Черкізовская вул., 9, корп.3, кв.31 Васючкову Юрію Федоровичу
Дата початку дії патенту: 1996.04.19

Винахід призначений для прямого (на місці залягання вугільних пластів) отримання електричної енергії по синтезованої ресурсозберігаючої технології при експлуатації метаноносності родовищ з енергетичним вугіллям. Спосіб здійснюють шляхом спільного метаноотсоса і свердловини гідровидобутку з подальшою газифікацією водовугільній пульпи на поверхні і використанням генераторного газу в суміші з метаном для вироблення електроенергії на парогазових установках, що працюють з комбінованого циклу. Свердловини використовують послідовно, в тому числі і для некондиційних запасів вугілля. Технологія забезпечує підвищення ефективності використання теплової енергії, укладеної у вугільній товщі родовища, за рахунок спільного використання теплосодержания метану і генераторного газу, які виходять бесшахтной способом в результаті єдиного технологічного процесу метаноотсоса і газифікації вугілля. Підвищується і ККД електроенергетичної установки.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до гірської промисловості і може бути використано для вироблення електричної енергії. Спосіб може бути ефективно застосований при експлуатації вугільних родовищ з кондиційним і некондиційними запасами при досить високій газоносності (більше 8 - 10 м ³ на тонну) вугільних пластів.

Відомі три окремих (технологічно які пов'язані) способу: бесшахтной метанодренажа шляхом буріння свердловин з поверхні; свердловини гідровидобутку вугілля; газифікація вугілля на поверхневій установці з виробленням електроенергії на парогазових енергетичних установках, що працюють з комбінованого циклу.

У першому випадку метан, отриманий з свердловин, використовується як газоподібне паливо частіше в побутових і промислових цілях; у другому случає видобуток вугілля ведеться через свердловини, де вугілля відбивається високонапірної струменем води і освічена водовугільна пульпа видається на поверхню, де зневоднюється вугілля; в третьому випадку з видобутого тим чи іншим традиційним способом виходить синтетичний газ на поверхневій углегазіфікаціонной установці.

Недоліки відомих способів: недостатньо висока ефективність використання метану, синтетичного (генераторного) газу і добувається через свердловини вугілля внаслідок технологічної роз'єднаності цих трьох способів; многооперационность, висока трудомісткість і висока собівартість електроенергії.

Крім того, всі три відомих способу характеризуються відносно невисоким коефіцієнтом корисної дії отримання електроенергії і недостатньо високим використанням енергії, укладеної у вугільних пластах (вугленосних товщах), внаслідок того, що при дренажі метану він використовується тільки як газоподібне паливо; при свердловини гідровидобутку метан взагалі не використовується; при газифікації вугілля виходить низькокалорійний генераторний газ. Таким чином, пропонований спосіб "Углегідроелектрічество" представляє собою ресурсосберегающую технологію.

Пропонований спосіб може застосовуватися в широкому діапазоні гірничо-геологічних умов:

- Пласти з енергетичним вугіллям;

- Вугільні пласти із середньою і високою газоносністю;

- Пласти потужністю 0,4 - 0,5 м і вище (без обмеження);

- Помірна обводненість родовища;

- Помірна нарушенность родовища (особливо небажані діз'юнктівальние порушення: скиди, взброси і т.п.);

- Вугілля високозольні (нижче стандартів для балансових запасів);

- Високосірчисті вугілля;

- Ділянки вугільних родовищ з забалансовими запасами, непредусматріваемие до відпрацювання шахтами або кар'єрами;

- Решту запасів вугілля на закритих (законсервованих) шахтах (запобіжні цілики, невідпрацьовані блоки, ділянки шахтаних полів з некондиційними запасами);

- Нові, які раніше не розроблені вугільні родовища в окремих необлаштованих районах при повній відсутності інфраструктури.

Таким чином, пропонований метод може знайти застосування на пластах середньої і підвищеної газоносності, відпрацювання яких з тих чи інших причин не може бути проведена традиційними способами. Пропонований метод може знайти застосування для відпрацювання забалансових запасів вугілля, які в даний час не можуть бути відпрацьовані традиційними методами з достатнім економічним ефектом.

Відомий спосіб отримання електричної енергії при бесшахтной углегазіфікаціі і / або углесжіганія, який є найбільш близьким до заявленого і тому взятий за прототип, що полягає в технологічному об'єднанні методу метаноотсоса з поверхні і підземної газифікації вугілля в масиві з подачею горючої суміші метану і генераторного газу в енергоблок, що складається з парогазової установки, що працює з комбінованого циклу [1].

Метою винаходу є підвищення ефективності отримання та використання енергії, укладеної у вугільних пластах за рахунок збільшення керованості процесу і повноти вилучення енергії з вугілля при одночасному зниженні енерговитрат і, отже, вартості електроенергії, що виробляється.

Поставлена ​​мета досягається тим, що одночасно використовуються два енергоносія: метан вугленосної товщі і генераторний газ, одержуваний на поверхневій установці углегазіфікаціі; крім того, повнота вилучення і використання вугілля з масиву забезпечується шляхом застосування технології свердловини гідровидобутку вугілля. Скважинная гидродобича технологічно інтегрується з вуглефікацією на поверхневій установці. Водоугольния суміш, яка видається на поверхню, по свердловині транспортується по трубопроводу на углегазіфікаціонную установку, де водовугільна суміш є вихідним продуктом для отримання генераторного газу. Це забезпечує технологічну інтеграцію обох процесів: гідровидобутку вугілля і його газифікації в єдиний безперервний потоковий процес.

Суть методу полягає в технологічній інтеграції, в синтезі технологій: свердловини гідровидобутку вугілля спільно з дренажем метану, технології вироблення електроенергії на парогазових установках, що працюють з комбінованого циклу. На основі такої інтегральної технології створюється углеенергетіческое підприємство, що виробляє електроенергію як кінцевий продукт. Всі ці складові елементи технологій (скважинная гидродобича вугілля з метаноотсосом, углегазіфікаціі і генерування електроенергії) здійснюються безперервно і поєднані в часі, при цьому в межах кожного углегідрогазблока метаноотсос передує свердловини углегідродобиче.

Дренаж метану здійснюється через свердловини, пробурені з поверхні з подальшим їх використанням для гідровидобутку вугілля. Таким чином бесшахтной технологія метанодренажжа в поєднанні зі свердловини гідровидобутку вугілля з подальшою його газифікацією на поверхні з використанням горючої суміші (метан + генераторний газ) в парогазових енергетичних установках дозволяє створити високоефективний, ресурсосберегающее і екологічно чисте виробництво.

ТЕХНОЛОГІЧНА СХЕМА

Концептуальна схема бесшахтной спільного метанодренажа, свердловини гідровидобутку вугілля, газифікації вугілля і використання суміші генераторного газу і метану для вироблення електроенергії на парогазової установки, інтегрованих в єдиний комплекс, показана на фіг. 1. Така комбінована технологія являє собою три послідовно здійснювані конверсійні процеси: перетворення вугілля в водовугільну суміш, перетворення водовугільній суміші в генераторний газ з метаном в електричну енергію.

Принципова ситуаційна схема углегідрогазенергетіческого комплексу представлена ​​на фіг. 2. На схемі показано 4 діючих углегідрогазблока (УГГБ) і 4 резервних блоку. У кожному робочому блоці ведеться дренаж метану і скважинная гидродобича вугілля; відсмоктуване метан і водовугільна суміш подаються за двома системами трубопроводів на углегазіфікаціі. Каптованого метан подається безпосередньо на углегазіфікаціонную установку для очищення і змішування з генераторним газом або ж подається, минаючи углегазіфікаціонную установку на ТЕЦ, де попередньо змішується з генераторним газом. Резервні УГГБ пускаються в роботу в міру необхідності при повному або частковому виході з ладу одного або декількох робочих УГГБ. Електроенергія, що виробляється надходить в загальну мережу до споживача, зокрема, використовується всередині углеенергетіческого комплексу. Технологічна схема комплексу "Углегідрогазелектрічество" представлена ​​на фіг. 3. На схемі показаний тільки один УГГБ; кількість блоків має визначатися виходячи з фактичної продуктивності блоку і проектної потужності комплексу. Як видно на схемі, панель 1 вже відпрацьована; в панелі 2 ведеться гидродобича вугілля; в панелі 3 пробурено дві флангові свердловини, з'єднані збійкою, і по ним відсмоктується метан; панель 4 знаходиться в підготовці, тут буряться дві похилі свердловини по пласту вугілля з поверхні.

Гидродобича вугілля виробляється в панелі 2 (див. Фіг. 3); насосом 13 створюється натиск в водоводі 45, за допомогою якого високонапірна вода по трубопроводу, прокладеному по свердловині 18, подається до свердловини гідромонітора 20. гідровидобутку вугілля ведеться в діагональному забої 22, уздовж якого водовугільна суміш самопливом надходить до пульпопріемніку, звідки свердловинним вуглесоси 21 (аерліфт , гідроелеватор) по пульповоди, прокладеному по свердловині 19, видається на поверхню. Далі пульпа (водовугільна суміш) по пульпопроводу 44 подається в углегазіфікаціонную установку 14, де з водовугільній суміші виходить генераторний (синтетичний) газ 47, який разом з метаном надходить на установку механічного очищення 15. Потім суміш генераторного газу з метаном проходить хімічну очистку в установці 16 ; при цьому видаляється сірководень H 2 S і сірчисті оксиди SO x, крім того, виділяється рідка сірка 23. Очищена таким чином газова суміш по трубопроводу 37 подається до газовій турбіні 1, обертає електрогенератор 3. Високотемпературні гази - продукти згоряння газової суміші - по каналу 38 подаються в теплообмінник-парогенератор 7. Утворений пар по трубопроводу 39 подається в парову турбіну 2, що працює в тандемі з газовою турбіною на загальний електрогенератор 3. Відпрацьований пар через паропровід передається в конденсатор 11, звідки конденсат по трубопроводу 42 надходить в водозбірник 12, де і проводиться очищення оборотної води. Углегазіфікаціонная установка 14 забезпечена теплообмінником (на схемі не показаний), який використовується як додатковий газогенератор, забезпечуючи парову турбіну паром. Відпрацьовані гази від газової турбіни проходять очистку в 8 і 9 перед викидом їх в атмосферу, через димову трубу 10. Реалізація пропонованої технології дозволить істотно підвищити загальний коефіцієнт корисної дії всього углегідрогазелектріческого комплексу, що забезпечить істотне зниження вартості одиниці електроенергії. Крім того, технологія є екологічно чистою, забезпечуючи великий соціальний ефект, який досягається за рахунок виведення людей з підземних шахтних розробок, тобто в результаті відсутності людей, які працюють в шахті.

Пояснення до технологічною схемою "Углегідрогазелектрічество":

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб отримання електроенергії на основі свердловинного метаноотсоса і газифікації вугілля, змішування газів газифікації і добувається метану і подачі цієї суміші газів в енергетичну парогазову установку, що відрізняється тим, що одночасно з метаноотсосом в одній підземній панелі здійснюють послідовно свердловини гідровидобутку вугілля в іншій панелі, отриману таким чином водовугільну суміш гідротранспортіруют в углегазіфікаціонную установку для отримання суміші газів.

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що енергетичну парогазову установку утворюють з газової турбіни, що працює спільно з паровою турбіною на один електрогенератор з отриманням пари, що подається в парову турбіну, в теплообмінниках як при роботі газової турбіни, так і при роботі углегазіфікаціонной установки.

3. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в межах однієї панелі з поверхні бурять свердловини, які використовують спочатку як дегазаційні для відсмоктування метану, а потім - для подачі води до свердловини гідромонітора і для видачі водовугільній суміші на поверхню.

4. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що метаноотсосу і свердловини гідровидобутку піддають як кондиційні, так і некондиційні запаси вугілля для підвищення ступеня використання метаноугольних ресурсів як невідновлюваної джерела електроенергії.

Версія для друку
Дата публікації 14.02.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів