瓦斯的含義:瓦斯是古代植物在堆積成煤的初期,纖維素和有機質經厭氧菌的作用分解而成。在高溫、高壓的環境中,在成煤的同時,由于物理和化學作用,繼續生成瓦斯。 瓦斯一般是無色、無味的氣體。
瓦斯的成份:瓦斯的主要成分是烷烴,其中甲烷占絕大多數,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣,以及微量的惰性氣體。
瓦斯發電的基本要求:首先、按國家煤礦安全管理部門的要求安裝了瓦斯抽放系統,并且瓦斯抽放系統須正常運行;其次、瓦斯抽放系統純瓦斯抽放量在100萬m3/年左右,瓦斯濃度在6-25%之間。需達到這兩個條件才能建設瓦斯發電站,若建設瓦斯電站就可實現“以利用促抽采、以抽采促安全”的煤礦良性循環發展。
瓦斯發電的優點:瓦斯發電,既可以有效地解決煤礦瓦斯事故、改善瓦斯安全生產條件,又有利于增加潔凈能源供應、減少溫室氣體排放,達到保護生命、保護資源、保護環境的多重目標。隨著瓦斯發電技術的不斷,瓦斯發電產業將會有良性的規模化發展,將會產生越來越大的經濟效益和社會效益。
瓦斯發電技術: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濃度大于25%的瓦斯,低濃度瓦斯是指瓦斯濃度低于25%的瓦斯。我國煤礦60%以上的瓦斯是低濃度瓦斯,這是我國低濃度瓦斯發電的氣源保障。
周院士認為:“低濃度瓦斯發電機組,適合我國煤礦點多量小的特點,堪稱破解我國煤礦瓦斯難題的金鑰匙”。
低濃度瓦斯發電需要解決2個問題:一是各個煤礦的本身情況不一樣,而瓦斯狀態隨時都在變化,傳統的發電機組很難“以不變應萬變”;所以必須提高發電機組的性能,發電機組應采用電控燃氣混合技術,可以自動控制空燃比,以適應瓦斯濃度和壓力的變化要求。 二是低濃度瓦斯要有安全的輸送系統,保證安全發電;低濃度瓦斯安全輸送采用細水霧技術,解決了低濃度瓦斯的地面安全輸送問題。
瓦斯發電站的投資和收益:電站投資:3000—4000元/KW;機組保證連續運行功率400KW,年運行時間可達300天以上;
一臺發電機組年發電量:300萬KWh(消耗純瓦斯100萬m3/年);
一臺發電機組年發電收益:120萬元(電價按0.4元/KWh算);
一臺發電機組年運行成本包括機油消耗、人員工資、設備維護、設備折舊等,發電成本在0.10元/KWh左右。
一臺發電機組年運行成本:0.10元/KWhX300萬KWh=30萬元
一臺發電機組年收益:年收益=年發電收益-年總成本費用
=120萬元-30萬元
=90萬元
余熱收益:
電站年運行時間按300天計,一臺發電機組可產生354.5kg/h壓力是0.4MPa的飽和蒸汽,每噸蒸汽按70元計算。
一臺發電機組年可產生蒸氣量=354.5kg/h*24h*300天
≈2500t
尾氣余熱效益為:2500*70元/t≈17.5萬元