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。 煤矿瓦斯发电,既可以有效地解决煤矿瓦斯事故、改善煤矿安全生产条件,又有利于增加洁净能源供应、减少温室气体排放,达到保护生命、保护资源、保护环境的多重目标。 低浓度瓦斯发电需要解决2个问题,一是各个煤矿的本身不一样,而且随时都在变化,传统的发电机组很难“以不变应万变”;二是低浓度瓦斯的安全输送问题。 低浓度瓦斯发电机组采用电控燃气混合器技术,可以自动控制空燃比,以适应瓦斯的浓度变化,同时,低浓度瓦斯安全输送技术,采用细水雾技术,解决了低浓度瓦斯的地面安全输送问题。
开发利用煤矿瓦斯具有以下重要意义:
1)中国的常规石油、天然气资源相对缺乏,20多年来,中国经济迅速发展,对能源的需求也越来越大,近年来,中国对国际能源市场的依赖程度日渐加大,中国要想保持经济持续快速的增长,有必要开发新的能源,改变原有不合理的能源结构;
2)开发利用煤矿瓦斯具有可观的经济效益,现阶段国内外天然气、煤炭等常规能源的价格不断攀升,而开发利用煤矿瓦斯可以伴随着煤矿开采的工程进行,节约工程成本;
3)煤矿瓦斯是煤矿事故的罪魁祸首,国内煤矿矿难70%~8O%都是由瓦斯baozha或突出引起,加大煤层瓦斯抽采可以减少矿道内的瓦斯含量,有效预防事故发生; 4)煤矿瓦斯的主要成分是甲烷,是主要的温室气体之一,其对大气臭氧造成的破坏是CO2 的22倍,如果对煤矿瓦斯进行开发利用,还可减少碳排放。