煤層氣在煤礦稱為煤礦瓦斯。根據(jù)新的資源評(píng)價(jià)結(jié)果,我國(guó)陸上煤層氣資源量36.8萬億立方米,與陸上常規(guī)天然氣資源量(38萬億立方米)相當(dāng),僅次于俄羅斯和加拿大。煤層氣的主要成分是甲烷,甲烷在空氣中的濃度達(dá)到5%-16%時(shí),遇明火就會(huì)爆炸,這是煤礦瓦斯爆炸事故的根源。
煤層氣不加以利用,直接排放到大氣中,其溫室效應(yīng)約為二氧化碳的21倍。煤礦瓦斯發(fā)電,既可以有效地解決煤礦瓦斯事故、改善煤礦安全生產(chǎn)條件,又有利于增加潔凈能源供應(yīng)、減少溫室氣體排放,達(dá)到保護(hù)生命、保護(hù)資源、保護(hù)環(huán)境的多重目標(biāo)。
一、低濃度瓦斯發(fā)電技術(shù)
煤礦瓦斯分高濃度瓦斯和低濃度瓦斯,高濃度瓦斯是指瓦斯?jié)舛却笥?5%的瓦斯,低濃度瓦斯是指瓦斯?jié)舛鹊陀?5%的瓦斯。我國(guó)60%以上的瓦斯是含甲烷25%以下的低濃度瓦斯,按煤礦安全規(guī)程要求,瓦斯?jié)舛仍?5%以下的就不能貯存和輸送,更談不上利用了。
低濃度瓦斯發(fā)電需要解決2個(gè)問題,一是各個(gè)煤礦的本身不一樣,而且隨時(shí)都在變化,傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組很難“以不變應(yīng)萬變”;二是低濃度瓦斯的安全輸送問題。
山東勝動(dòng)集團(tuán)2000年研制出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)高濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組,2005年10月又研制出第一臺(tái)500千瓦的低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組,填補(bǔ)了世界空白。該機(jī)組采用電控燃?xì)饣旌掀骷夹g(shù),可以自動(dòng)控制空燃比,以適應(yīng)瓦斯的濃度變化,同時(shí),發(fā)明了低濃度瓦斯安全輸送技術(shù),采用細(xì)水霧技術(shù),解決了低濃度瓦斯的地面安全輸送問題。
中國(guó)工程院周世寧院士認(rèn)為:“勝動(dòng)集團(tuán)發(fā)明的瓦斯發(fā)電機(jī)組,適合我國(guó)煤礦點(diǎn)多量小的特點(diǎn),堪稱破解我國(guó)煤礦瓦斯難題的金鑰匙”。
二、低濃度瓦斯發(fā)電基本要求
首先、按國(guó)家煤礦安全管理部門的要求安裝了瓦斯抽放系統(tǒng),并且瓦斯抽放系統(tǒng)須正常運(yùn)行;其次、瓦斯抽放系統(tǒng)純瓦斯抽放量在100萬m3/年左右,瓦斯?jié)舛仍?-25%之間。達(dá)到這2個(gè)條件就能具備建設(shè)瓦斯電站的基礎(chǔ),若建設(shè)瓦斯電站就可實(shí)現(xiàn)“以利用促抽采、以抽采促安全”的煤礦良性循環(huán)發(fā)展。
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