瓦斯的主要成分是CH4,其温室效应是CO2的24倍,排放瓦斯对自然环境造成了极大的污染。而煤矿瓦斯如果用来发电,其经济效益、社会效益及环保效益都是十分巨大的。瓦斯发电技术利用了成熟的内燃机技术,燃烧瓦斯将其热能转换变为电能,低浓度瓦斯发电机组对瓦斯浓度的要求仅在8%以上,资源利用率显著增加。由于开采的方式的差异,煤矿瓦斯中CH4的含量也显著不同,以下对三种开采方式所获得的瓦斯介绍其特性及利用情况。
(一)通过地面钻井开采,煤矿瓦斯的CH4含量一般大于90%,其成分特性同天然气相类似。此类气体可利用天然气发电设备进行发电或作为民用燃料,利用技术相对简单且成熟。
(二)通过井下瓦斯抽排系统开采,煤矿瓦斯的CH4浓度一般在3%―80%之间,由于有baozha的危险,只有CH4浓度在30%以上的瓦斯得到了利用,而CH4浓度在6%―30%之间瓦斯的利用率较低。
(三)通过煤矿通风设备排出瓦斯,其CH4含量大多低于1%,称之为风排瓦斯。这部分瓦斯由于含CH4浓度偏低,利用技术难度和成本都较大,故基本都排空处理。
由于矿井抽采瓦斯浓度以中低浓度居多,发电机组如果要保持相同输出功率就需要输入更大流量的低热值瓦斯,运行的工况发生变化造成透平与压气机工作不协调、透平温度升高、出现运行效率降低甚至停机现象。若要保证瓦斯在燃烧室内稳定燃烧,需要改变其内部结构,尤其要调整压气机和透平的流过面积,通过增加喷嘴面积、叶片高度来增大透平的燃气通过量 [3] ;通过降低空气量、加大燃料管和 阀的尺寸来增大压气机的燃气通过量。燃烧室内部结构及各零部件的优化使燃气轮机效率保持稳定,其性能将得到充分发挥。煤矿瓦斯是指储集在煤层中的一种非常规天然气(其主要成分是甲烷),是在煤矿采煤过程中自动散发出来的一种有害气体,无色、无味、易燃、易爆瓦斯是煤矿的“安全杀手”,但同时瓦斯也是一种洁净能源,有较高的利用价值,被称为“第二煤炭资源”。 为了减少和解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁,利用机械设备和专用管道造成的负压,将煤层中存在或释放出的瓦斯抽出来,输送到地面或其他安全地点的做法,叫做瓦斯抽放。