瓦斯發(fā)電技術(shù)實(shí)踐分析

何健先（重慶淄柴中裕新能源有限公司,重慶 400061）

瓦斯發(fā)電技術(shù)實(shí)踐分析

何健先
（重慶淄柴中裕新能源有限公司,重慶 400061）

我國人口眾多，給我國的資源能源造成極大的壓力，為了彌補(bǔ)資源的不足，我國開始了新能源的開發(fā)工作。同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，為了緩解環(huán)境污染狀況，必須運(yùn)用新技術(shù)。瓦斯發(fā)電是一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)。本文就瓦斯發(fā)電技術(shù)實(shí)踐進(jìn)行簡要分析。

瓦斯發(fā)電；技術(shù)；節(jié)能減排

瓦斯與煤炭共生，其主要成分是CH4，是一種優(yōu)質(zhì)清潔能源，但是同時(shí)瓦斯也是一種溫室氣體，其溫室效應(yīng)是CO2的21倍。國際清潔能源組織向世界發(fā)出號(hào)召，要求各國減少大氣中的瓦斯排放量。瓦斯發(fā)電技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)瓦斯的有效利用，不僅實(shí)現(xiàn)了對新能源的利用，同時(shí)也可以減少瓦斯排放帶來的環(huán)境問題。

1 我國瓦斯發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 燃?xì)鈾C(jī)輪發(fā)電階段

早在20世紀(jì)80年代，美國、英國和澳大利亞等國家已經(jīng)注意到瓦斯的價(jià)值，并將其利用到發(fā)電中，此時(shí)一般采用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。最初的瓦斯發(fā)電一般都要對瓦斯進(jìn)行壓力提升，這時(shí)的瓦斯處于高溫加壓的情況下，因此瓦斯的爆炸上限將會(huì)提高，也就是說此時(shí)低濃度瓦斯更容易著火爆炸，因此當(dāng)采用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電時(shí)，對瓦斯的濃度要求比較高，一般濃度在40%以上的瓦斯才能用來發(fā)電。另外，瓦斯?jié)舛冉档蜁r(shí)，壓縮設(shè)備的壓縮量會(huì)相應(yīng)的增大，從而增加壓縮設(shè)備的功耗，使經(jīng)濟(jì)效率降低。

我國的瓦斯發(fā)電起步較晚。遼寧撫順礦務(wù)局的老虎臺(tái)電站是我國第一座煤層氣發(fā)電示范項(xiàng)目，這時(shí)仍然采用的是燃?xì)鈾C(jī)輪發(fā)電。為了保障發(fā)電安全 ，其瓦斯?jié)舛嚷愿哂?0%。采用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的還有晉城礦物局的寺河煤礦，其瓦斯?jié)舛雀撸话銥?5%~60%。由于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電對瓦斯的要求太高，因此，瓦斯發(fā)電技術(shù)發(fā)展比較緩慢。

1.2 內(nèi)燃機(jī)瓦斯發(fā)電階段

內(nèi)燃機(jī)瓦斯發(fā)電機(jī)的出現(xiàn)，極大地改變了瓦斯發(fā)電發(fā)展緩慢的局面。內(nèi)燃機(jī)瓦斯發(fā)電使甲烷濃度高于30%的瓦斯可以得到充分的利用。就目前而言，中國市場已經(jīng)涌入了一些國外品牌的內(nèi)燃機(jī)瓦斯發(fā)電機(jī)組企業(yè)，其中在我國運(yùn)營較成功的品牌企業(yè)有美國的卡特比勒 、奧地利的顏巴赫和德國的道依茨。我國國內(nèi)也有不少企業(yè)已經(jīng)成功的研發(fā)了內(nèi)燃機(jī)瓦斯發(fā)電機(jī)組，并且在一些煤礦得到廣泛運(yùn)用。我國國內(nèi)第一個(gè)內(nèi)燃機(jī)瓦斯發(fā)電項(xiàng)目于山西的晉城五里廟煤礦建成，其采用的內(nèi)燃機(jī)瓦斯發(fā)電機(jī)組是山東勝動(dòng)集團(tuán)研發(fā)的，其機(jī)組可以實(shí)現(xiàn)對瓦斯?jié)舛葹?0%以上的瓦斯的利用。除此之外，江蘇啟東寶駒、淄博柴油機(jī)廠以及濟(jì)南柴油機(jī)廠都是現(xiàn)行使用內(nèi)燃機(jī)瓦斯發(fā)電機(jī)組的國內(nèi)企業(yè)。

2 內(nèi)燃機(jī)瓦斯發(fā)電的相關(guān)技術(shù)

2.1 對瓦斯的品質(zhì)進(jìn)行處理

目前用于發(fā)電的瓦斯都是煤礦為了安全生產(chǎn)而從井下抽放的瓦斯氣，這些瓦斯對瓦斯發(fā)電機(jī)的運(yùn)行情況起著決定性的作用，因此瓦斯氣在進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)之前，一定要對其品質(zhì)進(jìn)行處理。

（1）對瓦斯氣進(jìn)行脫水除濕處理：當(dāng)瓦斯氣從井下抽放出來時(shí)，往往含有大量的水蒸氣，這些水蒸氣的存在會(huì)影響發(fā)電的安全，因此必須要對這些瓦斯氣進(jìn)行脫水除濕處理，降低其中的水蒸氣含量，一般脫水時(shí)多采用冷凝排水的方法。

（2）去除瓦斯氣中的雜質(zhì)：抽放出來的瓦斯氣往往摻雜著許多粉塵和其他的有害氣體等雜質(zhì)，這時(shí)可以用過濾器去除瓦斯氣中的粉塵等，同時(shí)在去除有害氣體時(shí)，要根據(jù)氣體的物理性質(zhì)采用冷凝氣體的方法將有害氣體析出。

（3）對瓦斯氣的氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)：礦井抽放瓦斯氣時(shí)，由于井下各種條件的影響，瓦斯氣的壓力和濃度極不穩(wěn)定，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)比較大的變化。此時(shí)要把瓦斯氣送入儲(chǔ)氣柜，這樣可以對瓦斯氣起到穩(wěn)壓緩沖的作用。當(dāng)瓦斯氣進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)時(shí)，瓦斯氣的壓力必須符合內(nèi)燃機(jī)發(fā)電組的要求，此時(shí)可以用變頻羅茨風(fēng)機(jī)對氣體的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（4）控制瓦斯氣的溫度：內(nèi)燃機(jī)發(fā)電組對瓦斯氣的進(jìn)氣溫度有嚴(yán)格的要求，當(dāng)瓦斯氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)時(shí)，要嚴(yán)格把握瓦斯氣的溫度，因此，要根據(jù)季節(jié)的變化和外界的溫度條件對瓦斯氣的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。一般情況下，瓦斯氣的溫度要高于進(jìn)氣溫度，此時(shí)要安裝降溫裝置。

2.2 對瓦斯氣的氣量和濃度進(jìn)行嚴(yán)格控制

在正常情況下，如果降低瓦斯的濃度或者是減少瓦斯氣流量，會(huì)使發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速降低，從而降低發(fā)電機(jī)發(fā)出電能的頻率。當(dāng)瓦斯氣的濃度或者是氣量降到一定程度的時(shí)候，內(nèi)燃機(jī)可能會(huì)因?yàn)槭俣C(jī)。在瓦斯氣進(jìn)入到發(fā)電機(jī)之前，要對瓦斯氣的質(zhì)量和濃度進(jìn)行嚴(yán)格額控制。為了保障生產(chǎn)的穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)的安全性，要求進(jìn)氣瓦斯的濃度不低于30%，只有對瓦斯氣的濃度進(jìn)行嚴(yán)格控制，瓦斯氣才能夠進(jìn)入到發(fā)電機(jī)內(nèi)部。瓦斯氣發(fā)電機(jī)對瓦斯氣的燃?xì)饬坑袊?yán)格的要求，只有對瓦斯氣的流量進(jìn)行有效地控制才能保障內(nèi)燃機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 瓦斯發(fā)電與節(jié)能減排

一方面，瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)清潔能源，我國現(xiàn)在正面連巨大的資源能源壓力，開發(fā)使用新能源成為大眾關(guān)注的焦點(diǎn)。另一方面，瓦斯與煤礦共生，當(dāng)?shù)V井中的瓦斯達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)瓦斯爆炸的情況。利用瓦斯進(jìn)行發(fā)電，可以實(shí)現(xiàn)對瓦斯的充分利用，不僅可以減輕我國能源資源短缺的壓力，同時(shí)還可以解決困擾煤礦安全的瓦斯爆炸問題。除此之外，瓦斯發(fā)電建設(shè)投資相對較小，發(fā)電的功率也可以根據(jù)瓦斯儲(chǔ)量進(jìn)行有效地控制。因此可以在較短的時(shí)間內(nèi)解決我國能源緊缺的問題。瓦斯同時(shí)還是一種溫室氣體，通過瓦斯發(fā)電的實(shí)施，可以有效減少瓦斯氣的排放量，緩解我國環(huán)境問題。

4 結(jié)束語

我國的瓦斯發(fā)電項(xiàng)目雖然已經(jīng)取得很大的成效，但是我國的瓦斯發(fā)電技術(shù)仍然處于起步階段，對瓦斯利用無論從廣度上還是深度上都存在許多問題，隨著國家相繼出臺(tái)相關(guān)政策和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這些問題都可以得到有效的解決。瓦斯發(fā)電可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，由此帶來巨大的環(huán)保效益，所以需要將瓦斯綜合利用工作做的更好，提高濃度低于30%的瓦斯發(fā)電技術(shù)的成熟度，真正實(shí)現(xiàn)瓦斯的“零”排放。

[1]丁佐進(jìn),張煒瑋,孫寰勇.瓦斯發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用[J].上海電力學(xué)院學(xué)報(bào),2012.

[2]高陽.瓦斯發(fā)電技術(shù)與節(jié)能減排[J].節(jié)能與環(huán)保,2008.

[3]高炯.煤礦瓦斯發(fā)電技術(shù)[J].中國煤層氣,2006.