四川华蓥山广能集团四方电力有限公司
摘要：近年来随着经济的发展和设计的进步，人们在开发新能源的方向做出了很多努力，瓦斯是一种新能源，瓦斯发电技术是将煤矿中的瓦斯转化为电能，随着国家对煤炭资源的开发力度又逐渐回升，瓦斯的综合利用得到了发展，目前在全国范围内已经有很多家企业成功使用低浓度发电技术，取得了良好的经济效益。但是由于我们国家的经济发展并不平衡，瓦斯的运用出现的一些问题，值得引起关注。
关键词：瓦斯发电技术；改进分析
引言
我国具有相当大的煤矿瓦斯储量，据相关统计报告显示，我国的煤矿瓦斯总储存量可以达到36万亿m3，每年从煤矿瓦斯当中提取出的CH4总量可以达到150亿m3。但是从目前的发展趋势来看，我国对煤矿瓦斯当中CH4的利用效率非常低，利用率往往不到十分之一，大量的CH4气体排放到大气当中，对我国的生态环境造成了非常大的污染。CH4是一种对大气危害非常大的气体，但是其在发电工作当中却有着巨大的作用，平均每35亿CH4可以生产出130亿kWh的电量，这样一来就实现了经济效益和社会效益的统一。
1瓦斯发电技术的现状
由于我国的路上煤层气资源储量丰富，因而进一步提升煤层气的开发和利用率是我国能源战略的一个重要内容。传统的瓦斯发电主要利用燃气轮机发电，通过利用瓦斯来提升压力，利用高温，在增加压强的作用下降低爆炸的风险，一般浓度过于低的瓦斯容易爆炸，所以在燃气轮机发电中，需要高浓度的瓦斯。使用这种发电，因为燃气轮机耗费大量的能耗，随着内燃机瓦斯发电的出现，低于30%的瓦斯也得到广泛的运用，在运用中，由于不断的推广和使用，内燃机已经在目前的市场上得到了广泛的运用，在当前的形势下，虽然对其不断进行改进和完善，导致自动化水平越来越高，瓦斯发电的手法日益成熟，为了保证在使用瓦斯发电的时候实现资源的有效利用，同时也要在保护环境的情况下进行改进，因此一定要培育好专业的人才，同时也要将资源进行整合，在不断创新发展的基础上，把瓦斯资源更加高效的加以利用，解决瓦斯的污染等问题。
2瓦斯发电技术的改进分析
2.1气体分析
目前使用的瓦斯气体很大程度上都是直接从矿井下抽取的气体，这一类瓦斯气品质的优良直接影响着瓦斯发电的安全，与瓦斯发电机组的安全运行状况有很大的关系。因此在直接利用瓦斯的时候，应该对瓦斯进行一定的处理，主要是为了满足瓦斯发电机组对气体的要求，在利用之前，要进行处理，主要有以下几种方法。①减少水分含量，可以利用冷凝排水系统，对瓦斯进行脱水处理，降低其水分含量。②除去气体中的杂质，瓦斯是直接从煤矿中抽取的，因此含有很多的煤渣等大量有害气体。
2.2瓦斯品质的提升
如今，大部分瓦斯发电所采用的气体基本上是煤矿开采过程中为了确保井下作业的安全而需要从井下抽放的瓦斯，此类瓦斯的品质高低将会直接决定瓦斯发电机组运行效率的高低。因此，在进行瓦斯发电的过程中，需要在瓦斯进入内燃机之前采取有效措施对其进行处理，有效提升瓦斯的品质，更好地满足发电机的运行要求，从而有效提高发电效率。通常情况下，瓦斯品质的提升包括以下几种方式：①去除瓦斯中的杂质。在瓦斯抽放过程中，会有少量粉尘及有害气体掺杂其中，此时需要借助过滤器来对其中的粉尘进行滤除，随后根据气体的物理性质来对其中的有害气体进行冷凝气体析出处理；②降低瓦斯中的含水量。通常情况下，瓦斯从井下抽放出来的时候会含有一定量的水蒸气，此时需要按照要求对瓦斯进行脱水除湿处理，从而使瓦斯中的水分含量降低，满足瓦斯发电技术要求。目前，主要借助冷凝排水技术来降低瓦斯中的水分；③调节瓦斯的压力。该过程主要包括两个阶段，第一个阶段是矿井抽放瓦斯阶段。
该阶段由于受到多方面因素的影响和限制，从矿井抽出的瓦斯气体浓度和压力处于不断变化之中，甚至会出现较大范围的波动，此时需要将瓦斯运输至储气柜中，以达到稳压缓冲的效果，随后才允许将瓦斯运输至发电机组进行发电；第二个阶段是瓦斯进入发电机组阶段。实际上，内燃机发电机组要求瓦斯需要具备特定的压力条件，此时可以根据压力的具体要求来借助变频罗茨风机对其气体压力进行调节；④控制进入发电机前瓦斯的温度。在进行内燃机瓦斯发电的过程中，对瓦斯的进气温度提出了明确的要求，因为外界温度的变化会对管道内瓦斯气的温度产生一定的影响，此时就需要根据外界及季节气温的变化来有效调节和控制瓦斯的温度。
2.3运行措施
由于瓦斯发电需要发电机组的运行，在这个过程中，要控制好发电机组的运行。针对内燃机发电机组的容量而言，容量小，所以需要同时运行多台发电机，由于瓦斯气量不稳定，会根据瓦斯浓度的变化而变化，在瓦斯气量充足的时候，就需要发电机组负荷运行，如果气量不充足，就会造成低负荷甚至逆功率运行，因此在这种情况下，一定要按照实际状况来制定对策，在运行的时候根据发电机组的情况和瓦斯气量变化，或者同步减小运行频率，采取及时调整负荷，确保超速，逆功率等各项保护完好有效的措施，以此实现瓦斯气体安全高效利用。
2.4空燃比智能控制技术
瓦斯发电由于瓦斯气气源具有压力和浓度的不断波动特点，对控制系统提出了严苛的要求，要求控制系统必须能够根据气源的波动情况动态调整发动机空燃比；有自主知识产权的空燃比智能控制技术。ECU通过宽氧信号、发动机转速和负荷信号，智能配比需要的瓦斯气和空气，实现发动机的空燃比闭环控制；空燃比的控制部件采用Bosch公司生产的电子节气门，成本低，性能可靠。为了更好的控制发动机空燃比闭环控制，要把计算机技术应用于其中。设计出大口径瓦斯进气通道，以供低浓度瓦斯传输，由电动蝶门承担起控制瓦斯和空气的重任。在CH4的浓度出现变化的情况下，发动机则进入工作状态，对燃烧状态予以实时监控。相关指令由中央控制单元发出，由执行器完成对燃气通道予的调整，使燃气进气量发生变化，实现对混合比的自动调节，避免发动机空燃比发生大的波动，使之处于理想状态，能够自动实现整个过程。如果在机组理论中无空燃比自动调节技术，则无法在瓦斯发电中得以应用，该理论被实践证明，直到今天无空燃比自动调节技术的机组无成功使用的案例。
2.5内燃机发电机组运行策略
通常情况下，内燃机发电机组具有比较小的单机机组容量，目前在瓦斯发电领域中经常使用的单机机组容量有3种，分别是500kW、2000kW、4000kW。对于大型瓦斯电站，通常要将多台机组联合起来运行，然而随季节温度的变化，井下瓦斯抽放气量也会随之发生变化，如果气量充足，能够保证全部发电机组满负荷投入运行；反之，如果气量不足，是选择降低每台发电机的负荷，还是选择停运其中的几台发电机，则需要根据实际情况来制订有针对性的运行策略，以期寻求最经济的运行模式。
结语
近年来，煤矿瓦斯发电的方式越来越多样化，瓦斯发电技术在中国处于起步阶段，但是由于瓦斯浓度和气量很容易受到外界因素的影响而发生变化，从而对瓦斯发电效率产生影响。从长期来看，煤矿瓦斯发电行业依然具有良好的发展前景，在新形势下，煤炭企业应抓住机遇，积极创新和探索发电工艺技术，以更好地迎接未来市场的诸多挑战，实现健康高效的发展。
参考文献
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