瓦斯發電技術實踐分析

何健先（重慶淄柴中裕新能源有限公司,重慶 400061）

瓦斯發電技術實踐分析

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，為了彌補資源的不足，我國開始了新能源的開發工作。同時，隨著經濟的發展，我國環境污染日趨嚴重，為了緩解環境污染狀況，必須運用新技術。瓦斯發電是一個新興的產業。本文就瓦斯發電技術實踐進行簡要分析。

瓦斯發電；技術；節能減排

瓦斯與煤炭共生，其主要成分是CH4，是一種優質清潔能源，但是同時瓦斯也是一種溫室氣體，其溫室效應是CO2的21倍。國際清潔能源組織向世界發出號召，要求各國減少大氣中的瓦斯排放量。瓦斯發電技術可以實現瓦斯的有效利用，不僅實現了對新能源的利用，同時也可以減少瓦斯排放帶來的環境問題。

1 我國瓦斯發電技術的發展現狀

1.1 燃氣機輪發電階段

早在20世紀80年代，美國、英國和澳大利亞等國家已經注意到瓦斯的價值，并將其利用到發電中，此時一般采用燃氣輪機發電。最初的瓦斯發電一般都要對瓦斯進行壓力提升，這時的瓦斯處于高溫加壓的情況下，因此瓦斯的爆炸上限將會提高，也就是說此時低濃度瓦斯更容易著火爆炸，因此當采用燃氣輪機發電時，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電。另外，瓦斯濃度降低時，壓縮設備的壓縮量會相應的增大，從而增加壓縮設備的功耗，使經濟效率降低。

我國的瓦斯發電起步較晚。遼寧撫順礦務局的老虎臺電站是我國第一座煤層氣發電示范項目，這時仍然采用的是燃氣機輪發電。為了保障發電安全 ，其瓦斯濃度略高于40%。采用燃氣輪機發電的還有晉城礦物局的寺河煤礦，其瓦斯濃度更高，一般為55%~60%。由于燃氣輪機發電對瓦斯的要求太高，因此，瓦斯發電技術發展比較緩慢。

1.2 內燃機瓦斯發電階段

內燃機瓦斯發電機的出現，極大地改變了瓦斯發電發展緩慢的局面。內燃機瓦斯發電使甲烷濃度高于30%的瓦斯可以得到充分的利用。就目前而言，中國市場已經涌入了一些國外品牌的內燃機瓦斯發電機組企業，其中在我國運營較成功的品牌企業有美國的卡特比勒 、奧地利的顏巴赫和德國的道依茨。我國國內也有不少企業已經成功的研發了內燃機瓦斯發電機組，并且在一些煤礦得到廣泛運用。我國國內第一個內燃機瓦斯發電項目于山西的晉城五里廟煤礦建成，其采用的內燃機瓦斯發電機組是山東勝動集團研發的，其機組可以實現對瓦斯濃度為30%以上的瓦斯的利用。除此之外，江蘇啟東寶駒、淄博柴油機廠以及濟南柴油機廠都是現行使用內燃機瓦斯發電機組的國內企業。

2 內燃機瓦斯發電的相關技術

2.1 對瓦斯的品質進行處理

目前用于發電的瓦斯都是煤礦為了安全生產而從井下抽放的瓦斯氣，這些瓦斯對瓦斯發電機的運行情況起著決定性的作用，因此瓦斯氣在進入內燃機之前，一定要對其品質進行處理。

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

（2）去除瓦斯氣中的雜質：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，這時可以用過濾器去除瓦斯氣中的粉塵等，同時在去除有害氣體時，要根據氣體的物理性質采用冷凝氣體的方法將有害氣體析出。

（3）對瓦斯氣的氣壓進行調節：礦井抽放瓦斯氣時，由于井下各種條件的影響，瓦斯氣的壓力和濃度極不穩定，有時會出現比較大的變化。此時要把瓦斯氣送入儲氣柜，這樣可以對瓦斯氣起到穩壓緩沖的作用。當瓦斯氣進入內燃機時，瓦斯氣的壓力必須符合內燃機發電組的要求，此時可以用變頻羅茨風機對氣體的壓力進行調節。

（4）控制瓦斯氣的溫度：內燃機發電組對瓦斯氣的進氣溫度有嚴格的要求，當瓦斯氣進入發電機時，要嚴格把握瓦斯氣的溫度，因此，要根據季節的變化和外界的溫度條件對瓦斯氣的溫度進行調節。一般情況下，瓦斯氣的溫度要高于進氣溫度，此時要安裝降溫裝置。

2.2 對瓦斯氣的氣量和濃度進行嚴格控制

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，會使發電機組的轉速降低，從而降低發電機發出電能的頻率。當瓦斯氣的濃度或者是氣量降到一定程度的時候，內燃機可能會因為失速而停機。在瓦斯氣進入到發電機之前，要對瓦斯氣的質量和濃度進行嚴格額控制。為了保障生產的穩定性，提高生產的安全性，要求進氣瓦斯的濃度不低于30%，只有對瓦斯氣的濃度進行嚴格控制，瓦斯氣才能夠進入到發電機內部。瓦斯氣發電機對瓦斯氣的燃氣量有嚴格的要求，只有對瓦斯氣的流量進行有效地控制才能保障內燃機的穩定運行。

3 瓦斯發電與節能減排

一方面，瓦斯是一種優質清潔能源，我國現在正面連巨大的資源能源壓力，開發使用新能源成為大眾關注的焦點。另一方面，瓦斯與煤礦共生，當礦井中的瓦斯達到一定濃度時，會出現瓦斯爆炸的情況。利用瓦斯進行發電，可以實現對瓦斯的充分利用，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，瓦斯發電建設投資相對較小，發電的功率也可以根據瓦斯儲量進行有效地控制。因此可以在較短的時間內解決我國能源緊缺的問題。瓦斯同時還是一種溫室氣體，通過瓦斯發電的實施，可以有效減少瓦斯氣的排放量，緩解我國環境問題。

4 結束語

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

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[2]高陽.瓦斯發電技術與節能減排[J].節能與環保,2008.

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