②　甲烷体积分数在 30%以上 ,以保证运行的

可靠性和安全性。

③　无有害杂质。

作为城镇气源 ,甲烷体积分数不允许有大的波

动。设计时甲烷体积分数应根据井下抽放煤层气的
甲烷体积分数、

城镇用户原有气源的种类和灶具的

适应性综合考虑后确定。为保证供气的可靠性和稳
定性 ,还应设置稳定热值装置。

这种利用方式的缺点是对煤层气甲烷体积分数

要求较严格 ,尤其甲烷体积分数低的煤层气在没有
增热的情况下不能利用。

管道输送煤层气

地面钻井开采煤层气与其他种类天然气有相似

的组成和性质 ,可以进行压缩 ,然后采取管道输送至
较远用户。目前 ,我国煤层气的地面钻井开采还处
于试验阶段 ,尚未大规模地进行。迄今为止我国还
没有高压长输管道输送煤层气 ,但将来管道输送会
成为煤层气利用的主要方式之一。

随着抽放工艺和技术的发展 ,井下抽放煤层气

中甲烷体积分数不断提高 ,井下抽放煤层气也可用
管道输送。其工艺流程见图 2。

图

　管道输送煤层气的工艺流程

Fig. 2

Technological p rocess of coal

bed gas

transm itted by p ipeline

在满足下列条件时可利用此种方式 :

①　煤矿周边无用气需求或用气饱和。

②　甲烷体积分数在 50%以上 ,长距离输气有

一定的经济性。

③　矿区煤层气的规模较大。

④　用户用气稳定。

井下抽放煤层气中氧的体积分数较高 ,相同温

度和压力下煤层气的爆炸极限比标准状况下甲烷的

爆炸极限范围大 ,尤其爆炸极限上限偏高。因此 ,在
工程设计过程中 ,必须慎重考虑输气压力。目前 ,国
内已运行的输气管道设计压力最高为 0. 8 MPa,运
行压力为 0. 6 MPa以下。

煤层气发电

煤层气发电在我国发展很快 ,已成为我国煤层

气主要利用方式之一

[ 5 ]

。国内目前的发电技术主

要有以下 4种 :

①　往复式发动机驱动发电机发电

这种发电方式在国内应用较多 ,发动机效率高 ,

燃料气入口压力低 ,燃料气甲烷体积分数要求不高 ,
最低可到 25% ,但燃料气的甲烷体积分数允许有较
大波动。国产机组装机容量为 500 kW 的煤层气发
电机组应用最为广泛。发电效率一般为 30%以上 ,
热利用率可达 40% ,总效率近 70% ,设备大修周期
约 6 ×10

h。进口煤层气发电机组机型较多 ,其发

电效率约为 40% , 热利用率可达 50% , 总效率达

90% ,设备大修周期为 6 ×10

h。

②　燃气轮机发电

可以将高压煤层气作为燃气轮机的燃料。燃气

轮机的发电效率达 30% ,燃气轮机排放气体中的余
热可通过废热锅炉加以利用。由于燃气轮机需要将
煤层气加压 ,因此要求煤层气中甲烷体积分数高于

40%。

③　汽轮机发电

采用锅炉燃烧煤层气产生蒸汽从而带动汽轮机

进行发电 ,这种技术与其他技术相比 ,热效率较低 ,
但对煤层气质量要求不高。

④　燃气轮机与汽轮机联合发电

煤层气用燃气轮机发电 ,同时 ,燃气轮机排放气

体中的大量余热通过废热锅炉产生蒸汽 ,用此蒸汽
推动汽轮机再进行发电 ,这种联合循环系统的热效
率约 45% ,总效率可达 75%。

车载压缩煤层气

我国煤层气的地面钻井开采技术还处于试验阶

段。目前开采成功的矿区 ,煤层气产量规模还非常
小 ,比较适合建压缩天然气站 ,将煤层气压缩后用压
缩天然气槽车运输至用户。其工艺流程见图 3。

图

　车载压缩煤层气的工艺流程

Fig. 3

Techno logical p rocess of comp ressed coal

bed

gas transm itted by vehicle

当地面钻井开采煤层气甲烷体积分数在 90%

以上 ,且产气规模小 ,采用长输管道输气不经济时 ,
车载压缩煤层气为煤层气利用的首选方案。

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