张 涛

(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆 400037； 2.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400037)

我国有大量低浓度煤层气因为所含的甲烷体积分数过低而被直排进入大气，造成了资源浪费和环境污染[1-4]。煤层气蓄热氧化技术能解决低浓度煤层气利用难的问题[5]，该技术以煤矿抽采的低浓度煤层气为原料，经过蓄热氧化装置和热能利用装置能将甲烷氧化释放的热量取出加以利用[6-11]。

低浓度煤层气的主要成分为空气、甲烷和水，经过蓄热氧化装置时，甲烷与空气中的氧气发生氧化反应生成二氧化碳和水并放出热量，氧化反应产物以800 ℃以上的高温烟气形式存在，其主要成分为空气和水蒸气[12-16]。将该高温烟气送入热交换装置可实现煤矿井筒加热、建筑物供暖、煤矿洗浴和生活用热供给等；通过发电机组可以实现发电上网；通过溴化锂制冷机组可以实现煤矿夏季供冷；也可以作为热源气体直接用于煤泥烘干[17]。由于煤矿存在夏季制冷负荷多、冬季用热负荷多、夜晚用电负荷较多、环境温度降低时井筒加热负荷增加的现象，因此不同季节、不同时刻、不同环境温度下的用热、用电、用冷需求不同。为实现能量利用的最佳调配，避免造成热能浪费，需要在满足不同热能需求的基础上厘清煤层气蓄热氧化系统热能调节的规律并加以控制，进而达到节能的目的。

笔者采用Hysys软件对煤层气蓄热氧化系统热能调节过程进行模拟研究，以期得出热能调节控制规律，并在阳煤一矿杨坡堰低浓度煤层气蓄热氧化利用项目中验证其调控效果。……