发电原理: 浓度在30%以下的瓦斯可以通过水环式抽采泵从地下煤层抽采出来,经过安全性较强的输送管道输入发电机组缸体,在发电机组缸体内经点燃爆炸来推动活塞运动,从而将化学能转化为机械能并进一步产生电能,使低浓度瓦斯得到充分利用。
而基于这样的原理,一般的发电站或者发电系统主要由气体输送系统、冷却水循环系统、高低压电气系统、水雾输送系统和整个发电机组的监控系统构成,使用全电子控制技术来调控和监测整个发电过程。
瓦斯分高浓度瓦斯和低浓度瓦斯,高浓度瓦斯是指瓦斯浓度大于30%的瓦斯,低浓度瓦斯是指瓦斯浓度低于30%的瓦斯。
低浓度瓦斯发电需要解决2个问题,一是各个煤矿的本身情况不一样,而瓦斯状态随时都在变化,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。
中国工程院周院士认为:“低浓度瓦斯发电机组,适合我国煤矿点多量小的特点,堪称破解我国煤矿瓦斯难题的金钥匙”。
2004年以来,胜利油田胜利动力机械集团开始对“煤矿瓦斯细水雾输送及发电技术”进行开发研究并与第二年试验成功,使低浓度瓦斯发电技术得到了快速发展。目前装机总容量达到43.5万KW,每年可发电26.1亿KW·H,利用瓦斯8.7亿立方米。新版《煤矿安全规程》对浓度在30%以下的瓦斯用于内燃机发电作出了明确的规定,《规程》第148条第五项规定:
抽采的瓦斯浓度低于30%时,不得作为燃气直接燃烧;用于内燃机发电或作其他用途时,瓦斯的利用、输送必须按有关标准的规定,并制定安全技术措施。这给低浓度瓦斯发电提供了制度保障。而我国煤矿60%以上的瓦斯是低浓度瓦斯,这是我国低浓度瓦斯发电的气源保障。随着低浓度瓦斯发电技术的不断完善,低浓度煤层气发电产业将会有良性的规模化发展,将会产生越来越大的经济效益和社会效益