低浓度瓦斯发电技术研究现状分析
低浓度瓦斯综合利用技术研究
低浓度瓦斯综合利用技术研究摘要：低浓度瓦斯的综合利用在技术上与经济上均具有可行性，且符合国家能源产业发展方向，提高了矿井抽采积极性，提升了矿井安全性。
关键词：低浓度；瓦斯综合利用；技术一、装机形式的确定某煤矿抽采总量在 25 m3 / m i n 左右，其中高负压抽采瓦斯量约 13 m3 / m i n，浓度约为 15% ；低负压抽采瓦斯量约 12 m3 / m i n，浓度约为 5% ，掺混后瓦斯浓度约为 12% ，考虑到抽采系统瓦斯抽采纯量和抽采浓度变化幅度比较大，采用高、低负压抽采瓦斯，掺混后全部采用国产低浓度瓦斯内燃发电机组。
国内低浓度瓦斯发电机组热耗一般为 11. 0kW· h，甲烷热值约 35. 5 M J/Nm3 ，总装机容量4 357 kW 。
考虑到现阶段瓦斯流量和浓度都不稳定，所以取10% 的富余系数，本次装机按约 4 200 kW 考虑，并适当预留扩建余地。
目前在我国运行或安装的国产瓦斯发电机组，主要有 500、700 和 1 000、1200 kW 几种机型，各种机型均适合本瓦斯发电项目。
根据万峰煤矿瓦斯抽采站抽采量、瓦斯浓度、瓦斯气热值等条件，根据目前国内利用瓦斯气发电技术应用的现状，本设计对单机容量为 700 和1000 kW 两种机型进行方案对比：方案一为 4 台 1000 kW 低浓度瓦斯发电机组；方案二为 6 台 7 00kW 低浓度瓦斯发电机组。
两个方案技术经济比较见表 1。
二、低浓度瓦斯的输送1、输送系统工艺流程根据目前的瓦斯浓度和抽采量以及今后扩建的需要，瓦斯抽采站出口至瓦斯发电站厂区布置 2 根DN500 的瓦斯输送管道，经约 160 m 的距离到达瓦斯发电机组进口，其机组进口压力不小于 2 500 Pa（按瓦斯输送速度不大于 12 m / s），满足机组调压阀前对瓦斯的压力要求。
当抽出的瓦斯浓度高于 9% 时燃气机组能安全稳定运行，为保证输送瓦斯浓度在要求的范围内，在瓦斯发电站进掺混装置后，设置瓦斯浓度检测装置，当掺混瓦斯浓度小于 9% 时自动打开放散管，部分或全部放空低浓度瓦斯，保证机组正常运行。
煤矿低浓度瓦斯发电技术及经济性研究
煤矿低浓度瓦斯发电技术及经济性研究摘要：中国煤矿每年排放到空气中的瓦斯占全世界总量的将近1/2[1]。
瓦斯是重要的温室气体，也是一种燃料。
如果能合理地将瓦斯变废为宝，不仅能够减少温室效应将多余的电量上网，还能够在一定程度上缓解中国能源紧缺的现状。
瓦斯发出的电可以用于抽取瓦斯，而抽取的瓦斯又能够发电，这就形成了一种良性循环，使这项技术能够快速发展起来。
关键词：低浓度瓦斯；燃气发电；煤矿；安全引言煤矿瓦斯的处理方式一般分为3类：高浓度瓦斯采抽进入燃气管线；中浓度瓦斯经过提纯压缩后应用；低浓度瓦斯一般存在于煤矿乏风中，瓦斯浓度一般在30%CH4以下，可用于燃烧供热和发电用途。
就煤矿低浓度瓦斯发电供热技术及其经济性进行研究，提出应用低浓度瓦斯进行热电联产的必要性，并对其经济性进行测算。
1用于发电的矿井瓦斯浓度预处理①由于煤矿井下含水量多，空气湿度相对较大，所以抽采出的瓦斯气体里含有大量的水蒸气。
这些水蒸气不但不能用于发电，还会对发电设备造成一定程度的损坏。
所以必须对抽出的瓦斯气体进行脱水处理。
目前比较常用的脱水方法是冷凝法，就是将抽出的气体温度降低、使水蒸气液化自动与其他气体脱离。
②由矿井直接抽采出的瓦斯里一般都会含有一些不能燃烧的有害气体，这些气体是不能够用来燃烧发电的。
所以需要采用一定的方法将它们分离出去。
对于粉尘，一般是采用过滤方法清除的，而其他的有害气体是利用它们的物理性质来分离。
③由于抽采的瓦斯浓度不一样，它们的压力也不一样，而在发电机组里需要瓦斯的压力是一定的，所以在送入之前必须要对瓦斯进行稳压处理以达到所需的压强。
在初始阶段即瓦斯在矿井下刚刚被抽出来的时候，由于矿井下环境条件比较复杂，直接抽采出的瓦斯混合气体的压力和浓度变化幅度比较大，波动比较强烈，这时将抽采出的瓦斯气体经过均压装置，能够起到稳压的作用，以达到要求的压强范围，使发电机能够持续高效安全地运行。
④低浓瓦斯气从矿井抽采出来要经过管路输送到发电站的发电机组，而低浓瓦斯易爆炸，这就要求输送配套安全装置，确保低浓度瓦斯在输送中的安全，常用的有细水雾低浓瓦斯输送系统、两相流瓦斯输送系统。
矿井回风流中低浓度瓦斯利用现状及前景
２Ｏ ０２年 第 ２ ８卷第 ３ 期
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工 业安 全 与 环 保 ｈ ｌ Ｓｆ ． ｎ ｎ Ｈ ｄ 蚍ｅ ｄ＆ ｌ ａＤ ａ Ｆ ｅ ｄｊ ＂ 玎 止 曲啪 Ｐ
３ ・
矿 井 回风 流 中低 浓 度 瓦 斯 利 用 现 状 及 前 景
主要燃 料 。下 面分别作简 要介绍 ：
回风流中这部分潜在能源一般都直接排放 大
气 ， 少被 回收利 用 ， 极 主要 因为 ： （） １昂贵 的空气 处 理 系 统。 因 矿井 通风 量 非 常 大． 对所 有空气都进 行 化学处 理 ， 大大提 高煤 炭成 将 本 ， 不现实 。 很
景进行了展望 。
美键词 矿井 回风流
低谁度瓦斯
辅助燃料
主要燃料
热流转反应 器
前景
Ｐ ｏ ｐ ｃ ｎ ｔ ｉ ａ ｏ ｔ ｒ ｓｏ ｏ ｃ ｎ ｅ ｔａ ｏ ａ ｎ ｖｔ ｔｄ ｍｒａ ｎ ｎ ｒ ｓ ｅ ｔａ ｄ ｕ ｉ ｚ ｔ ｎ ｓ ， ｆＬ ｗ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｎ ｇ ｓｉ ｉ ａ ｅ ｌ ｉ ａｕ ｉ ｉ ｔＩ ｉ
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牛 国庆
低浓度瓦斯发电技术的研究及改进
低浓度瓦斯发电技术的研究及改进摘要：近年来瓦斯的综合利用得到快速发展，新型、高效、安全性高的低浓度瓦斯发电技术也已逐步推广使用，并取得了比较好的经济效益和社会效益。
本文针对低浓度瓦斯发电技术提出了一些改进措施，能有效提高发电效率，实现节能减排。
关键词：低浓度瓦斯；瓦斯发电技术改进引言：瓦斯的主要成分是CH4，其温室效应是CO2的24倍，排放瓦斯对自然环境造成了极大的污染。
而煤矿瓦斯如果用来发电，其经济效益、社会效益及环保效益都是十分巨大的。
瓦斯发电技术利用了成熟的内燃机技术，燃烧瓦斯将其热能转换变为电能，低浓度瓦斯发电机组对瓦斯浓度的要求仅在8%以上，资源利用率显著增加。
由于开采的方式的差异，煤矿瓦斯中CH4的含量也显著不同，以下对三种开采方式所获得的瓦斯介绍其特性及利用情况。
（一）通过地面钻井开采，煤矿瓦斯的CH4含量一般大于90%，其成分特性同天然气相类似。
此类气体可利用天然气发电设备进行发电或作为民用燃料，利用技术相对简单且成熟。
（二）通过井下瓦斯抽排系统开采，煤矿瓦斯的CH4浓度一般在3%―80%之间，由于有爆炸的危险，只有CH4浓度在30%以上的瓦斯得到了利用，而CH4浓度在6%―30%之间瓦斯的利用率较低。
（三）通过煤矿通风设备排出瓦斯，其CH4含量大多低于1%，称之为风排瓦斯。
这部分瓦斯由于含CH4浓度偏低，利用技术难度和成本都较大，故基本都排空处理。
要解决瓦斯利用问题，必须解决设备的对瓦斯浓度变化做自适应处理的技术问题。
因为煤矿巷道里抽排得到的瓦斯浓度值不断变化，非常不稳定。
通常在开始抽排时相对稳定，但经过一段时间后就会下降至规定的安全标准以下。
为了实现瓦斯发电的节能减排，就要充分的利用低浓度的瓦斯。
而现今低浓度瓦斯发电普遍存在着一些问题，如发电机组“飞车”、“紧急停机”、“低效运行”、机组“无瓦斯泄漏自动排水”等，不解决这些问题，低浓度瓦斯的充分利用从何说起。
由此对低浓度瓦斯发电技术进行分析研究，总结了一些改进策略。
低浓度瓦斯发电工艺研究
低浓度瓦斯发电工艺研究作者：薛旭兵来源：《科学与财富》2017年第27期摘要：瓦斯是与煤炭共同伴生的优质洁净能源，同时也是一种温室气体，它的危害是CO2的21倍，国际清洁能源组织把瓦斯作为主要温室气体之一，要求各国尽可能降低煤矿向大气排放瓦斯。
我国多数高瓦斯矿井煤层透气性差，为了提高抽采效果，多采用高负压、大流量抽采系统，这样势必造成漏气量增加，抽采瓦斯浓度降低，达不到瓦斯利用条件。
本文对低浓度瓦斯发电工艺进行了相关研究。
关键词：低浓度瓦斯发电；工艺研究1.低浓度瓦斯发电技术研究现状主要应用于内燃机发电、燃气轮机发电和氧化发电等。
由于受到煤矿开采工艺的影响，高负压系统抽采瓦斯和地面钻井抽采瓦斯的浓度一般大于30%，主要应用于小型燃气轮机和高浓度内燃机发电；低负压系统抽采瓦斯的浓度普遍低于30%，主要应用于低浓度内燃机发电；矿井回风井风排瓦斯（乏风瓦斯）浓度通常在1%以下，主要采用低浓度瓦斯与矿井乏风瓦斯的混合气（或低浓度瓦斯稀释气）进入热逆流反应器和催化氧化反应器进行氧化发电。
1.1内燃机发电技术由于煤矿抽采瓦斯浓度、压力不稳定，因此中央控制器发送给执行器控制命令调节燃气和空气进气量，自动调节混合比，混合后浓度一般设置在6%，使发动机空燃比始终保持在理想状态，该项空燃比自动调节技术尤其适应低浓度、大流量的瓦斯与空气混合进行低浓度瓦斯发电。
发动机缸内爆燃，发动机回火的几率再次增大，同时当发动机缸温超过500℃，其缸盖、活塞等零部件热负荷增加后，极易产生爆震等机械事故，通过运用稀薄燃烧技术，发动机热负荷降低，回火概率降低，机组运行可靠性提高；此外，缸体内甲烷燃烧速度也会加快，燃烧效率提高，发动机性能得到改善。
1.2燃气轮机发电技术提高燃气轮机效率的关键是提高燃气初始温度，即改进高温部件的冷却技术。
涡轮喷嘴、叶片等高温材料由早期的一般合金材料发展到定向结晶、单晶叶片及陶瓷材料；由早期喷嘴和动叶片的对流、冲击等冷却发展到采用蒸汽冷却。
煤矿低浓度瓦斯发电技术及经济性分析93
煤矿低浓度瓦斯发电技术及经济性分析摘要：在煤矿的生产过程中，瓦斯则是其中最为常见的伴生气体，将会直接影响到煤矿的生产安全。
而瓦斯作为一种能源，将其应用到发电之中，不仅能够充分发挥瓦斯的作用，还能够提高煤矿生产的安全性。
通过应用瓦斯发电技术，还可以有效的降低温室气体的排放，提高煤矿企业的经济效益，十分契合我国的可持续发展战略。
因此，本文首先将分析低浓度瓦斯发电技术方案，然后详细阐述低浓度瓦斯发电技术的经济性，希望可以为广大的煤矿企业提供有用的参考。
关键词：低浓度瓦斯；煤矿企业；发电技术；经济性分析煤层气通常被称之为煤矿瓦斯，其主要的成分为甲烷，而一旦瓦斯的浓度超过5%时，一旦遭遇明火，就必然会产生爆炸，这是一种对煤矿生产威胁最大的因素。
如果没有对瓦斯进行有效的利用，仅将其直接进行排放，就会加剧温室效应。
而将瓦斯用于发电之中，不仅可以有效降低煤矿的瓦斯浓度，还可以降低温室气体的排放，供给更多的清洁能源，从而为煤矿企业带来更大的经济效益，更好的保护我国的自然环境。
一、低浓度瓦斯发电技术方案（一）发电机组方案要将低浓度瓦斯应用到发电之中，就要对瓦斯气体进行处理，主要有增压、除湿、除灰等工序，然后将其进行稳压处理之后，输送到传输管道之中直至燃机发动机，然后，燃气发动机控制系统就会对空气阀以及燃气阀的开关进行调控，有效的对空气以及瓦斯进行调节，从而使其空燃比符合发动机缸内燃烧的需求，这部分的内容将会关系到发电质量。
发电机组主要由电磁阀、点火系统、控制系统以及发电机所组成。
首先，燃气阀组主要有空气阀、防爆阀、气动阀以及燃气电磁阀，对进入燃气管道的瓦斯量进行精准控制。
其中的空气阀主要就是对空气的进气量进行控制，防爆阀的主要是确保瓦斯气输送安全，具有自动开启泄爆功能，并阻断明火火焰，能够有效避免出现严重的后果；气动阀主要在异常状况下阻断瓦斯进气，燃气电磁阀主要对瓦斯气气量进行精准控制。
其次，点火系统主要对用来点燃混合气体，使瓦斯的化学能得到释放，从而产生动力进行发电。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用煤矿是我国能源产业的重要组成部分，矿井内的瓦斯是煤矿安全生产的重要隐患之一。
为了提高煤矿瓦斯利用率，增加煤矿的经济效益，近年来煤矿低浓度瓦斯发电技术得到了广泛的开发和应用。
在本文中，我们将探讨煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用现状、发展趋势以及存在的问题，并提出改进措施，以期为煤矿瓦斯资源的有效利用提供参考。
一、煤矿低浓度瓦斯的特点煤矿瓦斯主要成分为甲烷，但在煤矿开采过程中，由于煤层的变化、地质构造等原因，瓦斯的浓度常常在千分之几至千分之数十不等。
这种低浓度的瓦斯难以直接用于生产和生活，同时可能成为矿井安全事故的隐患。
如何将低浓度的瓦斯有效利用成为了煤矿安全生产和资源综合利用的重要问题。
1. 低浓度瓦斯的利用技术目前，低浓度瓦斯的利用技术主要包括发电、热利用和化学利用三种方式。
煤矿低浓度瓦斯发电技术得到了广泛的应用。
煤矿低浓度瓦斯发电技术通过采用先进的瓦斯发电机组，将低浓度的瓦斯高效燃烧，从而达到发电的目的。
这种技术不仅降低了矿井瓦斯的排放量，减少了安全隐患，还能够将瓦斯资源转化为电能，提高了煤矿的经济效益。
2. 应用案例三、煤矿低浓度瓦斯发电技术的发展趋势1. 技术的不断创新随着科技的不断进步，煤矿低浓度瓦斯发电技术也在不断创新。
传统的瓦斯发电技术主要采用内燃机等设备，然而这种设备在低浓度瓦斯利用方面存在效率低、排放大等问题。
未来煤矿低浓度瓦斯发电技术将朝着高效、清洁、稳定的方向发展，采用先进的燃气轮机等设备实现低浓度瓦斯的高效利用。
2. 跨行业的整合应用未来，煤矿低浓度瓦斯发电技术将向着跨行业的整合方向发展。
在煤矿开采的可以将煤矿瓦斯发电技术与光伏发电、风力发电等新能源技术相结合，实现多能源的统一调度和利用，提高能源的整体利用效率。
3. 政策的推动和支持由于煤矿低浓度瓦斯发电技术有助于煤矿安全生产和瓦斯资源的高效利用，因此相关政策将逐步出台，对该技术进行推动和支持。
一方面，政府将加大对煤矿低浓度瓦斯发电项目的补贴和扶持力度；政府将出台相关的产业政策，推动低浓度瓦斯发电技术的产业化和规模化应用。
低浓度瓦斯发电技术研究现状与展望
低浓度瓦斯发电技术研究现状与展望摘要：近些年来，国家对于煤层气开发项目的关注度提升了许多，据此进行了相关优惠政策的制定与实施，瓦斯的综合利用也因此得到了广泛的开发与发展，而这其中低浓度瓦斯发电技术与其它技术相比较具有着安全、高效的特点与优势。
本文就针对低浓度瓦斯发电技术的研究现状进行了深入、细致的研究与分析，现阶段我国的低浓度瓦斯发电技术的应用与发展上还存在着问题，为此提出了相关对策，并针对这一技术的前景进行了展望。
关键词：低浓度瓦斯发电；内燃机发电；技术1 引言煤矿瓦斯是一种清洁能源，对其如果能够合理充分的运用起来，我国不管是在经济发展上，还是环境保护的推进上都起到了积极的作用。
首先在极大的程度上对温室气体的排放减少了，有利于我国环境保护质量的提升；同时当满足了我国内部的用点需求时，剩余内部消耗不到的电量可以用于交易，以此来推动我国的经济进一步的发展和促进。
以此来看，瓦斯的利用途径其中最为重要的一方面就是利用瓦斯发电。
有相关数据表明，截止到目前为止，我国的瓦斯发电总装机容量的发展速度十分的迅速，增长的速度仍在不断的增加中，说明了我国瓦斯发电的利用率在显著提高，而低浓度瓦斯发电则是目前最常见的瓦斯利用途径。
利用抽采来确保瓦斯的使用，利用瓦斯的不断利用来促进抽采技术的不断发展，这样的一个良性循环对瓦斯抽采技术与瓦斯发电技术不断改进与创新具有着促进作用。
而以此为瓦斯利用与开采提供了良性的发展，更对技术的不断提高提供了更有力的支持。
2 低浓度瓦斯发电技术研究现状2.1 内燃机发电技术内燃机发电技术首先具有一个优势，那就是其中的空燃比自动调节技术对于低浓度、大流量的瓦斯与空气混合进行低浓度瓦斯发电是十分有利、便捷的。
煤矿抽采瓦斯技术受到浓度、压力不稳定的限制，需要调节燃气和空气进气量，由中央控制器向执行器控制发布命令，使其自动调节混合比，将浓度控制在6%，这样的话，发动机空燃比就能够始终保持在理想的状态下进行。
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低浓度瓦斯发电技术研究现状分析
摘要：煤炭开采过程中会排放大量的瓦斯气，其主要来自于矿井瓦斯抽取系统、地面钻井和煤矿井下回风井形，而这些瓦斯气浓度都较低。
煤矿生产时所采用的
瓦斯为清洁能源，如果对其进行回收发电利用可以有效减少温室气体的排放，在
满足煤矿用电要求的同时，还可以把多余的电能输送到电网中，对于推动企业和
区域经济发展具有很大的实用价值。
本文作者结合自己的工作经验并加以反思，
对低浓度瓦斯发电技术研究现状进行了深入的探讨，具有重要的现实意义。
关键词：低浓度瓦斯发电；氧化发电；技术原理
利用瓦斯发电是有效的节能方式，国内的瓦斯发电总容量已经达到了几万千瓦，瓦斯发
电的装机规模得到了快速的提升。
其中大多采用低浓度瓦斯发电的方式，可以有效地提高煤
矿瓦斯的应用价值。
1低浓度瓦斯发电技术研究现状
1.1内燃机发电技术
因为煤矿生产抽采出来的瓦斯浓度及压力都不稳定，因此需要采用控制器来对执行机构
发出燃气调整及空气进气量等控制命令，从而实现自动混合控制，混合处理后的瓦斯浓度可
以控制在6%左右，保证发动机空燃比处于合理状态，由此看来，空燃比自动控制技术更适合应用在低浓度、大流量和瓦斯和空气的混合，从而实现低浓度瓦斯发电。
在发动机缸体内出
现爆燃，回火的几率会提高，如果发动机缸温大于500度，缸盖及活塞等部会的热负荷会不
断提升，可能会由于爆震而引发机械运行事故，因此可以采用稀薄燃烧技术，发动机内的热
负荷会显著减小，有效地减小回火的可能性，机组运行可靠性也会得到有效提升。
除此之外，缸体甲烷燃烧速度也会提升，燃烧效率可以得到保证，发动机的运行性能可以得到改进和优化。
当前，国内发电机组制造商一般都会把发动机缸体内的点燃能量提高，一般设置在0.1
焦左右，再采用预燃技术，高温高压气体快速点燃燃烧室内稀薄的瓦斯气体，稀薄燃烧会使
燃烧室内的传热减少，燃烧温度及排气温度都会显著降低，可以保证有效的热效率，最高可
以达到35%左右。
1.2燃气轮机发电技术
提升燃气轮机效率的主要途径就是把燃气初始温度提高，也就是改进和优化高温部件的
冷却处理技术。
涡轮喷嘴、叶片等关键的高温部件材料从原来的合金材料发展到陶瓷、结晶
叶片等，早期的喷嘴及动叶片冲击、对流等冷却技术已经转变为蒸汽冷却。
通过大量的实践
可以看出，燃气温度提升100度，燃气轮机效率可提升2-3%，采用技术先进的冷却技术，可
以使平前端燃气进口温度提升500-800度，所以，燃气轮机具备的热效率从原来的16-25%上
升到40%左右。
一般情况下，把燃气轮机功率区间在300-20000千瓦的划分到小型燃气轮机，而功率在30-300千瓦的归为微型燃气轮机，但微型燃气轮机发电机技术还处在科研中。
因为矿井抽取
的瓦斯浓度以低、中浓度的比较多，发电机组形成相同的输出功率应该输入更多的低热值瓦斯，运行情况产生的变化会引起透平和压气机工作无法保证协调，透平温度会显著提升，出
现效率减少而产生停机问题。
1.3氧化发电技术
矿井低浓度瓦斯浓度如果较低，达不到内燃机组的发电需求，一般是把排空的低浓度瓦
斯和乏风瓦斯进行混合，然后进行氧化放热来实现发电。
燃烧采取的方法主要有蓄热式催化
氧化燃烧、蓄热式氧化燃烧，两者共同的特点是采用高温空气燃烧技术，蓄热氧化应用混合
气体进行交替，经过蜂窝状蓄热体燃烧室技术，把气体温度提高到1000度，从而甲烷形成
支链反应，从而实现了高温燃烧。
催化式氧化应用催化氧化燃烧技术，当燃烧室温度在350-600度时，甲烷还可以进行氧化燃烧，可以减少对空气的污染。
2瓦斯发电系统
2.1内燃机发电技术
瓦斯往复式内燃机发电是由燃气内燃机、瓦斯安全输送系统、发电机、预处理系统、电
气系统及冷却系统等构成。
低浓度瓦斯和高浓度瓦斯发电最大的差别在于，达到气体爆炸极
限的甲烷在输入到发电机组之前不可以通过加压机及储气罐，高浓度瓦斯可不采用安全输送
系统。
低浓度瓦斯通过安全输送系统时，预处理系统可以对气体温度、杂质及液态水进行调节，在到达机组之前实现预混，然后利用涡轮增压器完成增压操作，采用中冷器进行降温，
在缸体内通过火花塞进行点火，混合气体燃烧之后形成的高温高压气体驱动缸体活塞及曲轴
运动从而实现发动机的做功，把化学能转变成电能。
燃料中的35%能量转变为电能，30%随
着废气排放出来，25%被冷却系统吸收。
2.2燃气轮机发电系统
小型的燃气轮机是由透平、压气机及燃烧室等构成，发电系统是由冷却器、湿式压缩机、冷却器、燃气轮机、冷凝器等组成，湿式压缩机会连续把空气进行压缩，进而吸入到燃料室
中实现与瓦斯气体的混合，燃烧形成高温旋转气体驱动涡轮进行转动，从而带动轴杆进行高
速的旋转，持续地切割轴周围定子的磁力线，从而把热能转变为电能，此发电原理为开式循
环燃气轮机。
温度较高的尾气把热能变成热水注到蒸发器当中，会使饱和蒸汽转变为过热蒸汽，再通过蒸汽管道来使蒸汽轮机发电，部分采用余热发电的方式。
燃气轮机发电实现的单
机功率比较大，可以很快地启动，不会产生较大的污染，机体尺寸不大，只需采用少量的冷
却用水，发电效率比内燃机小很多，一般处于20-30%的区间，比较适用于余热要求量大的用户，采用尾气余热可把效率提高到70-80%，瓦斯气源浓度保持在40%左右，气体压力维持在0.9兆帕。
2.3氧化发电系统
催化式氧化反应器进行发电，乏风气体流向由两组阀门实现轮换控制，在前1/2循环，
常温乏风经上部的蓄热陶瓷进行加热，之后转到催化剂层中，混合气温度可以使甲烷出现氧
化反应，从而形成热量，之后气体到达下部催化剂层，然后进行加热处理，再排放出高温尾气。
在后1/2循环中，控制阀门来改变气体流通方向，受热升温之后的气体进入到燃烧室内，经过氧化反应形成热能，热量再被带到反应器上部低温部位。
蓄热式氧化反应器和催化式氧
化反应器主要的差别在于反应器内部并没有催化剂层，无法把温度进行有效地催化升高，更
利于离解空气，把氮气和氧所进行化合反应形成氮化物，从而对空气产生严重的污染。
催化式氧化反应器主要由进气风机、陶瓷蓄热床、切换阀、催化燃烧室等部件构成，燃
烧室中把上下层催化剂进行了有效的分离，反应器两侧采用陶瓷床蓄热材料，发电系统主要
有发电机、过滤器、燃气轮机、压气机和催化氧化反应器等构成。
但蓄热式氧化和催化式发
电差别在于构成了没有逆流回热器。
采用过滤器把矿井乏风及低浓度瓦斯进行混合粉尘进行处理，然后进入到燃气轮机中的
压气机，然后把压缩处理之后的气体输入到回热器中，根据点燃温度及循环透平机回热温度
对压缩气体进行加热处理，从而达到催化反应温度，之后经过催化反应器形成氧化反应从而
释放出热量，形成的高温度和高压力的气体驱动透平机产生转动，从而使发电机输出电能。
反应器末端可以共同与蒸汽轮机形成电能，煤矿井乏风量及瓦斯浓度应该由大中型煤矿供应，不会达到燃气轮机的效率水平。
3结束语
综上所述，低浓度瓦斯发电技术得到快速的发展，为解决煤炭生产形成的瓦斯气体应用
提供了新的途径，对低浓度瓦斯发电技术存在的问题进行分析，并提出解决措施，可以更好
地推动低浓度瓦斯发电技术的发展。
需要不断地改进和优化发电设备，使燃气轮机微型化，
装机方式更加灵活。
还应该发展低浓度抽采瓦斯、乏风瓦斯及抽采瓦斯的掺混技术，避免发
电系统瓦斯浓度产生较大的波动。
参考文献
[1]刘海洋.黄陵矿业集团低浓度瓦斯发电技术研究[D].西安：西安科技大学，2014.
[2]张占峰.高、低浓度瓦斯混掺发电技术研究及应用[J].内蒙古煤炭经济，2017（24）：149-150.。