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瓦斯发电技术的改进分析

发表时间:2021-05-12 19:05

 瓦斯是一种能够带来温室效应的气体,很多倡导绿色发展的企业或者组织都要求全世界减少对瓦斯的排放量,目前由于抽取煤矿的空气质量不好,为了保证抽取效果,就要完善煤矿的生产条件,保证安全生产环境,保证空气的洁净。在目前,瓦斯发电已经有很广泛的运用,在瓦斯发电中,如何减少温室效应的排放,如何把发电后的余热利用得更好,是人们应该解决的问题。
  1 瓦斯发电
  煤矿瓦斯分两种,高浓度瓦斯,瓦斯浓度大于30%。故而低浓度就是低于30% 的瓦斯,根据国家的相关规定,当抽取的瓦斯浓度大于30%的时候,不能直接燃烧,只能用作内燃机发电或者其他的用途。而低浓度瓦斯,一方面适合我们国家煤矿普遍、量小的特点,而且在瓦斯的输送过程中,也必须有相关的规定,制定安全技术措施,这个给我们国家的低浓度瓦斯发电带来了生机。目前我们国家60%以上的煤矿都是低浓度瓦斯,这为我们国家的瓦斯发电带来了能源保障。瓦斯发电的基本要求是按照国家相关要求安装的瓦斯利用系统,在能够正常运行的情况下使用,瓦斯的浓度必须符合利用要求,达到这两个条件就可以建设瓦斯电站,用以实现我们国家煤矿的良性循环。
  1.1 内燃机瓦斯
  在煤矿底下结合地面输送瓦斯的开采方式,煤层中瓦斯的浓度可达50%以上,由于此时的开采是煤矿在开采时的一种附属气体,稳定性能低在这个过程中,如果在把瓦斯抽取到地面的途中,如果瓦斯的气体浓度低,接近瓦斯的爆炸范围值时,则容易爆炸,因此在开采的时候,必须确定好瓦斯的浓度。根据调查显示,可直接给居民使用的瓦斯浓度大于40%,但是小于40%的瓦斯可燃,由于这个特性,利用率很低,但是却有良好的发电效果,在目前我们国家,小于40%的瓦斯基本上都用来发电,一般选用内燃机机组,顺应节能减排的趋势。[2]
  1.2 燃气轮机瓦斯
  在煤矿开采的时候,直接从地面钻孔中抽出来的瓦斯浓度高,则可以直接运输或者做远距离的运输,除此之外还运用于民用燃料和化工原料,这种瓦斯危险系数低,发电技术容易控制,稳定性高,但是由于开采的特殊性,结合我们国家的煤矿特点来看,民用无法长期供应,由于瓦斯浓度较高,可用于燃气机轮机发电。
  1.3 乏风瓦斯
  在煤矿的开采过程中,一方面是为了保证开采工作人员的安全,能够呼吸新鲜的空气,另一方面是为了让开采顺利进行,会向开采煤矿的井下传送清洁空气,此时从矿井的通风口处出来的排放气体中有微量瓦斯的存在,如果排放到空气中就是污染气体,造成空气污染,因此出现的乏风瓦斯发电,将瓦斯浓度小于0.2%的气体收集进氧化器中,在收集以后进行燃烧,燃烧的过程中销毁瓦斯,燃烧产生余热,可以利用余热来产生热水,然后带动汽轮机发电,实现乏风发电。
  2 现状
  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。[3]
  3 改进措施
  3.1 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。
  3.2 可控因素
  在瓦斯即将进入发电机组之前对浓度和气量进行有效的控制。瓦斯气发热量和发电机组的安全运行有直接的关系。在抽取中,瓦斯的浓度会发生变化,在正常发电运行中,当瓦斯的浓度降低或者气流量减少时,会 降低发电机组的频率,同时也影响发出电能的频率质量,这种情况可引发内燃机失调,造成停机,会造成更严重的情况。
  3.3 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。
  4 结语
  综上所述,由于瓦斯发电已经被普遍运用在生产中,瓦斯发电技术已经被不断改进运用,这个过程中不断降低了发电成本,提高了发电的稳定性。

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