什么是智能瓦斯抽采？
智能瓦斯抽采是指瓦斯抽采系統具有自我診斷、自我調節、自我控制等能力，使系統能夠合理、節能、高效、安全地運行。通過(guò)對瓦斯濃度的預設值與實(shí)際監測數值的比較，自動(dòng)調節運行參數，保持抽采瓦斯濃度穩定，實(shí)現目標濃度智能控制。
為了實(shí)現這一目標，公司開(kāi)發(fā)引進(jìn)了德國PGM公司的集裝箱式瓦斯抽放泵站，該設備得到DMT(德國國家認可實(shí)驗室、德國煤礦瓦斯技術(shù)院)分管瓦斯安全和利用的部門(mén)發(fā)放的安全認證，集世界最先進(jìn)的機械、安全保護、監測監控、氣體分析系統為一體，將為我國煤礦瓦斯抽采和煤礦安全提供堅實(shí)的設備保障。
注：DMT(德國煤礦瓦斯技術(shù)院)在德國擁有16處安全認證機構，包括井上和井下的設備認證，為德國礦用設備最具權威的認證機構。
我國瓦斯抽采設備的應用狀況：
煤礦瓦斯抽采不僅是保證煤礦安全的必要手段，也是煤礦瓦斯利用的重要環(huán)節。瓦斯抽采目前基本上依賴(lài)于瓦斯抽放泵站，通過(guò)產(chǎn)生負壓的方式，利用煤礦井下的集氣管道進(jìn)行抽采，隨著(zhù)環(huán)境保護要求和裝備技術(shù)的進(jìn)步，目前煤礦抽采的瓦斯大部分進(jìn)行發(fā)電利用（CBM 項目）。
目前井上瓦斯抽放站基本上使用的是兩種技術(shù)，一種是水循環(huán)式瓦斯抽放設備，一種是渦輪旋轉式（羅茨真空泵）瓦斯抽放設備。
1、水循環(huán)式瓦斯抽放站
水環(huán)式真空泵工作原理是帶有多葉片的轉子偏心裝在泵殼內，當它旋轉時(shí)，把泵殼內的水拋向泵殼并形成與泵殼同心的水環(huán)，水環(huán)同轉子葉片形成了容積周期變化的旋轉變容真空泵。
傳統的水循環(huán)泵原理上由于需要維持水環(huán)參與密封與壓縮，轉速降低會(huì )造成湍流甚至水環(huán)崩潰，而高轉速效率迅速下降，調節幅度十分有限，基本使用固定轉速運行。且水環(huán)式泵站在設計時(shí)為了保證最大瓦斯涌出量的抽吸能力及冗余，整體容量都偏大，實(shí)際運行時(shí)會(huì )會(huì )產(chǎn)生高負壓嚴重過(guò)量抽采的現象。
水環(huán)真空泵的優(yōu)點(diǎn)
1）構造簡(jiǎn)單，制造容易、維修方便；
2）泵殼內沒(méi)有技術(shù)摩擦表面，不易產(chǎn)生靜電，適合用于瓦斯抽采；
3）負壓較高(最大可達 -800 Kpa)
水環(huán)真空泵的缺點(diǎn)
1）效率低，一般在30%左右，較好的可達50%，工作耗能?chē)乐兀?br />
2）工作范圍（流量、真空度）調節性差，最多只能1：2進(jìn)行調節；
3）回流現象嚴重，會(huì )出現管網(wǎng)腐蝕現象；
4）需要為水循環(huán)建立額外的設施(冷凝器，過(guò)濾裝置等) ；
5）通過(guò)水循環(huán)過(guò)濾的氣體含水量高，利用時(shí)需要特別過(guò)濾，否則容易腐蝕設備，造成熱電聯(lián)產(chǎn)設備的低壽命；
6）在冬天需要額外的能量來(lái)保證水循環(huán)的正常使用，能耗大；
7） 可移動(dòng)性差：水循環(huán)設備占地面積大，需要廠(chǎng)房，供水設備等；
2、渦輪旋轉式（羅茨真空泵）瓦斯抽放站
渦輪旋轉式（羅茨真空泵）瓦斯抽放泵作為一種新的瓦斯抽放設備，在德國等歐洲國家在許多年前已經(jīng)取代水環(huán)式真空泵 。另外，德國的瓦斯抽采技術(shù)在過(guò)去的幾十年中發(fā)生了質(zhì)的變化，開(kāi)始使用集裝箱式抽采站，并配套有先進(jìn)的測量技術(shù)，檢測技術(shù)，設備監測，數據儲存，計算機操控等，增強了整個(gè)抽采系統的安全性。
相對于水循環(huán)泵，集裝箱式瓦斯抽采泵有很多優(yōu)點(diǎn)：
1） 通過(guò)變頻系統對真空泵的可調節性，可以根據實(shí)際需要調節系統負壓和流量，滿(mǎn)足多種工況需求；
2）系統集成自動(dòng)化程度高，可以實(shí)現自動(dòng)化智能型瓦斯抽采、無(wú)人值守；
3）工作效率最高可達70%， 因此更加節能；
4）無(wú)需水源冷卻，同時(shí)抽出的氣體含水量少，可以直接使用用來(lái)發(fā)電利用；
5）由于無(wú)需水源，所以在冬天-20度的地方依然可以使用；
6）體積小，占地面積少，無(wú)需廠(chǎng)房、安裝簡(jiǎn)單；
7）可移動(dòng)性強，可以固定使用，也可移動(dòng)使用。
集裝箱瓦斯抽采泵站特點(diǎn)介紹：
1、低能耗，高效率
靠羅茨真空泵葉輪之間以及葉輪與泵殼之間空間體積變化產(chǎn)生負壓，葉輪之間保持小縫隙不接觸，不會(huì )產(chǎn)生火花，也減少了機械功磨損消耗，工作效率達到70%。
由于抽吸原理與工藝的差異，PGM集裝箱式抽采站擁有顯著(zhù)的能耗優(yōu)勢。即使在負壓流量等參數都完全相同的情況下運行時(shí)，比水環(huán)泵節能30% 。
2、動(dòng)態(tài)調節的智能抽采方式
通過(guò)電氣變頻技術(shù)，能夠大范圍線(xiàn)性調節真空泵的運轉參數，該抽采泵可以在相當大的范圍內調節抽采流量?？烧{節區間為30%-100%的最大轉速，并且轉速與能耗有很高的線(xiàn)性度。 而傳統水環(huán)式抽采泵，即便安裝變頻系統，有效調節區間較窄，并且能耗與轉速非線(xiàn)性，節能效果不明顯。
PGM渦輪旋轉式智能抽采系統可以實(shí)現瓦斯抽采量的最優(yōu)調控，可以提供固定流量，目標負壓，目標濃度三種智能抽采運行模式?？梢愿鶕V井的實(shí)際瓦斯涌出與抽采情況，動(dòng)態(tài)調節抽采量和真空度設置，在保障安全的前提下，大量節約能源，提升效率，減少浪費，同時(shí)達到可控抽采與節能的目的。
先進(jìn)的在線(xiàn)監控與軟件診斷控制系統，可以實(shí)現觸控界面操作，運行參數自動(dòng)存儲，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )遠程傳輸和遠程控制，實(shí)現無(wú)人值守。
3、動(dòng)態(tài)調節提升抽采濃度
國內大量的瓦斯抽采濃度都不得不在可爆區間之內作業(yè)，只能通過(guò)噴霧等手段降低管道爆燃的風(fēng)險。將抽采濃度控制在可爆區間之外，才是最好的安全措施。
合理抽采負壓更符合瓦斯釋放的規律，更有利于瓦斯的充分釋放，最終提升抽采效果。德國在80年代的大規模瓦斯抽采實(shí)驗表明：合理的降低抽采負壓（德國業(yè)內公認的合理負壓在管孔處為： 3-5kPa），有利于管孔穩定長(cháng)期的釋放瓦斯，總抽采量增加，有利于生產(chǎn)安全，同時(shí)大大降低管網(wǎng)設計負擔，較少漏氣且利于長(cháng)期有效地再利用。
在裝機功率一定的情況下，瓦斯抽采系統的流量與負壓相關(guān)，集裝箱式瓦斯抽放泵站可以根據需要的狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調節，可通過(guò)調節流量間接控制抽采系統負壓，通過(guò)合理的流量與負壓配合，可以明顯減少降低吸入的空氣量，提升瓦斯抽采濃度。
4、集裝箱式緊湊設計 ，靈活組合
PGM渦輪旋轉抽采系統，一個(gè)集裝箱就可以是一個(gè)獨立的泵站，內部開(kāi)關(guān)、閥門(mén)、電控、安全設施齊全，不需要另外設計、采購、安裝與管理。采用單體或雙臺分體集裝箱設計，單箱流量配置可以從90m3/min到221m3/min靈活組合，便于運輸、布局、安裝、維護。 由于無(wú)需水循環(huán)附屬設施，設備占地面積很小。
由于設備都固化在一個(gè)集裝箱中，PGM渦輪旋轉式抽放站安裝簡(jiǎn)便，2天可以完成主設備與管道安裝，5天時(shí)間完成線(xiàn)纜布置與調試。 使用過(guò)的設備可以在2個(gè)星期的時(shí)間里完成拆卸，運輸，再組裝，挪動(dòng)抽采站位置或者改變抽采站布局非常方便。 配套的瓦斯發(fā)電利用裝備也是集裝箱布局，只要預留好管道，加裝設備簡(jiǎn)便易行。
5、安全可靠的設備保證
集裝箱式瓦斯抽放站部件設計和配備特別選用世界頂尖品牌配件。配備的渦輪回旋真空泵具有歐盟ATEX認證和MA認證，保證設備的安全運轉。
配備的快速閉合閥門(mén)達到毫秒級動(dòng)作響應且具有歐盟ATEX認證，保證緊急情況下的有效防護。
配備的在線(xiàn)氣體分析儀采用先進(jìn)的具有ATEX認證的防回火裝置，保證氣體分析儀和設備的絕對安全。
配備的防爆燃型阻火器，具有歐盟ATEX認證，可以阻斷管路中的火焰傳遞，不僅可以保證設備安全，也可以保證抽放管路安全。
6、適應“互聯(lián)網(wǎng)+”和瓦斯抽采的大數據時(shí)代
泵站具有遠程故障診斷、系統維護、系統升級更新的功能，可擴充進(jìn)行桌面甚至移動(dòng)平臺的遠程監控。
由于集裝箱式抽采站系統整體設計，動(dòng)態(tài)數據記錄詳盡，可用于大數據分析?？蓱妙I(lǐng)域包括：管道氣密性分析； 瓦斯抽采效果分析對比； 精確計算瓦斯殘存量； 尋找最適宜的抽采參數等。
