两个数字的来历
前几天一个矿的调度来电话,问纯量算到9.8算不算踩线,差0.2要不要紧。电话里我没法直接答,因为还得看浓度——这条线卡的是两个数同时过线的情况,只盯一个数容易误判。
注意这里用的是”且”,两个条件同时满足才受限。浓度到8%但纯量很小,或者纯量很大但浓度只有3%,都不落在这条线里。这个设计有它的道理:浓度高、量又大的排放,甲烷总量大,回收价值也大;浓度低或者量小的,回收成本划不来。
日常盯这条线,建议在泵站值班室挂一张换算表:混合流量从40到100、浓度从6%到20%,对应的纯量一目了然。值班员抄表时顺手对照,纯量逼近10的区段当天就报通防,比等月度报表发现问题快得多。
纯量怎么算
纯量等于混合流量乘以甲烷浓度。举例:某主管混合流量60m³/min、甲烷浓度12%,纯量约7.2m³/min,不到10,不触发;同样是60m³/min,浓度提到18%,纯量10.8m³/min,就过线了。
这个算法说明一件事:提高浓度和增加流量都会把纯量推上去。对矿井来说,与其争辩要不要上利用装置,不如先把浓度做稳——浓度稳了,纯量可预测,利用装置才有设计依据。
浓度不稳的根子通常在两处:封孔质量不过关,以及管路漏气。前者让钻孔抽出的气体被空气稀释,后者让负压段吸进空气。这两件事在封孔质量检测与漏气排查里有具体做法。
对抽采系统的三个影响
第一,浓度成了考核项
过去考核抽采量,现在浓度和纯量一起看。浓度上不去,纯量再大也可能被判不合格,因为下游利用端进不去。
第二,管路密封要求提高
负压段每漏进一立方空气,浓度就被稀释一分。法兰、阀门、承插口、放水器这些位置要定期检漏,不能只在新装时查一次。
第三,计量精度要求提高
纯量要靠流量和浓度两个数算出来,任何一个不准,结论都不成立。孔板流量计要按规程安装直管段,浓度检测要按周期校准。
利用端:三条技术路线
浓度8%到30%走发电,装置对浓度和压力波动敏感,进气前要稳压;浓度8%以下走蓄热氧化或催化氧化,装置对甲烷浓度下限有要求,太低点不着;浓度30%以上走提纯或外送,对杂质和水分敏感。
三条路线对上游的共同要求是”稳定”。管路系统的缓冲能力、放水器的及时性、泵站调参的平滑度,都会传导到利用装置的运行稳定性上。
矿上要补的三笔账
第一笔是排放账:按测点统计混合流量与浓度,算出纯量和甲烷排放量,形成月度台账。第二笔是回收账:按利用装置的进气要求,倒推需要达到的浓度与纯量。第三笔是投入账:封孔材料升级、管路检漏、计量仪表校准,各自的费用与收益。
三笔账算清,才能判断是该上利用装置,还是先补封孔与管路。多数情况下,先把浓度从个位数提到十几个点,投入产出比高于直接上装置。管材选型对浓度的影响,相关要求写在PVC管和PE管为什么能用在煤矿井下。
浓度为什么会被稀释:三条通道
抽采浓度掉下来,无非三条通道在进气。第一条在孔口:封孔段与孔壁之间的环状间隙没填实,外界空气顺着钻孔壁进来。第二条在管路:负压段的法兰、阀门、承插口、放水器吸气。第三条在系统:多台泵并联时压力不稳,或泵站调参把负压拉得过高,超过封孔段能承受的密封能力。
三条通道可以用排除法定位:先关阀分段,看浓度在哪一段回升;再对单孔做截流试验,看孔口浓度与管网浓度差多少;最后查泵站负压设定是否超出封孔工艺的适用范围。这套顺序比”哪儿都查一遍”省时间。
排放监测装在哪
三个位置值得优先装:泵站出口(看系统整体浓度与纯量)、利用装置进口(看进气是否达标)、排放口(看直排量)。三个点位的读数如果能互相对上,说明系统没有大的漏计;对不上,通常是有未计量的分支或者表计失准。
监测设备装上只是第一步,校准记录和维护责任要跟着定。没有校准记录的读数,在核查时不被采信。
四个动作
- 按月统计各测点混合流量与浓度,算出纯量曲线;
- 标出纯量接近10m³/min的区段,作为重点治理对象;
- 对浓度长期低于8%的工作面,先查封孔与管路漏气,再谈利用;
- 利用装置进气前加稳压与缓冲,避免浓度波动直接冲击机组。
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