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摘要：现当今，我国经济发展十分迅速，社会生产力的不断发展，能源紧张的趋势越来越严重，相关研究部门及人员都在探寻新型能源生产方法，进而缓解越来越严重的能源危机。瓦斯发电技术是近年来一项新兴起的技术，通过瓦斯发电技术的应用，能够进一步提升资源的利用效率，实现资源的循环利用，充分贯彻落实可持续发展理念，对环境保护和节能减排工作做出了巨大的贡献。本文结合实际情况，运用相关理论知识，对瓦斯发电技术与节能减排之间的关联进行系统化的分析，旨在于通过此次研究，推动瓦斯发电技术的不断进步，最终使瓦斯实现零排放和零污染。
关键词：瓦斯发电技术;节能减排
引言
在新时期环境下，环境问题受到了人们的广泛关注，各行各业也都提倡节能减排和环保生产，其中发电行业作为能源消耗的主要行业类型，为了更好达到节能减排的效果，瓦斯发电技术逐渐得到了运用。通过不断地研究，瓦斯发电技术得到了很大的突破，有效地推动了新能源发电的发展。
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,一般浓度在们%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,其瓦斯浓度略高于们%。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%一60%。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,中国市场已经涌人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低浓度瓦斯发电技术分析
2.1目前实用的低浓度瓦斯发电技术主要采用以下三种
（1）往复式发动机。往复式发动机又称内燃式发动机，其热效率高，国产机组发动机效率为30％~38％，燃料气的入口压力低，通常为3kPa~10kPa之间。低浓度燃气内燃式发动机可利用的瓦斯浓度为9%~30％，目前国内较成熟的低浓度燃气内燃式发动机有500kW、600kW、700kW、1200kW四种。（2）低浓度瓦斯掺入风排瓦斯发电。风排瓦斯发电是利用乏风氧化装置将风排瓦斯进行氧化反应产生热能，制取过热高压热水驱动热水轮机发电。（3）联合循环系统。联合循环是煤层气能源动力转换效率最高的一种方式，可获得大约45%以上的热效率。但联合循环系统适用于大型发电项目，厂区设备较多、占地较大，除受到瓦斯浓度的限制外，还受到汽轮发电机组最小发电机型的限制。
2.2低浓度瓦斯发电技术方案
（1）根据煤矿瓦斯气体储量、可抽采量、产能及瓦斯抽放系统（高、低压）抽放气量、浓度，总体统一规划、以气定电、适度规模、分期实施、效益优先和方案最优的原则。（2）尽量控制工程造价，工艺流程合理，管线短捷，建筑物紧凑，减少占地，缩短工期，提高综合经济效益。（3）根据条件和优化结构要求，从改善环境质量、节约能源，优化电站方案。（4）电站选择成熟的技术和设备，使瓦斯发电工程运行效果稳定可靠。（5）电站接入系统应考虑与周围电网的良好衔接。
3瓦斯发电技术的节能减排
3.1瓦斯预处理
在瓦斯发电技术使用中，瓦斯的预处理是重要的环节。瓦斯内往往含有很多水分、粉尘、硅氧烷和硫化物等复杂性的气体，通过瓦斯预处理就能够对其实施有效地净化。完成处理后，将其输送到内燃发电机内实施发电。在瓦斯预处理中，先要把瓦斯放在除湿性过滤器内实施脱水处理，将气体内水分降低；再借助过滤功能将气体内一些粉尘进行处理，接着将瓦斯放在罗茨的风机内，对气体实施加压处理；再使用冷却器冷冻的功能将气体内有害气体实施冷凝，达到脱硫的目的；最后使用精密性过滤器，将气体实施较为精密性的过滤处理，后输送至内燃发电机内实施发电。在瓦斯预处理中，其系统内一般具备自动化稳压功能，能够对内燃发电机内供气压力进行稳定。在此系统内还具备气体温度调节装置和风机超压保护性装置，从而保证气体温度和压力满足内燃机的实际要求。
3.2控制进入发电机前瓦斯气体的浓度和气量
在瓦斯发电时，如果瓦斯浓度或者气流量出现减少时，发电机组的转速和发出的电能频率就会降低，甚至可能会导致内燃机出现失速和停机现象。如果瓦斯浓度或者气流量出现持续性增大，会增加发电机组的转速，实现发出电能频率提升。但如果瓦斯气量以及浓度增大，还会导致其燃烧效率下降，进而导致能源浪费。因此这就需要做好对瓦斯浓度以及流量的合理控制，通过对瓦斯参数的测定，来进行DCS的控制平台和线性控制的策略制定，从而对瓦斯的气量以及浓度实施调节，达到节能减排的效果。
3.3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。在瓦斯气进人到发电机之前,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,瓦斯气才能够进人到发电机内部。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。
结语
我国的瓦斯发电技术还处于初级阶段，无论是利用的广度还是深度都存在许多需要解决的问题。向节能减排要效益利国利民，由此带动的巨大环保、经济、社会效益潜力也已初步显现。但是，依然需要在瓦斯综合利用的深度（提高热效率）和广度（适应CH4浓度范围）方面，做更多、更细的工作，走向更高的层次，并最终实现瓦斯“零”排放的目标。
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