瓦斯發(fā)電技術(shù)的改進(jìn)分析

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和設(shè)計(jì)的進(jìn)步，人們?cè)陂_發(fā)新能源的方向做出了很多努力，瓦斯是一種新能源，瓦斯發(fā)電技術(shù)是將煤礦中的瓦斯轉(zhuǎn)化為電能，隨著國(guó)家對(duì)煤炭資源的開發(fā)力度又逐漸回升，瓦斯的綜合利用得到了發(fā)展，目前在全國(guó)范圍內(nèi)已經(jīng)有很多家企業(yè)成功使用低濃度發(fā)電技術(shù)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。但是由于我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展并不平衡，瓦斯的運(yùn)用出現(xiàn)的一些問題，值得引起關(guān)注。

關(guān)鍵詞：瓦斯發(fā)電技術(shù);低能環(huán)保;改進(jìn)

瓦斯是一種能夠帶來溫室效應(yīng)的氣體，很多倡導(dǎo)綠色發(fā)展的企業(yè)或者組織都要求全世界減少對(duì)瓦斯的排放量，目前由于抽取煤礦的空氣質(zhì)量不好，為了保證抽取效果，就要完善煤礦的生產(chǎn)條件，保證安全生產(chǎn)環(huán)境，保證空氣的潔凈。在目前，瓦斯發(fā)電已經(jīng)有很廣泛的運(yùn)用，在瓦斯發(fā)電中，如何減少溫室效應(yīng)的排放，如何把發(fā)電后的余熱利用得更好，是人們應(yīng)該解決的問題。

1 瓦斯發(fā)電

煤礦瓦斯分兩種，高濃度瓦斯，瓦斯?jié)舛却笥?0%。故而低濃度就是低于30% 的瓦斯，根據(jù)國(guó)家的相關(guān)規(guī)定，當(dāng)抽取的瓦斯?jié)舛却笥?0%的時(shí)候，不能直接燃燒，只能用作內(nèi)燃機(jī)發(fā)電或者其他的用途。而低濃度瓦斯，一方面適合我們國(guó)家煤礦普遍、量小的特點(diǎn)，而且在瓦斯的輸送過程中，也必須有相關(guān)的規(guī)定，制定安全技術(shù)措施，這個(gè)給我們國(guó)家的低濃度瓦斯發(fā)電帶來了生機(jī)。目前我們國(guó)家60%以上的煤礦都是低濃度瓦斯，這為我們國(guó)家的瓦斯發(fā)電帶來了能源保障。瓦斯發(fā)電的基本要求是按照國(guó)家相關(guān)要求安裝的瓦斯利用系統(tǒng)，在能夠正常運(yùn)行的情況下使用，瓦斯的濃度必須符合利用要求，達(dá)到這兩個(gè)條件就可以建設(shè)瓦斯電站，用以實(shí)現(xiàn)我們國(guó)家煤礦的良性循環(huán)。

1.1 內(nèi)燃機(jī)瓦斯

在煤礦底下結(jié)合地面輸送瓦斯的開采方式，煤層中瓦斯的濃度可達(dá)50%以上，由于此時(shí)的開采是煤礦在開采時(shí)的一種附屬氣體，穩(wěn)定性能低在這個(gè)過程中，如果在把瓦斯抽取到地面的途中，如果瓦斯的氣體濃度低，接近瓦斯的爆炸范圍值時(shí)，則容易爆炸，因此在開采的時(shí)候，必須確定好瓦斯的濃度。根據(jù)調(diào)查顯示，可直接給居民使用的瓦斯?jié)舛却笥?0%，但是小于40%的瓦斯可燃，由于這個(gè)特性，利用率很低，但是卻有良好的發(fā)電效果，在目前我們國(guó)家，小于40%的瓦斯基本上都用來發(fā)電，一般選用內(nèi)燃機(jī)機(jī)組，順應(yīng)節(jié)能減排的趨勢(shì)。[2]

1.2 燃?xì)廨啓C(jī)瓦斯

在煤礦開采的時(shí)候，直接從地面鉆孔中抽出來的瓦斯?jié)舛雀撸瑒t可以直接運(yùn)輸或者做遠(yuǎn)距離的運(yùn)輸，除此之外還運(yùn)用于民用燃料和化工原料，這種瓦斯危險(xiǎn)系數(shù)低，發(fā)電技術(shù)容易控制，穩(wěn)定性高，但是由于開采的特殊性，結(jié)合我們國(guó)家的煤礦特點(diǎn)來看，民用無法長(zhǎng)期供應(yīng)，由于瓦斯?jié)舛容^高，可用于燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)發(fā)電。

1.3 乏風(fēng)瓦斯

在煤礦的開采過程中，一方面是為了保證開采工作人員的安全，能夠呼吸新鮮的空氣，另一方面是為了讓開采順利進(jìn)行，會(huì)向開采煤礦的井下傳送清潔空氣，此時(shí)從礦井的通風(fēng)口處出來的排放氣體中有微量瓦斯的存在，如果排放到空氣中就是污染氣體，造成空氣污染，因此出現(xiàn)的乏風(fēng)瓦斯發(fā)電，將瓦斯?jié)舛刃∮?.2%的氣體收集進(jìn)氧化器中，在收集以后進(jìn)行燃燒，燃燒的過程中銷毀瓦斯，燃燒產(chǎn)生余熱，可以利用余熱來產(chǎn)生熱水，然后帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)乏風(fēng)發(fā)電。

2 現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的瓦斯發(fā)電主要利用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，通過利用瓦斯來提升壓力，利用高溫，在增加壓強(qiáng)的作用下降低爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，一般濃度過于低的瓦斯容易爆炸，所以在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電中，需要高濃度的瓦斯。使用這種發(fā)電，因?yàn)槿細(xì)廨啓C(jī)耗費(fèi)大量的能耗，隨著內(nèi)燃機(jī)瓦斯發(fā)電的出現(xiàn)，低于30%的瓦斯也得到廣泛的運(yùn)用，在運(yùn)用中，由于不斷的推廣和使用，內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)在目前的市場(chǎng)上得到了廣泛的運(yùn)用，在當(dāng)前的形勢(shì)下，雖然對(duì)其不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善，導(dǎo)致自動(dòng)化水平越來越高，瓦斯發(fā)電的手法日益成熟，為了保證在使用瓦斯發(fā)電的 時(shí)候?qū)崿F(xiàn)資源的有效利用，同時(shí)也要在保護(hù)環(huán)境的情況下進(jìn)行改進(jìn)，因此一定要培育好專業(yè)的人才，同時(shí)也要將資源進(jìn)行整合，在不斷創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)上，把瓦斯資源更加高效的加以利用，解決瓦斯的污染等問題。[3]

3 改進(jìn)措施

3.1 氣體分析

目前使用的瓦斯氣體很大程度上都是直接從礦井下抽取的氣體，這一類瓦斯氣品質(zhì)的優(yōu)良直接影響著瓦斯發(fā)電的安全，與瓦斯發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行狀況有很大的關(guān)系。因此在直接利用瓦斯的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)瓦斯進(jìn)行一定的處理，主要是為了滿足瓦斯發(fā)電機(jī)組對(duì)氣體的要求，在利用之前，要進(jìn)行處理，主要有以下幾種方法。（1）減少水分含量，可以利用冷凝排水系統(tǒng)，對(duì)瓦斯進(jìn)行脫水處理，降低其水分含量。（2）除去氣體中的雜質(zhì)，瓦斯是直接從煤礦中抽取的，因此含有很多的煤渣等大量有害氣體。

3.2 可控因素

在瓦斯即將進(jìn)入發(fā)電機(jī)組之前對(duì)濃度和氣量進(jìn)行有效的控制。瓦斯氣發(fā)熱量和發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行有直接的關(guān)系。在抽取中，瓦斯的濃度會(huì)發(fā)生變化，在正常發(fā)電運(yùn)行中，當(dāng)瓦斯的濃度降低或者氣流量減少時(shí)，會(huì) 降低發(fā)電機(jī)組的頻率，同時(shí)也影響發(fā)出電能的頻率質(zhì)量，這種情況可引發(fā)內(nèi)燃機(jī)失調(diào)，造成停機(jī)，會(huì)造成更嚴(yán)重的情況。

3.3 運(yùn)行措施

由于瓦斯發(fā)電需要發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，在這個(gè)過程中，要控制好發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行。針對(duì)內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組的容量而言，容量小，所以需要同時(shí)運(yùn)行多臺(tái)發(fā)電機(jī)，由于瓦斯氣量不穩(wěn)定，會(huì)根據(jù)瓦斯?jié)舛鹊淖兓兓谕咚箽饬砍渥愕臅r(shí)候，就需要發(fā)電機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行，如果氣量不充足，就會(huì)造成低負(fù)荷甚至逆功率運(yùn)行，因此在這種情況下，一定要按照實(shí)際狀況來制定對(duì)策，在運(yùn)行的時(shí)候根據(jù)發(fā)電機(jī)組的情況和瓦斯氣量變化，或者同步減小運(yùn)行頻率，采取及時(shí)調(diào)整負(fù)荷，確保超速，逆功率等各項(xiàng)保護(hù)完好有效的措施，以此實(shí)現(xiàn)瓦斯氣體安全高效利用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于瓦斯發(fā)電已經(jīng)被普遍運(yùn)用在生產(chǎn)中，瓦斯發(fā)電技術(shù)已經(jīng)被不斷改進(jìn)運(yùn)用，這個(gè)過程中不斷降低了發(fā)電成本，提高了發(fā)電的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王琳.低濃度瓦斯發(fā)電技術(shù)的改進(jìn)[J].煤礦機(jī)電，2008（1）：106-107.

[2]高炯.煤礦瓦斯發(fā)電技術(shù)[J].中國(guó)煤層氣，2006，3（1）：44-46.

[3]蘆學(xué)忠.低濃度瓦斯發(fā)電技術(shù)及應(yīng)用分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2013（2）：121.

作者簡(jiǎn)介：馬培耀（1974-），男，漢族，大專，研究方向：瓦斯發(fā)電技術(shù)。