新时期煤矿瓦斯发电技术与发展研究
孙健
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

孙健,. 新时期煤矿瓦斯发电技术与发展研究[J]. 电力研究,2023.7. DOI:10.12721/ccn.2023.157062.
摘要:
伴随着我国综合水平的不断进步,社会发展需要较多的能源,煤矿瓦斯是清洁能源之一,并且在我国境内储量比较大,它的经济利润也较为可观。瓦斯是煤矿的伴生能源,其成分是甲烷,煤矿瓦斯发电技能不仅能够充分利用煤矿伴生能源。也能为社会带来能过的清洁能源,对国内的发展有着至为关键的作用。文章以煤矿瓦斯发电发展现象进行探究,解析了各种浓度瓦斯发电技术的特征与瓦斯发电的主要技术,探究了煤矿瓦斯发电技术的发展进步。
关键词: 能源发展煤矿瓦斯瓦斯发电技术发展
DOI:10.12721/ccn.2023.157062
基金资助:

煤炭开采的进程中,瓦斯是以伴生气的方式存于煤层当中。瓦斯浓度在其爆炸极限领域中倘若遭遇明火会有爆炸事故的发生,更甚者能够危害煤矿的安全生产。瓦斯中甲烷气体的温室效应是二氧化碳的21倍,当瓦斯存在于大气中,能够威胁地球大气中的臭氧层。抽排瓦斯的持续排空,首先,会对洁净能源进行多方的浪费;其次,由于我国政府对与环保强制的相关规定,瓦斯的自主排空会有着更为严厉的监督。当前,国内煤矿中伴生的瓦斯浓度高低不一致,在其处理的方式有着不同特点,利用瓦斯发电并运用电力抽取瓦斯进行循环,发展前景较为乐观。

一、煤矿瓦斯发电的发展现状

矿瓦斯发电不单单能够高效的处理煤矿瓦斯安全事故,增强煤炭企业在其生产中的安全性,与此同时能够全面改进以及优化国内当前的能源组织,进一步提升瓦斯能源开采运用进而填补当前能源供应的现状。与此同时,利用瓦斯发电技能也可缩减二氧化碳和废弃物的排放,进而完成优良的生态环保效益。

近几年,煤矿瓦斯发电的种类日趋多样,比如将瓦斯运用到燃气锅炉汽轮机发电、燃气内燃机发电、燃气轮机发电等方面。可是对于现实生产状况使用的瓦斯量以及瓦斯浓度来说,对于燃气锅炉汽轮机发电以及燃气轮机发电方面的需求并没有太高,要想达到效率较高的发电应该借助一些其他的工艺设备先实施增压再进行发电,因此无法更好的符合上面两种发电方式的发电需求。因此,国内政府机构大力宣传煤矿瓦斯发电项目以及技术的运用,推进煤矿瓦斯发电行业的整体进步,愈来愈多的煤矿企业相应创建煤矿瓦斯分布式能源项目,在电力市场化脚步的不断进步中,煤矿瓦斯发电技能也相应迈入持续进步的通道。

二、不同浓度瓦斯发电技术特点

(一)高浓度瓦斯发电技术特点

通常情况下,浓度超过30%就是高浓度瓦斯,此种瓦斯因为存储比较方便,所以一般适用于长途运输,可以把煤炭瓦斯利用管道将其运往别的一些地区,再结合较大的瓦斯发电厂进行发电,比如在中国山西现在就已经拥有了120MW的大型瓦斯发电厂。并且还能够在靠近瓦斯抽气点的地方创建一些较小的发电站。高浓度瓦斯发电技术以及在很大范围内应用于内燃机的制造,但是内燃机在白斯方面可以使用的浓度空间相对来说更大,同时在后续的保养等层面也具备了显著的优点。

当前在瓦斯发电利用次数较多的当属内燃机技术,内燃机发电热效率在40%,并且会有大约35%的热能会经过尾气散发出去,假如对于热流散发现象不管不顾,那么就会对周围造成环境污染,并且还白白耗费了瓦斯资源。因此,高浓度瓦斯在进行发电时,应该根据实际情况尽可能的不要浪费剩余热能,把大于500℃内燃机尾气运送到存有余热的锅炉中,可以利用高温蒸汽实施发电,再将90℃的余热尾气运送到供暖系统中,给周围住户带去暖气服务,可以高效运用高浓度瓦斯发电过程中所剩余的热能。

(二)低浓度瓦斯发电技术特点

在中国境内煤矿所产生的瓦斯,通常都是低于30%浓度的低浓度瓦斯。此外,中国之前的煤矿安全有关的法律明确表示,禁止使用浓度在30%以下的瓦斯,因此中国境内大部分的低浓度瓦斯并未得到合理的使用。随着中国科技的进步,关于低浓度瓦斯发电的科技也在持续更新,现如今它的发展日趋成熟,现在中国已经建成了很多运用了此技术的发电站,并且中国有关标准的改革也扩展了低浓度瓦斯的使用范围。

相比之下,在运用低浓度瓦斯发电技术进行发电时,在进入发电组之前的瓦斯不可以设置储气罐,一定要经过安全运输系统,才可以实现对于瓦斯的提前处置,将杂质都过滤掉以后再进入发电组。关于低浓度瓦斯的运输涉及了细水雾、水蒸气以及惰化激活安全等方面的运输技术,以上不同的运输技术所使用的科技原理也都各有所异,可是它们共同的目标都是为了防止在运输过程中会出现因为明火而发生爆炸的现象产生,进而实现防范危险的目标。

三、新时期煤矿瓦斯发电技术分析

(一)燃机发电具有适应性

煤矿瓦斯运用在内燃机发电技术对于瓦斯不同浓度含有较强的适应性能,不单单能够高效的运用并结合高浓度瓦斯进行发电,也能够燃用低浓度瓦斯进行发电。有关详细的发电原理表现在以下方面,瓦斯进入到内燃机闭环控制体系中,和冲人的空气进行全面的融合,在运用自动控制装置从而取得实际工艺参数,例如进口处瓦斯的温度、压力;燃气阀后的温度、压力以及出口处的温度等参数信息,不但能够可以更为精确的掌握燃烧室容积以及压缩比值,而且能够灵敏的调控内燃机组的有关运行状态,使得内燃气发电系统运行更为平稳,进而完成了瓦斯的高效充分燃烧技术,输出电能并发电做功。运用信息化的预燃技能以及点火技能进行增强点火能量的运用率,进而有效的缩减了人工操作的可能性并且能够增强发电机组的运行效能。例如选用较为精细化的空燃会比优化调控技能来增强稀薄气体的有效调控,从而保证发电机组的平稳运行,实现回火不传播。

(二)瓦斯输送技术取得进步

关于燃气内燃气发电工艺体系,最重要的技术困难方面在于怎样实现对燃气的压力以及浓度的高效控制,以便于实现发电机组安全、稳固并且有效的运行目标。当前,由于科学技术的进步使得信息化技术喷薄而出,同时也让燃气内燃机发电工艺技术困难的克服看到了光明的前景,在很大层面上提高了内燃机发电系统工作的效率性以及安全性。例如运用集装箱式的处理工艺来完成高浓度瓦斯的自动化预处理。进行对瓦斯气体的过滤、脱水、冷却、加压等环节的处理进而来实现发电设施的燃气需要。

有关低浓度的瓦斯预处理以及输送技能是把瓦斯气体按照顺序实行过滤处理、雾化处理、冷却处理、脱水处理以满足发电需求。因为低浓度瓦斯预处理以及输送环节对技术的需要较为规范,所以在较多的运用自动控制体系来检测各工艺环节的参数和有关信号中,从而完成自动分析化的调控,进而可以高效的缩减生产所需的能耗,为企业缩减其运营成本,企业在其发展中也取得了整体的进步。

四、煤矿瓦斯发电技术发展前景

(一)能源利用率获得提升

当前,国内燃气机轮技术进行发电所运用的燃料都是高热值的可燃气体,但由于浓度较低的瓦斯是无法全面运用,因此国内燃气轮机将会发展该方面的可能性,在持续改善机械结构等,让燃气轮机可以适应浓度领域更为全面的瓦斯,以此才可以高效的运用煤矿瓦斯能源。以目前低浓度瓦斯运用现象来讲,依旧存有较多的问题,例如将不同浓度的煤矿瓦斯实行混合,进而增强瓦斯的浓度,此类问题波及的技术问题较多,应需实行更进一步的探究,增强混合瓦斯的安全性、高效性,从而可以运用在内燃机发电机组中。以国内电网并网来讲,国内小容量电站以及电网之间的连接依旧有着较为宽广的发展前景,应需电网部门及时处理有关技术问题,改进小电站入网的技术问题,推进煤矿瓦斯发电能够在自身利用之余,将多余电量输送到其它地方,增强能源利用效率。

结语

能源短缺现象是困扰我国进步的因素之一,从长远角度来说,煤矿瓦斯发电行业依旧有其优异的发展空间,基于当今时代的不断发展与变化中,煤炭企业应抓住机遇,勇于创新并探究发电工艺技能,以更好地迎接未来市场的诸多挑战,完成健康高效的进步。

参考文献

[1] 高英献.煤矿瓦斯发电的应用及产业发展.管理观察,2010(18).

[2]金鹏,李涛.瓦斯利用现状分析与建议[J].冶金与材料,202141(01): 191-192.

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。