我国瓦斯发电发展前景研究

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1、我国瓦斯发电发展前景研究摘要：将排空的瓦斯进行发电利用有助于加强煤矿瓦斯综合治理，减少环境污染，增加经济、社会及环境效益。目前，对于高浓度瓦斯的利用已经形成产业链，但是大量低浓度以及超低浓度的瓦斯仍然没有被很好利用。结合技术、政策、经济等因素对瓦斯发电发展前景及其利弊进行分析，并提出合理性建议。中国2/vie　　关键词：瓦斯发电；发展前景；利弊分析　　中图分类号：TD712文献标志码：A：1673-291X（2016）32-0052-02　　引言　　在煤炭的开采过程中，瓦斯常常以伴生气的形式存在于煤层中。

2、当瓦斯浓度处在其爆炸极限范围内时遇明火有爆炸的危险，严重威胁着煤矿的安全生产。瓦斯中甲烷气体的温室效应是CO2的21倍，瓦斯排放到大气中，会破坏地球大气的臭氧层。抽排瓦斯的大量排空，一方面，浪费大量洁净能源，污染大气环境；另一方面，随着国家与政府对环保的强制要求，瓦斯的自主排空将面临着更严格的监管。　　我国瓦斯资源储量丰富。煤矿在采煤的同时产生大量瓦斯，除去已被利用的部分，每年仍有约30亿立方米的瓦斯被排空浪费；煤矿在开采前需裂解煤层，将煤层中的瓦斯气体通过地面钻井抽采出去，这部分瓦斯每年约有50亿立方米

3、。综上，每年约有80亿立方米的瓦斯可被利用，约折合标煤1000万吨。能源是经济发展的动力，随着瓦斯这种新的洁净能源渐渐被人们认识并接受，它将会成为石油、天然气资源的有益补充，若能将这部分排空瓦斯进行利用，将会给我国的新能源战略带来深远的意义。　　一、发展瓦斯发电的优势分析　　（一）瓦斯发电技术相对成熟　　目前，国内煤矿抽采的瓦斯主要用于两大领域，民用及工业燃气和瓦斯发电。　　对矿区瓦斯抽采按现有标准确定，30%以上的瓦斯浓度称为高浓度瓦斯，可直接进行存储，用作燃气或者发电；9%―30%浓度的瓦斯称为低浓度

4、瓦斯，处在瓦斯爆炸极限范围内，不允许存储，可使用燃气发电机组进行发电利用；9%以下浓度的瓦斯称为超低浓度瓦斯，这类瓦斯由于浓度过低，无法燃烧，不能作为普通燃气发电机组的燃料。目前，对其利用的技术主要有两种，一是将8%左右浓度的瓦斯使用柴油引燃发电机组，并且在燃烧过程中持续混合柴油的方式进行发电，二是使用1%以下浓度的瓦斯利用蓄热氧化燃烧发电技术进行发电利用。　　综上所述，我国目前�Τ椴赏咚沟睦�用主要有以下四种方式。　　1.30%以上浓度的瓦斯可直接用作民用、工业用燃气。　　2.9%―30%浓度的瓦斯可使

5、用燃气发电机组进行发电利用。在过去几十年时间内，特别是在近10年中，容量为100―2000kW范围内的燃气发电机组在应用方面，有了很大的发展。随着产品技术的不断成熟和改良，往复式燃气发动机组已经可以利用9%―30%浓度的瓦斯进行发电。燃气发电机组作为一种低成本的发电产品，在瓦斯发电市场占据重要地位。　　3.8%左右浓度的瓦斯可使用柴油引燃发电机组进行发电利用。由于超低浓度瓦斯利用火花塞点火困难，传统燃气发电机组无法对其进行发电利用。国内企业经过长期研究试验，研制出的柴油引燃发电机组有效解决了这一问题。该发

6、电机组利用微量柴油引燃来代替火花塞点火，促使低浓度瓦斯可以在缸内快速燃烧带动活塞做功输出电能。柴油引燃发电机组的输送系统采用低浓度瓦斯细水雾混合输送系统，成功避免了机组运行过程中可能出现的瓦斯回火爆炸的危险。另外，通过此发电机组，可有效控制柴油喷射量（10―20g/kWh），达到最佳的稀薄燃烧状态，同时可将机组的排温控制在550℃以下，明显降低机组热负荷，提高了机组运行的稳定性。　　4.1%以下浓度的瓦斯（俗称乏风）可利用蓄热氧化燃烧发电技术进行发电利用。在煤矿开采过程中，为了降低矿井中的瓦斯浓度、提高煤

7、矿生产的安全性，需要利用抽排系统将煤矿瓦斯排到矿井外，这部分煤矿瓦斯称为乏风，乏风中的瓦斯含量极低（一般在1%以下），无法进行燃烧发电，而目前我国对于乏风的利用主要是引进国外先进的蓄热氧化燃烧发电技术进行发电。利用电热元件先将发电设备内的交换床预热到甲烷气体氧化反应所需温度，乏风从交换床的低温侧流入并穿过反应器，乏风温度升高，在到达交换床高温反应区时被迅速氧化，产生热能。产生的高温气体到达交换床另一侧释放热量，使这一侧交换床的温度越来越高，形成高温侧。此时，氧化反应器将自动逆转乏风流动方向，使乏风从交换床

8、的高温侧流入，吸热升温，接近反应器中央区域时，甲烷气体被氧化、产生热能，高温气体被传输到交换床的低温侧释放热能，如此循环交替运转。在循环运转的过程中产生的高温高压气体带动发电机进行发电。　　（二）瓦斯发电得到国家政策的大力支持　　加快煤矿瓦斯的抽采利用，推进煤矿安全发展、清洁发展、节约发展，是一项很有发展前景的事业。国家高度重视煤矿瓦斯抽采利用的发展，成立专门的工作机构，安排专项资金，制定了防治结合、标本兼治的重要决策和一系列