瓦斯发电技术实践分析

何健先（重庆淄柴中裕新能源有限公司,重庆 400061）

瓦斯发电技术实践分析

何健先
（重庆淄柴中裕新能源有限公司,重庆 400061）

我国人口众多，给我国的资源能源造成极大的压力，为了弥补资源的不足，我国开始了新能源的开发工作。同时，随着经济的发展，我国环境污染日趋严重，为了缓解环境污染状况，必须运用新技术。瓦斯发电是一个新兴的产业。本文就瓦斯发电技术实践进行简要分析。

瓦斯发电；技术；节能减排

瓦斯与煤炭共生，其主要成分是CH4，是一种优质清洁能源，但是同时瓦斯也是一种温室气体，其温室效应是CO2的21倍。国际清洁能源组织向世界发出号召，要求各国减少大气中的瓦斯排放量。瓦斯发电技术可以实现瓦斯的有效利用，不仅实现了对新能源的利用，同时也可以减少瓦斯排放带来的环境问题。

1 我国瓦斯发电技术的发展现状

1.1 燃气机轮发电阶段

早在20世纪80年代，美国、英国和澳大利亚等国家已经注意到瓦斯的价值，并将其利用到发电中，此时一般采用燃气轮机发电。最初的瓦斯发电一般都要对瓦斯进行压力提升，这时的瓦斯处于高温加压的情况下，因此瓦斯的爆炸上限将会提高，也就是说此时低浓度瓦斯更容易着火爆炸，因此当采用燃气轮机发电时，对瓦斯的浓度要求比较高，一般浓度在40%以上的瓦斯才能用来发电。另外，瓦斯浓度降低时，压缩设备的压缩量会相应的增大，从而增加压缩设备的功耗，使经济效率降低。

我国的瓦斯发电起步较晚。辽宁抚顺矿务局的老虎台电站是我国第一座煤层气发电示范项目，这时仍然采用的是燃气机轮发电。为了保障发电安全 ，其瓦斯浓度略高于40%。采用燃气轮机发电的还有晋城矿物局的寺河煤矿，其瓦斯浓度更高，一般为55%~60%。由于燃气轮机发电对瓦斯的要求太高，因此，瓦斯发电技术发展比较缓慢。

1.2 内燃机瓦斯发电阶段

内燃机瓦斯发电机的出现，极大地改变了瓦斯发电发展缓慢的局面。内燃机瓦斯发电使甲烷浓度高于30%的瓦斯可以得到充分的利用。就目前而言，中国市场已经涌入了一些国外品牌的内燃机瓦斯发电机组企业，其中在我国运营较成功的品牌企业有美国的卡特比勒 、奥地利的颜巴赫和德国的道依茨。我国国内也有不少企业已经成功的研发了内燃机瓦斯发电机组，并且在一些煤矿得到广泛运用。我国国内第一个内燃机瓦斯发电项目于山西的晋城五里庙煤矿建成，其采用的内燃机瓦斯发电机组是山东胜动集团研发的，其机组可以实现对瓦斯浓度为30%以上的瓦斯的利用。除此之外，江苏启东宝驹、淄博柴油机厂以及济南柴油机厂都是现行使用内燃机瓦斯发电机组的国内企业。

2 内燃机瓦斯发电的相关技术

2.1 对瓦斯的品质进行处理

目前用于发电的瓦斯都是煤矿为了安全生产而从井下抽放的瓦斯气，这些瓦斯对瓦斯发电机的运行情况起着决定性的作用，因此瓦斯气在进入内燃机之前，一定要对其品质进行处理。

（1）对瓦斯气进行脱水除湿处理：当瓦斯气从井下抽放出来时，往往含有大量的水蒸气，这些水蒸气的存在会影响发电的安全，因此必须要对这些瓦斯气进行脱水除湿处理，降低其中的水蒸气含量，一般脱水时多采用冷凝排水的方法。

（2）去除瓦斯气中的杂质：抽放出来的瓦斯气往往掺杂着许多粉尘和其他的有害气体等杂质，这时可以用过滤器去除瓦斯气中的粉尘等，同时在去除有害气体时，要根据气体的物理性质采用冷凝气体的方法将有害气体析出。

（3）对瓦斯气的气压进行调节：矿井抽放瓦斯气时，由于井下各种条件的影响，瓦斯气的压力和浓度极不稳定，有时会出现比较大的变化。此时要把瓦斯气送入储气柜，这样可以对瓦斯气起到稳压缓冲的作用。当瓦斯气进入内燃机时，瓦斯气的压力必须符合内燃机发电组的要求，此时可以用变频罗茨风机对气体的压力进行调节。

（4）控制瓦斯气的温度：内燃机发电组对瓦斯气的进气温度有严格的要求，当瓦斯气进入发电机时，要严格把握瓦斯气的温度，因此，要根据季节的变化和外界的温度条件对瓦斯气的温度进行调节。一般情况下，瓦斯气的温度要高于进气温度，此时要安装降温装置。

2.2 对瓦斯气的气量和浓度进行严格控制

在正常情况下，如果降低瓦斯的浓度或者是减少瓦斯气流量，会使发电机组的转速降低，从而降低发电机发出电能的频率。当瓦斯气的浓度或者是气量降到一定程度的时候，内燃机可能会因为失速而停机。在瓦斯气进入到发电机之前，要对瓦斯气的质量和浓度进行严格额控制。为了保障生产的稳定性，提高生产的安全性，要求进气瓦斯的浓度不低于30%，只有对瓦斯气的浓度进行严格控制，瓦斯气才能够进入到发电机内部。瓦斯气发电机对瓦斯气的燃气量有严格的要求，只有对瓦斯气的流量进行有效地控制才能保障内燃机的稳定运行。

3 瓦斯发电与节能减排

一方面，瓦斯是一种优质清洁能源，我国现在正面连巨大的资源能源压力，开发使用新能源成为大众关注的焦点。另一方面，瓦斯与煤矿共生，当矿井中的瓦斯达到一定浓度时，会出现瓦斯爆炸的情况。利用瓦斯进行发电，可以实现对瓦斯的充分利用，不仅可以减轻我国能源资源短缺的压力，同时还可以解决困扰煤矿安全的瓦斯爆炸问题。除此之外，瓦斯发电建设投资相对较小，发电的功率也可以根据瓦斯储量进行有效地控制。因此可以在较短的时间内解决我国能源紧缺的问题。瓦斯同时还是一种温室气体，通过瓦斯发电的实施，可以有效减少瓦斯气的排放量，缓解我国环境问题。

4 结束语

我国的瓦斯发电项目虽然已经取得很大的成效，但是我国的瓦斯发电技术仍然处于起步阶段，对瓦斯利用无论从广度上还是深度上都存在许多问题，随着国家相继出台相关政策和科学技术的不断发展，这些问题都可以得到有效的解决。瓦斯发电可以实现节能减排的目的，由此带来巨大的环保效益，所以需要将瓦斯综合利用工作做的更好，提高浓度低于30%的瓦斯发电技术的成熟度，真正实现瓦斯的“零”排放。

[1]丁佐进,张炜玮,孙寰勇.瓦斯发电技术的应用[J].上海电力学院学报,2012.

[2]高阳.瓦斯发电技术与节能减排[J].节能与环保,2008.

[3]高炯.煤矿瓦斯发电技术[J].中国煤层气,2006.