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1、瓦斯发电技术的改进探索 摘 要：瓦斯发电技术属于新能源发电技术，主要是将煤矿未能充分利用的瓦斯燃烧转变为电能。当前诸多高瓦斯矿井煤层的透气性相对较差，为了保证抽采效果，必需要完善抽采系统与煤矿平安生产条件，提高干净能源供应，降低温室气体排放量，从而保证煤矿生产平安运行，实现爱护环境、爱护资源的双重目标。该文简要论述了瓦斯气体特点，概述了瓦斯发电技术的应用方式，进而针对当前瓦斯发电技术应用现状，具体探究了内燃机瓦斯发电的工艺流程与关键技术，旨在证明瓦斯发电技术的有效性。 关键词：瓦斯发电技术 节能减排 改进 中图分类号：TD845文献标识码：A文章编号：1674-0101X（2022）02（c）
2、-0030-01 瓦斯作为一种温室气体，温室效应突出，当前CDM能源组织要求各国要削减瓦斯排放量。瓦斯发电技术作为新能源发电技术，主要运用小型发电机组，结合烟气回热技术以及小型燃气能源转换装置，基于提升燃气燃烧效率的基础上尽可能地降低能源损耗，从而提高能源利用效能。在现阶段，瓦斯热电联产应用较广，主要将用户的采暖、电力以及供热等需求进行整合，充分利用发电后的余热，将其用作采暖或发电，肯定程度上提高了热水供应效能，解决了电力惊慌等问题。 1 瓦斯发电技术概述 1.1 瓦斯特性分析 煤矿瓦斯属于特别规自然气体，主要是指在煤矿采煤中散发出来的有害气体，具有无味、无色、易爆、易燃等特征，主要成分为甲烷
3、。若空气中的甲烷浓度达到了10%左右时，遇明火易诱发爆炸。从整体上来讲，瓦斯是煤矿的头号平安杀手，也为一种利用价值较高的干净能源。我国煤层气资源相对丰富，排行世界第三，每年采煤易排放大量瓦斯。 1.2 瓦斯发电技术的应用方式 1.2.1 内燃机瓦斯发电 利用煤矿井下瓦斯抽放系统，结合地面输送系统进行瓦斯的开采，此类瓦斯时煤矿开采时散发出的一种附属气体，浓度大，约为50%左右，且气体流量稳定性能不佳。在煤矿采煤过程中，借助负压风机，将其抽取到地面，若瓦斯浓度较低，且与瓦斯爆炸浓度范围相接近时，遇明火易爆炸。为了保证开采的平安，必需确定其浓度。据相关探讨显示，当瓦斯浓度40%时，可将高瓦斯无偿供应
4、居民运用，而浓度30%的瓦斯用来发电，根据内燃机发电工艺要求，供气压力15%；根据燃气轮机发电工艺要求，供气压力0.7 MPa，爆炸浓度30%。 1.2.2 燃气轮机瓦斯发电 在煤层上，干脆钻孔开采出来的瓦斯气甲烷浓度高，危急系数较低，可用作加压罐装运输，也可做远距离管道输送，多应用于民用燃料与化工原料中。此外，这类瓦斯发电技术易限制，稳定性高，可结合燃气轮机发电，但气源惊慌。 1.2.3 乏风瓦斯发电 在煤炭开采中，为了保证工作人员能够呼吸到簇新空气，必需要往井下压传送清洁空气，此时从井下通风处排出的废气中存在微量瓦斯，易造成大气污染与能源奢侈。煤矿乏风瓦斯发电主要将瓦斯浓度0.2%的乏风置
5、入氧化器中，进行燃烧，借助燃烧能量来销毁瓦斯，同时可利用燃烧中的余热来制取热水，带动汽轮机发电。 2 瓦斯发电技术应用现状 传统瓦斯发电主要利用燃气轮机发电，通过瓦斯提升压力，基于高温加压状态下增加爆炸上限，一般低浓度瓦斯易爆炸。通常燃气轮机发电要求瓦斯浓度高，易增大压缩设备的压缩量，增加功耗。随着内燃机瓦斯发电机组的出现，甲烷浓度30%的瓦斯得到了广泛的运用。当前诸多内燃机瓦斯发电机组企业已步入市场。随着新能源的不断开发，内燃机发电机组对瓦斯浓度的适应性得到了不断的改善，机组单机容量渐渐增大，自动化水平越来越高，瓦斯发电技术日益成熟。据相关调研报告显示，瓦斯发电已由低效率的小容量牛棚电站过渡
6、为高效率的大容量瓦斯电站。 3 内燃机瓦斯发电技术的改进探究 3.1 瓦斯气品质处理分析 当前用来发电的瓦斯多为从井下抽放的瓦斯气，此类瓦斯气品质干脆关系着瓦斯发电机组平安运行状况。由此可知，在瓦斯气利用之前要对其进行处理，从而最大限度地满意发电机对气体的要求。详细而言，主要有四种处理方法：第一，削减瓦斯气的含水量。当瓦斯气从井下抽出时，必需对进行脱水除湿处理，尽可能地降低其水分含量，通常可结合冷凝排水系统来进行；其次，去除杂质。抽放出的瓦斯气含有大量粉尘与有害气体，可利用过滤器来进行粉尘的清除，详细分析其气体物理性质，运用冷凝气体去除有害气体。因此必需要设置降温装置，于夏天气温较高时投入，其
7、他季节可根据详细温度状况将其切除。 3.2 瓦斯气进入发电机前浓度与气量的限制 瓦斯气浓度与气量即为瓦斯气的内能。遵循能量守恒定律，瓦斯气发热量干脆关系着发电机组的平安运行状态。考虑到抽放瓦斯浓度的改变，可将瓦斯气发热量整合成纯瓦斯来计算。在正常发电运行中，当瓦斯浓度或气流量削减时，会降低发电机组转速与发出电能的频率。在肯定条件下，可诱发内燃机失速，造成停机现象，严峻状况下可诱发事故。当瓦斯浓度或气流量持续增大时，会增加发电机组转速，提高发出电能的频率。此外，瓦斯气量与浓度的增大还会促使燃烧效率下降，出现能源奢侈现象。由此可知，必需要合理限制瓦斯气的浓度与流量。当前诸多瓦斯预处理企业将浓度与气
8、量限制作为研发重点，通过测量瓦斯气参数，制定DCS限制平台与线性限制策略，进而对瓦斯气量与浓度进行调整。 3.3 内燃机发电机组运行措施 针对燃气内燃机发电机组而言，其单机机组容量相对较小，目前在大型瓦斯电站中，必需要多台机组同步运行。考虑到瓦斯气量易随温度改变而改变，因此在瓦斯气量足够时，发电机组可负荷运行。若气量不充分，为了保证机组的经济运行，必需要根据实际状况来制定针对性措施，一般有两种：一是停运几台发电机，二是每台发电机同步降负荷运行。 4 结语 综上所述，基于瓦斯发电技术不断应用下，渐渐降低了发电成本，提高了发电的稳定性。在全球提倡节能减排形势下，相关企业必需要不断研发与探究，完善发
9、电技术，合理利用不同浓度的瓦斯，保证瓦斯发电的平安运行。 参考文献 1龙伍见.我国煤矿低浓度瓦斯利用技术探讨现状及前景展望J.矿业平安与环保，2022（4）：74-77. 2杜新宇，王效民，李彬.浅析煤矿瓦斯发电技术和进气系统工艺流程改造J.中国煤炭，2022（11）：73-74. 3常乐.瓦斯发电技术与节能减排探讨J.电子制作，2022（11）：1101-1101. 4芦学忠.低浓度瓦斯发电技术及应用分析J.内蒙古煤炭经济，2022（2）：121-130. 5苗继军，姜明学，刘朋元，等.五虎山煤矿低浓度瓦斯发电站设计方案探讨J.煤炭工程，2022（10）：26-28. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页