低浓度瓦斯发电技术研究现状分析_梁立志免费下载

低浓度瓦斯发电技术研究现状分析梁立志（山西汾西矿业集团新能源开发有限责任公司， 山西介休032000）摘要：低瓦斯发电技术应用推广可为矿井低瓦斯利用提供新的途径，同时降低矿井发生排放量，有利于环境保护。低浓度瓦斯具有发热量低、流量大等特点，本文对瓦斯发电技术以及瓦斯发电系统进行分析，以期能在一定程度上提升矿井低浓度瓦斯技术应用推广。关键词：低浓度瓦斯瓦斯发电发电技术中图分类号：TD712+.67文献标识码：A文章编号：1004-7050（2022）03-0047-02矿井瓦斯来源主要有地面煤层气井、井下瓦斯抽采系统以及矿井风排瓦斯，矿井排放瓦斯中约有 70%以上为低浓度瓦斯[1]。若实现低浓度瓦斯利用不仅可降低温室气体排放量而且可满足矿井部分电力需要，提升矿井综合经济效益[2-3]。本文对矿井低浓度瓦斯发电技术研究现状进行综合探讨，以期为在一定程度上促进低浓度瓦斯发电技术进步并为矿井低浓度瓦斯高效利用提供指导。1低瓦斯发电技术现状分析现阶段矿井低浓度瓦斯多通过内燃机、氧化发电以及燃气轮机组发电[4]。矿井高负压瓦斯抽采系统以及地面煤层气井抽采瓦斯浓度一般在 30%以上，可通过高浓度内燃机或者小型燃气轮机发电；低负压瓦斯抽采系统瓦斯浓度相对较低，一般在 30%以内，主要使用低浓度内燃机发电；通风系统乏风瓦斯浓度多在1%以内，瓦斯利用主要是将乏风与低浓度瓦斯混合，混合气体依次通过热逆流反应器、催化氧化反应器等通过氧化发电。1.1内燃机发电矿井瓦斯抽采压力、浓度等有一定变化，为实现瓦斯浓度始终在合理范围内，一般使用中央控制器控制空气进气量以及瓦斯进气量，确保混合后瓦斯浓度在 6%，以便使得内燃机处于理想工作状态[5-7]。内燃机发电使用的空燃比自动调节技术可将高流量、低浓度瓦斯与空气混合实现低浓度瓦斯发电。由于低浓度瓦斯处于瓦斯爆炸范围（5%~16%）内，因此采用水封阻火泄爆技术、自动阻爆技术等实现瓦斯安全输送，同时在短时间内熄灭瓦斯输送管道内的爆炸火焰。1.2燃气轮机发电燃气轮机发电关键点在于提升燃气初始温度，已有研究成果表明，燃气温度每增加 100 ℃，燃气轮机发电效率即可提升 2%以上。通过使用先进冷却技术可将燃气进口温度增加至 500 ℃~800 ℃，从而将单循环燃气机轮发电效率提升至 40%以上。燃气轮机使用低浓度瓦斯发电时，要确保相同输出功率需要大流量高浓度瓦斯，燃气轮机运行工况变化会导致压气机与透平间运行不协调，出现运行效率降低、透平温度增加，严重...