煤矿瓦斯发电技术综述

第 5期(总第 178期) 2008年 1O月 车 用 发 动 机 VEHICLE ENGINE No．5(Seria1 No．178) Oct．2008 编者 按 ： 煤层气作 为一种极具开发利 用前景的新型代 用燃料 ，尤其是在石油资源 日趋枯竭的后石 油时代 ，已经成为 当今世界许 多 国家应对全球能源危机和生态环境危机的重要战略选择，美、加、德、法等国在煤层气开发利用和煤层气发动机研发方面取得 了成功的经验 ，处于领先地位 我 国煤层 气资源丰 富，在发 电、民用、工业燃料 、化 工、汽车燃料等方面得到一定应用，并取得 了 可观的效益。近年来，国家已将煤层气开发列入“十一五”规划重点项 目，各部委接连出台了一系列政策和激励 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ，并高度 重视节能减排 的新型清洁燃料发动机的研发和推 广使 用。煤层 气发动机 应用领域 由固定发 电拓展到 出租 、公 交和 长途运输 等车辆应用领域 。本文作者从 节能环保的 角度 出发 ，介绍 了煤层 气发 电技 术 国内外的应用现状和 关键技术 ，针对低浓度 瓦斯 输送 中的安全 问题 、发动机稳定工作不稳 定等技术难题 ，提 出了煤层 气发 动机的 关键技 术和解决对策 ，对 引导发 电和车用发 动机行业重视煤层气双燃料和多种燃料发动机关键技术的研究和产品的开发具有重要参考价值。本刊特栽此文，以飨读者。 煤矿瓦斯发电技术综述 张 国昌 (胜利 油田胜利动力机械有限公 司，山东 东营 257032) 摘要：煤矿瓦斯是煤层伴生物，主要成分是甲烷，储量丰富，与天然气储量相当。开发利用煤矿瓦斯具有安全、 节能、环保、增效等重要意义。介绍了3种煤矿瓦斯开发方式及其产气特点，阐述了国内外瓦斯发电现状，并对燃 气轮机和燃气内燃机应用条件进行了比较，提 出了煤矿瓦斯发电需要解决的“技术安全、瓦斯浓度的适应性和压力 的变化”三大技术 问题，重点论 述了利 用燃气发动机进行 瓦斯发 电的三 大类、十项专有 的关键 技术 ，并就瓦斯发 电 市场前景进行 了展 望。 关键词 ：煤矿瓦斯；瓦斯发电；安全输送 中图分类号 ：TD712 文献标 志码 ：A 文章编号 ：1O01—2222(2OO8)O5一OOO9一O7 煤矿瓦斯是指储集在煤层中的一种非常规天然 气(其主要成分是甲烷)，是在煤矿采煤过程中自动 散发出来的一种有害气体 ，无色、无味、易燃 、易爆。 当空气 中甲烷 的体积分数达到 5 ～16 时 ，遇 明 火就会发生爆炸。瓦斯是煤矿的“安全杀手”，但同 时瓦斯也是一种洁净能源，有较高的利用价值，被称 为“第二煤炭资源”。 我国煤层气资源丰富，居世界第三 ，每年在采煤 的同时排放 130亿 m。以上 的瓦斯 ，约折 合标 煤 1 600万 t。 过去除了供暖外，煤层气没有找到合理的利用 手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯绝大部分排人 大气，花去了费用 ，浪费了资源，污染了环境。 开发利用煤矿瓦斯具有以下重要意义 ： a)中国的常规石油、天然气资源相对缺乏，20 多年来，中国经济迅速发展，对能源的需求也越来越 大，近年来 ，中国对国际能源市场的依赖程度 日渐加 大，中国要想保持经济持续快速的增长，有必要开发 新的能源 ，改变原有不合理的能源结构； b)开发利用煤矿瓦斯具有可观的经济效益，现 阶段国内外原油、天然气、煤炭等常规能源的价格不 断攀升，而开发利用煤矿瓦斯可以伴随着煤矿开采 的工程进行 ，节约工程成本； c)煤矿瓦斯是煤矿事故的罪魁祸首，国内煤矿 矿难 70 ～8O 都是由瓦斯爆炸或突出引起 ，加大 煤层瓦斯抽采可以减少矿道内的瓦斯含量，有效预 防事故发生 ； d)煤矿瓦斯的主要成分是甲烷，是主要的温室 气体 之 一，其对 大气 臭 氧造 成 的破 坏 是 CO。的 22倍，如果对煤矿瓦斯进行开发利用，还可减少碳 排放。 1 煤矿瓦斯发电技术研究 1．1 煤矿瓦斯开发现状 煤炭开采前地面钻井开采煤层气方式抽采又称 煤层气地面开发 ，是指利用垂直井或定向井技术、储 层改造技术(如压裂、洞穴完井等)、排水降压采气技 术来开采原始储层条件下 的煤层气资源的开发方 收稿日期 ：2008—08—21；修回 日期：2008—10—06 作者简介：张国昌(1962一)，男，山东省潍坊市人，高级工程师，主要从事生产与技术管理以及气体机研究。 车 用 发 动 机 2008年第 5期 式 。煤层气地面开发是 目前煤层气产业的主要开发 方式，易于形成相 当规模 的商业开发煤层气 田。地 面开发生产的煤层气体 ，主要组分是 甲烷 (90％以 上)，含有少量氮气，出气压力一般在 0．1 MPa以上， 是一种优质的天然气。沁水煤 田煤层气成分见表 1。 表 1 沁水煤 田煤层气成分 组分 CH Co2 N2 CzH 6 体积分数／％ 96．52 0．45 3．03 o．oo 煤矿抽放是指通过煤矿井下抽放、煤矿采动区 抽排、废弃矿井抽排等方法开采煤层气的一种工业 行为。煤矿井下抽放是 目前我国最普遍的一种抽放 方式；煤矿采动区抽排是充分利用煤炭开采过程形 成的采动影响带开采煤层气；废弃矿井抽排则是利 用已报废的煤矿采空区进行负压抽排煤层气 。由于 受到煤炭生产影响 ，在抽放过程中总要从采煤工作 面或巷道灌入一定量的空气，因此煤矿抽放所获得 的瓦斯，其 品质不如地 面开发 的煤层气产 品品质。 通常，煤矿抽放出的煤层气的甲烷体积分数一般在 10 ～55 ，因此称之 为低 浓度煤 层气，简称“瓦 斯”。该气体不仅甲烷的含量较低，更重要的是其成 分变化大，抽采 的瓦斯 出 口压力一般在 10 kPa左 右。甲烷体积分数大于 30 时可以储存和通过增压 泵增压进行远距离输送，称为高浓度瓦斯，而将甲烷 体积分数小于 3O％的瓦斯称为低浓度瓦斯(见表 2)。 表 2 某煤矿抽排的低 浓度 瓦斯组分 组分 CH C02 N2 C2H 6 O2 体积分数／ 20．37 3 58．51 0．3 14．99 风排瓦斯又称为煤矿乏风 ，甲烷排放量约占总 排放量的 90 9／6，甲烷体积分数一般在 0．1 ～1 。 目前 ，乏风氧化发电技术研究还处于起步阶段 。 1．2 煤矿瓦斯发电现状 在 20世纪 8O年代后期，美国、英国、澳大利亚 等国家开始利用煤矿瓦斯发电。发电设备主要为燃 气轮机，瓦斯 体积 分数 一 般在 4O 以上。例 如， 1986年 4月，在澳大利亚的阿平矿，BHP公司安装 了 1台标定功率为 14 Mw 的单循环燃气轮机发电 机组及与之相配套的气体压缩机、防回火器、气体过 流器等辅助装置，利用从矿井中收集的部分甲烷生 产电能。1995年 5月 ，该矿新建了一组 1 Mw 燃气 发动机组。 我国第 1个煤层气发电示范项 目是辽宁抚顺矿 物局的老虎台 电站，采用引进 的功率为 1 500 kW 的 KGZ--3C燃气轮机 ，瓦斯体 积分数为 4O．4 。 晋城 矿 业 集 团 的寺 河矿 区 采用 2台功 率 为 2 000 kW的燃气轮机，瓦斯体积分数为 55 ～ 65 。 国内第 1个内燃机瓦斯发电项 目是在山西五里 庙煤矿电站，采用的是胜动集团的功率为 400 kw 的瓦斯发电机组，瓦斯体积分数在 30 以上。 在国内除胜动集 团外，还有两个厂家曾在山西 等地试验过瓦斯发电，但也是针对高浓度的瓦斯 。 由于没有 自动适应 瓦斯浓度变化的技术，以及需要 对瓦斯气源进行增压等，此技术没有推广应用。在 国外，25 体积分数的煤矿瓦斯发电技术 已经出现， 所用发电机主要是在天然气或沼气为燃料的发电机 组基础上改造而来 的，工业性应用的机型较少。国 内常见瓦斯发电机组主要技术参数对比见表 3。 表 3 瓦斯发电机组主要技术参数对 比 机型 项 目 中国胜动(12V190) 德国道依茨(TGB620V16K) 美国卡特彼勒(3520C) 奥地利颜巴赫(TGC420) 标定功率／kW 500 1 36O 1 800 1 416 标定转速／r·rain 1 000 1 500 1 500 1 500 缸径／mm 19O 170 1 7O 145 行程／mtil 210 195 19O 185 燃气热耗率／MJ·(kW ·h) 10．o 9．0 9．2 8．5 点火方式 火花塞点火 火花塞点火 火花塞点火 火花塞点火 排气支管温度／℃ 500 525 464 40o 外置增压设备 不需要 需要 需要 需要 储气柜 不需要 需要 需要 需要 应用瓦斯体积分数范围 大于 6 大于 25 大于 25％ 大于 25 排放指标 欧 Ⅱ 欧 Ⅲ 欧 Ⅲ 欧 Ⅲ 2008年 10月 张国昌 ：煤矿瓦斯发电技术综述 瓦斯体积分数达到 5 ～15 时 ，遇 明火就会 发生 爆 炸。因此 ，在 2004年 以 前，体 积 分 数 为 6％～25 的煤矿瓦斯全部排空，得不到有效利用。 2004年 9月，胜动集团研究开发了煤矿瓦斯细水雾 安全输送系统和低浓度瓦斯发电机组 ，解决了低浓 度瓦斯输送的安全性问题和发动机安全问题 ，在淮 南矿业集团潘三矿建立了世界上首座低浓度煤矿瓦 斯发电站 ，装机容量为 6×500 kW。 1．3 煤矿瓦斯发电关键技术 1．3．1 煤矿瓦斯发电设备应用 比较 燃 气 轮 机 比较 适 合 于 高 浓 度 瓦 斯 ，需 要 1．0 MPa以上的瓦斯压力 ，必须配套 多级压缩机进 行瓦斯压力提升 ，在高温高压下瓦斯爆炸上限提高 ， 着火范围变宽，瓦斯浓度低时容易发生爆炸，因此如 果瓦斯体积分数低于 35 以下，就不能运行。另外 低的瓦斯浓度也造成压缩机需求的排量大，功耗加 大，投资效益变差 。 燃气 内燃机的燃烧在封闭的燃烧室 内进行 ，燃 烧时不与外部相连，因此 ，从原理上讲 ，除 了可以燃 用高浓度瓦斯外 ，在爆炸范围内的瓦斯也可以作为 发动机的燃料，但是进气管回火现象是客观存在的， 如果不能消除回火 ，那么将引起在爆炸范围内的瓦 斯发生爆炸，对煤矿安全产生威胁。 1．3．2 煤矿瓦斯发电技术难点 不同的发电设备其系统构成和技术难点是不一 样的，以燃气内燃机作为煤矿瓦斯发电设备需要解 决以下技术难点。 对于体积分数大于 30 的高浓度煤矿瓦斯 ，一 般采用建造储气柜来保存和缓冲瓦斯供给，从 而使 供给机组的瓦斯压力和浓度波动较小 ，对发动机稳 定运行非常有利 ，但发动机如果不能实现闭环控制， 当瓦斯浓度变化时会导致机组功率的大幅变化，瓦 斯突变超过发动机允许的范 围将会 出现爆震 ，造成 烧蚀活塞、拉缸、连杆断裂等恶性事故。有的用户不 具备建储气柜条件 ，就会给机组运行带来新的问题， 一 是到机组的瓦斯浓度突变速度快 ，需要机组快速 调节；二是机组快速调节又将引起瓦斯压力升高 ，破 坏其调节作用，因此需要对机组供气压力进行调节， 压力高时通过排空管进行排空或通过变频增压泵进 行压力控制 。 对于体积分数在 6 ～30 9／6的煤矿瓦斯，由于 瓦斯浓度的变化有可能造成瓦斯浓度临界爆炸极限 范围内，因此必须采取可靠的阻火措施，保证发动机 回火不会造成火焰在管网中传播。另外，瓦斯浓度 和压力的变化对空燃比的影响更大，为保证发动机 可靠运行，机组对瓦斯压力的控制精度要求更高。 归纳起来就是一要“技术安全”，二要“适应不同 地区不同时间的瓦斯浓度的变化”，三要“适应压力 的变化”。 1．3．3 煤矿瓦斯发电关键技术 煤矿瓦斯发电关键技术可以概括为瓦斯混合、 自动控制、安全阻火三大类，细分为十项。 · 等真空度膜片混合技术 主要用于甲烷体积分数大于 75 的煤层气 ，调 整混合器燃气供气压力和节流调节阀的开度，可以 实现空燃比随功率变化的匹配特性，低负荷空燃 比 小 ，高负荷空燃 比大。该技术无法 自动适应瓦斯浓 度的变化，但由于地面开发的煤层气成分非常稳定， 随时间的变化非常缓慢，相当于天然气 ，因此，这种 混合器能满足高浓度煤层气应用场合。 · 文丘里电控混合器混合技术 文丘里电控混合器采用文丘里管原理 ，利用空 气在文丘里管流动产生一个负压力，使瓦斯从侧通 道进入混合器进行混合。当瓦斯浓度变化时，控制 系统 自动进行控制 ，调整混合器瓦斯通道的开度，从 而使混合气浓度保持稳定。这种混合器可以适应体 积分数为 30 ～55 和 45 ～75 的瓦斯混合需 要。图 1为文丘里电控混合器结构简图。 1一 步进 电机 ；2一外罩 ；3一刀向节；4一联轴器 ；5-- F限位崔 尔元件 ；6--感应磁块；7--上限位霍尔元件 ；8--橄榄阀；9--混 合器体 A；1O一滑阀 ；11一混合器体 B 图 1 文丘里 电控混合器结构示意 图 ·双蝶门混合器电控技术 对于低浓度瓦斯，如果体积分数为 25 ，空气 与瓦斯混合的体积比大约为3：1，如果瓦斯体积分 数降为 1O％，那么空气与瓦斯混合的体积比大约为 9：1。因此 ，常规的混合器无法满足低浓度瓦斯混 合的需要。 图 2为专用于低浓度煤矿瓦斯的双蝶门电控混 车 用 发 动 机 2008年第 5期 合器结构简图。空气通道和燃气通道分别经过电动 控制的蝶阀来调节流量 ，瓦斯浓度增加时 ，TEM 控 制系统进行闭环控制 ，减小瓦斯通道的开度或加大 空气通道的开度 ，使空燃混合体积比加大，从而使混 合气的浓度保持不变。这种混合器工作范围宽 ，可 以用于体积分数为 6 ～3O 的瓦斯混合。 图 2 双 蝶 门混 合 器 腺 理 ·瓦斯低压进气混合技术 天然气与地面开发的煤层气压力和浓度都比较 高，因此可以采用增压后混合方式。矿井抽排瓦斯 压力一般在 10 kPa，体积分数多在 1O 9／6～55 ，比 较适合于空气与瓦斯增压前预混合 ，混合器前瓦斯 压力为 0就可满足要 求，因此 机组供气 压力 只需 3 kPa 5 kPa就能正常运行 ，提高了投资经济性。 通过废气涡轮增压器，利用发动机排气余热将 混合后的瓦斯和空气同时增压(见图 3)。增压后的 混合气压力一般在 0．10 MPa(表压)以下 ，温度在 120℃以下，距 CH 自燃着火温度 650℃很远。增 压器以每分钟数万转的速度旋转 ，气流高速运动 ，即 使在增压器内由于机械原 因“打火”，也会因强烈的 气流流动导致火星熄灭，不会引起混合气爆炸。实 践证明，瓦斯与空气先混合后增压在安全方面是可 靠的，实现了直接应用煤矿抽放瓦斯发电的 目的。 电控燃 混合器 图 3 瓦斯与空气混合后增压 器 · 低压大流量先导调压控制技术 在通道节流面积一定的情况下，流量近似与压 力差的 1／2次方成正 比。空气进气压力 为 0，需要 瓦斯进 口压力也为 0，而双蝶 门混合器后的压力为 0 kPa~2 kPa白 压 ，如果调压阀的出 口压力变化 0．5 kPa，那么意味着瓦斯流量变化一倍。因此，低 浓度瓦斯发动机要求调压阀调压精度高，普通的单 级调压阀无法满足使用要求。低压大流量先导调压 阀采用导阀对调压阀出口进行放大，形成控制气压 加到主阀的调压腔，使调压阀实现精细调整。 ·TEM 电子管理技术 全电子管理系统简称 TEM 系统。它主要实现 了计算机数据采集、控制、显示、报警保护、通信、数 据记录保存和打印功能。采集的数据有 4类：发动 机运行的缸温、排温、油压、油温、转速 、水温 ；机组输 出的电压、电流 、功率、功率因数等电参数；混合器空 气通道和瓦斯通道开度；电站瓦斯压力和浓度。计 算机根据发动机 的功率 、转速和缸温的变化 自动发 出调整信号，使混合器控制电机转动，以此来调整混 合器空气通道和瓦斯通道的开度 ，实现混合气的浓 度保持不变。 · 瓦斯阻火技术 瓦斯管道阻火器的原理如图 4所示，金属波纹 带瓦斯管道阻火器如图 5所示 。当火焰通过金属板 狭窄通道时 ，由于火焰表面的化学反应放热与散热 条件不匹配，使火焰熄灭。火焰以一定速度进入金 属板狭缝时 ，火焰靠近狭缝冷壁处 ，作为化学反应活 化中心的 自由基和 自由原子与冷 壁相碰撞放 出能 量，这相 当于反应区的热量流向冷壁边界，从而当火 焰面达到一定距离时，开始形成熄火层，随着火焰面 的运动，熄火层厚度不断增大，以至自由基进入熄火 层内就复合成分子并放 出能量，自由基越来越少直 到没有 ，火焰熄灭。 图 4 金属波纹带阻火原理 2008年 l0月 张 国昌：煤矿瓦斯发电技术综述 l 一 一l一 一 { ⋯ Qi L ' 图 5 金属波纹带瓦斯管道阻火器 · 湿式液位 自控水封阻火技术 水位 自控水封阻火的基本原理是 ，当火焰通过 水层时，火焰与水接触 ，能量被水 吸收，化学 反应的 自由基减少并消除。水位 自控水封阻火防爆器采用 雷达监测水位和计算机自动控制，当水位低于设定 下限时 自动补水，当水位高于设定上限时 自动放水 ， 从而维持水位在设定的安全高度 ，保证阻火 防爆器 可靠工作。水位 自控水封阻火防爆器构成如图 6所 示。水位 自控水封阻火防爆器主要用于低浓度瓦斯 输送 。 雷 达 液 位 计 4—20mA Han 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 信号 水封阻火罐 图 6 水位 自控式水封阻火 防爆器 ·瓦斯细水雾灭火技术 细水雾灭火机理如下 ： 冷却。细水雾颗粒直径越小，相对表面积越 大 ，受热后更 容易 汽化 。在 汽化 过程 中 ，从燃 烧 区吸收大量 的热量 ，使 燃烧 区温度 迅速 降低 ，当 温度降至燃烧f临界值以下时，热分解中断，燃烧 随即终止 。 稀释。火焰进入细水雾后 ，细水雾迅速蒸发形 成蒸汽，由液相变为气相，气体急剧膨胀，比表面积 膨胀约 1 760倍，最大限度地使燃烧反应分子在空 间上距离拉大 ，抑制火焰传播。 细水雾有 3种形成方法，一种是高压水在喷嘴 处形成旋转流 ，喷出后扩散，形成水雾 ；另一种是水 由高压空气进行引流混合，喷出后膨胀形成水雾；第 三种方法采用高压水流喷出后高速碰撞硬壁 ，溅射 形成细水雾。方法一在高速气流下容易产生无雾通 道，影响阻火灭火效果 ；方法二不适合于低浓度瓦斯 输送应用场合 ；利用方法三设计制造的水雾发生器 经试验 ，阻火灭火效果非常理想 。 按照上述技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 制造的细水雾发生器，利用 其管道连接法兰连接在瓦斯输送管道上，每隔一定 距离安装一个细水雾发生器，向其进水 口提供高压 水，其腔体 内及附近管道内即充满 了细水雾。瓦斯 由输送管道的始端流向末端 ，在流通过程中混合了 一 定量的细水雾，瓦斯不易燃烧或爆炸。如果输送 末端发生回火或爆炸 ，每一个细水雾发生器相当于 一 个阻火器，能防止沿管道逆向蔓延，解决了煤矿瓦 斯长距离安全输送的技术难题。 · 低浓度瓦斯安全输送工艺技术 低浓度瓦斯安全输送技术工艺流程概括起来就 是：“3+4×1”的技术有机组合，“3”就是 3种防火、 阻火技术结合，来提高安全可靠性，即细水雾阻火、 金属波纹带阻火和雷达控制水位的水封卸爆阻火技 术的串联。第一个“1”是指在输送管道的末端设置 了一级脱水器，第二个“1”是指细水雾供水系统 ，第 三个“1”是指在整个系统中，设置了一套瓦斯输送压 力控制机构 ，限定瓦斯最高压力 ，第 四个“1”是整个 输送系统中设置了一台煤矿瓦斯细水雾输送电子管 理系统。具体工艺流程如图 7所示。来 自瓦斯泵站 的瓦斯首先进入水位自控水封阻火防爆器，再经过 金属波纹带瓦斯管道阻火器，从根本上保证了系统 的安全可靠。如果瓦斯输送量超过发电利用量，瓦 斯安全放散器可 以 自动打开，将 富余的瓦斯排空。 煤矿瓦斯进入细水雾管道后，细水雾与瓦斯全程连 续混合输送。水雾发生器根据瓦斯输送量进行设计 选型，在输送管道上等距离安装。输送管道要保证 一 定斜度 ，便于细水雾凝结回流。细水雾与瓦斯混 合物经末端水封阻火防爆器进入瓦斯发电站。在输 送末端设置瓦斯压力 、温度 、流量及浓度测量点，此 参数由计算机统一监控 。每台瓦斯发电机组配套一 组旋风脱水和重力脱水装置，脱水后的瓦斯再经一 道瓦斯管道阻火器供瓦斯发电机组发电。细水雾输 送系统所需要的水可循环使用。 车 用 发 动 机 2008年第 5期 图 7 低浓度瓦斯 安全输送技术的工艺流程 2 煤矿瓦斯发电前景展望 煤矿瓦斯发电在一定程度上改善能源结构 ，实 现“以利用促抽采、以抽采促安全”的煤矿 良性循环 发展 ；在抽放站附近建立电站 ，实现“就地发电，就地 使用 ，多余上网”的模式 ，缓解区域性电力短缺 ，提高 煤矿企业生产效益。具有安全、环保、节能的显著特 点，经济效益和社会效益都十分显著。 我国埋深 2 000 m 的浅煤层气 地质资源量约 36万亿 ITI。，主要分布在华北和西北地区，与常规天 然气 资源 量相 当。 目前 我 国每 年瓦斯 抽 排 量在 125亿 m。～194亿 1TI。，每年增长量为 17亿 ITI。。 2006年，中国已经将煤层气开发列入了“十一五” 能源发展规划 ，2010年，全国煤层气(煤矿瓦斯)产 量将 达 100亿 m。，其 中，地 面 抽 采 煤 层 气 5O亿 m。，利用率 100 ；井下抽采 瓦斯 5O亿 1TI ， 利用率 6O 以上。按照规划，2010年的煤层气开 发 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 发电利用量 30亿 m。以上，瓦斯发电装机 容量l5O万 kW以上 ，5O 以上的发电设备实现热 电或热电冷联供。 2007年 5月 11日，国家发展和改革委员会宣 布，鼓励利用煤矿瓦斯发电，瓦斯发电上网电价将 比 照生物质发电上网电价执行，即当地 2005年脱硫燃 煤机组标杆上网电价加每千瓦时 0．25元补贴。 发展改革委《关于利用煤层气 (煤矿瓦斯)发电 工作实施意见的 通知 关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知 》明确提出，煤矿瓦斯电厂所发 电量原则上应优先在矿区内自发自用，需要上网的 富余电量，电网企业应当予以收购，并及时结算电 费。煤矿瓦斯电厂不参与市场竞价 。电网企业将为 煤矿瓦斯电厂接人 系统提供各种便利条件。由 电 网企业负责投资建设 电网至公共联结点的工程， 由发电企业负责投资建设电厂至公共联结点的接 入系统工程 。通知鼓励煤 矿瓦斯发 电项 目建设 。 鼓励采用单机容量 500 kW 及 以上的煤矿瓦斯发 电机组 ，以及大功率、高参数和高效率 的煤矿瓦斯 发电机组 。 瓦斯发电市场容量巨大 。目前全 国每年利用煤 矿瓦斯发电量仅为 20亿 kw ·h左右，用气量约为 7亿 m。，不到瓦斯排放量的5 ，绝大部分瓦斯被直 接排放到大气中。在国家政策的大力支持下 ，我们 有理由相信瓦斯发电进入了快速发展的新时期。 参考文献： [1] 陈宜亮．低浓度煤层气发电机组技术及其应用[J]．山 东理工大学学报(自然科学版)，2003(4)：108—110． E23 柏芹水．低浓度煤层气利用解决方案初探EG]／／2]世 纪中国煤层气 产业发展 与展望—— 第三届全 国煤层 气 2008年 lO月 张国昌 ：煤矿瓦斯发 电技术综述 · 15 · [3] [4] 学术研讨会论文集．北京 ：煤炭工业 出版社 ，2002． 埃 迪 P．澳 大利亚 煤层 气发 电项 目[J]．中国煤层 气 ， 1997(1)：46-49． 郭娟彦，蒋东翔 ，赵 钢．煤层气发电技术现状及我国煤 层气发电存在的问题口]．中国煤层气，2004(2)：39—43． [5] 黄盛初．煤矿瓦斯发电 高效利用能源和保护环境 的新技术方案[c]／／“可持续发展与煤炭工业”报告文 集．北京 ：煤炭工业出版社 ，1998． Research on Generation Technology of Coal M ine Gas ZHANG Guo—chang (Shengli Oilfield Shengli Power Machinery Co．Ltd．，Dongying 257032，China) Abstract：The coal mine gas is the accompaniment of coal seam，whose main component is methane and whose reserve is equivalent tO the reserve of natural gas．The development of coal mine gas is important to safety，energy saving，environment protection and increasing efficiency．The developing methods and gas production characteristic of three coal mine gas were first introduced，the status of gas power generation was then described，the application conditions of gas turbine and internal corn— bustion engine were further compared，the three key problems like technology safety，gas concentration adaptability and pres— sure variation were subsequently put forward，and finally ten items key technologies，which were divided into three main types， of gas power generation were mainly discussed and the market prospect of gas power generation was simultaneously forecast． Key words：coal mine gas；gas power generation；safe transportation [编辑：潘丽丽] · 信息 · 底特律柴油机公司推出新型 DD1 5柴油机 戴姆勒卡车北美发动机制造子公 司—— 底特律柴油机公 司投资 15亿美元，历时 5年 开发的 6O系列柴油机的替代机—— DD15直列 6缸柴油机 于 2008年初开始投放 市场 ，分别应 用在世纪(Century)S／T集装箱货车、哥伦比亚(Columbia)卡车以及 8级 Cascadia集装箱货车上 。 DD15柴油机缸径 139 mm，行程 163 mm，排量 14．8 L，输 出功率 334 kW--4n kW ，标定扭矩 2 101 N·m～2 508 N·m。 采用 了与博世公 司联合 开发 的放 大 式共轨 系统 (ACRS)，可在 发动 机 任 意 工作 点控 制 整 个喷 油 顺序 ，喷 油压 力 可超 过 214 MPa。由于最高压力只产生在喷油器中，所以喷油过程非常稳定，降低了机械噪声、燃油消耗和排放。燃油系统以及其他 重要发动机功能的实现都 由 DDEC VI电控 系统控 制。 采用 了复合增压技术 ，全 负荷奈件 下可多提供 36．8 kw 的功率和 260 N·m 的扭矩 ，在发动机背压条件 下可恢复功率，可 根据 需要采用 EGR技 术而不会 恶化燃油经济性 。 该发动机设 计满足 EPA 2007，EURO6和 Jp 2009 3种不同的排放 法规 。目前 采用的排 放控制技术 有 EGR 和柴油机微 粒过 滤器技术。为了满足 2010年的排放 法规要求 ，DDC公 司将再增加一个选择性催化还原 系统(SCR)。 DD15柴油机是底特律 柴油机 公 司新 高功率 系列发 动机 最 先推 出的型 号 ，该 系列 包括 3种排 量 ：14．8 L，12．8 L和 15．6 L。该发动机也将是戴姆勒卡车高功率发动机平 台的基础 ，这 些发动机将在德 国、日本和 美国共 同生产。 [张冬梅 供稿] 带有直接驱动喷油器的德尔福共轨 系统 2008年，德 尔福 (Delphi)公司 实现 了柴油机共轨 系统直接驱 动压 电控制技 术产 品的批量 生产 。在德 尔福公 司 200 MPa 直接驱动共轨 系统 中，喷油器针阀的运动直接由压电陶瓷执行器驱动，而不是通过 电液 回路控 制动 作。喷 油器针 阀的超快 开 启和关闭不受喷射压力的影响，在改善排放和燃油消耗的同时，将功率密度和发动机扭矩提高到一个新的水平。在寿命期 问，出众的多次喷射能力和极小量分段喷射的控制能力确保了这种高压共轨燃油喷射系统优异的喷射性能。 [张然治 供稿]