在淮河能源控股集团第三十七届青工“五小”竞赛活动中，煤层气公司申报的《高低浓度瓦斯智能掺混利用技术设计及应用》创新项目获得一等奖。该项目通过设计建造智能化混配气系统，将高浓瓦斯与低浓瓦斯掺混到10%左右，解决了10%以下低浓度瓦斯不能利用和采空区瓦斯成分不好，发电机组运行效果差的问题，使瓦斯发电机组运行效率达到90%，在有效减气污染物排放的同时，大幅提高瓦斯利用率。

开辟瓦斯利用新途径

瓦斯作为煤炭开采过程中的伴生产物，甲烷浓度在30%以上的高浓瓦斯是天然的清洁高效新能源，但甲烷浓度在10%以下的低浓瓦斯，受技术应用限制，尚未得到充分利用。

潘二西风井抽排站负责抽采生产矿井5%以下的低浓瓦斯和潘一去产能矿井采空区高浓瓦斯。潘一废弃矿井采空区瓦斯浓度高，在30%以上，但由于二氧化碳含量高，发电设备运行效率低，且污染物排放高，导致瓦斯利用率差。而潘二地面矿井瓦斯抽排浓度只有5%左右，达不到利用浓度，只能直接排空。如何破解10%以下低浓度瓦斯不能利用和采空区成分不佳瓦斯高效利用的问题，成为了充分利用瓦斯资源，减少瓦斯排空污染的关键。

“我们对国内外相关先进技术和科研论文进行了深入学习，并通过对潘二西风井高低浓瓦斯混配气样进行数据分析，确定了将浓度低于5%的地面抽采瓦斯与采空区高浓低氧瓦斯混合，一举实现对两种瓦斯气源充分利用的创新攻关课题。”该项目负责人齐芳平表示。

为快速高效利用两类瓦斯，该公司打破一直以10%及以上瓦斯利用项目设计思路，组建创新攻关小组，以采空区高浓瓦斯全利用，生产矿井低浓瓦斯最大化利用的原则，围绕使用现有成熟技术，在低成本、短周期条件下实现让两种以往不具备利用价值的气源得到充分利用这一目标，在潘二西风井首次采用高低浓瓦斯掺混的设计方案进行设计，建造瓦斯发电站。

智能化增添新助力

高、低浓瓦斯混配后，瓦斯浓度要精确落在计算区间内，是实现瓦斯发电机组高效运行的前提。该公司通过智能混配气系统设计，分别在高、低浓瓦斯管道和混配后的管道，安装甲烷浓度传感器、管道压力传感器、氧含量传感器等，来实时监测混配前后管道的瓦斯参数。参数经现场控制站传输至发电站机房控制总站，由控制总站核心处理器比对目标瓦斯参数，分析偏差，并计算出需要动作的调节阀开度，来调节混配后气体参数。整个系统形成闭环控制，不断的反馈、修正，将混配后的瓦斯浓度、压力及成分参数控制在设定区域内。

“智能混配气系统设计了两个现场控制站和机房控制总站，并配备了精度高、抗干扰能力强的电动调节阀，通过持续采集、数据比对和计算，实现现场调节阀开度的时时自动调节，确保了瓦斯混配的精度。” 齐芳平介绍道。

为保证瓦斯发电站安全高效运转，该公司还深入推进智能化发电站建设，设计了自动巡检系统，将安防系统、视频监控、电气后台和运行设备统一融合进控制总站。系统定时通过视频监控摄像头进行巡检，和正常参数比对、分析，自动调整设备运行状态。除了自动调整设备运行状态外，当检测到有机房发生瓦斯泄漏、火灾时，系统还能立即发出声光报警，切断相应机组气源、关闭设备，打开通风风扇，自行灭火。

变废为宝效益显著

高低浓瓦斯智能掺混利用技术通过自动混配气系统，实现了高、低浓瓦斯的自动混配、稳定输送，使混配气源成分精准的落在计算区间，保障混配后的瓦斯不受前端各种参数波动影响，提升了发电站的运行效率。自该系统2022年8月份投入运行以来，使用该系统的瓦斯发电机组运行效率达到90%，当年共利用瓦斯160万立方，折合CO2减排2.4万吨；共发电483.53万度，相当于减少标煤0.15万吨。

“高低浓度瓦斯智能掺混利用技术的应用，使得以往不具备利用价值的低浓度瓦斯，和成分不佳的高浓度瓦斯得到了充分的利用，而且环保、节能、低成本，真可谓是变‘废’为宝。”该公司生产运营管理部副部长石晔介绍道。

根据测算，淮南矿区年度瓦斯抽采量约3.8亿立方，其中浓度10%以下瓦斯近1.78亿立方，高低浓度瓦斯智能混配气在淮南矿区有巨大的推广前景。下一步，煤层气公司将继续探索在气源条件满足的矿井，通过新建或改建现有瓦斯发电站，采用智能混配气系统，实现煤矿瓦斯利用价值最大化，以实际行动聚焦“六效”提升，助推企业高质量发展。