摘要

:煤层气的开发利用具有重要的意义，通过利用煤层气发电，能够充分的利用能源，

环节能源危机。本文就此阐述我国煤层气发电技术及应用。

 

　　关键词：煤层气；发电；发展；应用

 

　　

1、煤层气开发利用的意义 

　　加快我国煤层气开发利用步伐，对于防治煤矿瓦斯灾害、利用洁净能源、保护大气环境
具有重要意义。

 

　　

1.1 开发利用煤层气有利于保障能源安全。煤层气是重要的补充能源资源，尤其是天然

气的替代资源，充分开采、利用煤层气对于缓解我国油气资源不足有着重要作用。

 

　　

1.2 开发利用煤层气有利于煤矿安全和提高经济效益。煤矿中煤层气是煤矿安全生产最

大的威胁，在采煤前将煤层气采出可以使煤矿的煤层气涌出量减少

50%~70%，不仅能改变

煤矿安全条件，还能减少矿井建设费用和生产通风费用，从而提高煤矿的生产效益和经济
效益。

 

　　

1.3 开发利用煤层气具有重要的环保意义。我国每年向大气中释放的煤层甲烷量高达

100 亿 m3 以上，煤层气甲烷温室效应是 CO2 温室效应的 21 倍，每利用 1 亿 m3 相当于减
排二氧化碳

150 万 t。大量煤层气外排既浪费了能源，又带来大气污染。加快煤层气（煤矿瓦

斯）开发，不断提高利用率，可大幅度降低温室气体排放，保护生态环境。

 

　　

2、煤层气发电项目建设中存在的问题及关键技术 

　　由于抽采的煤层气浓度低，且随着开采环境的变化而变化，浓度的变化引起煤层气热
值变化较大，总体热值比较低。另外煤层气用于发电，由于用户负荷变化大，使得煤层气发
电效率极低，有时甚至停机。

 

　　要提高我国煤层气的发电技术水平，提高发电效率，关键是要加大对大功率并且能够
广泛适应煤层气浓度变化的发电机组研制，尤其是研制并推广低浓度煤层气发电机组的研
制。开发允许热值波动范围广的新型燃烧设备，增强燃烧设备的适应能力，使其能够很好地
解决煤层气的热值波动问题。加大对低浓度煤层气燃烧理论研究，开发出新型高效的低浓度
煤层气燃烧设备，解决低浓度煤层气的利用问题。研制开发合理的催化流转反应器以使低浓
度瓦斯充分燃烧。

 

　　开发新的循环机组，寻求新的能量利用形式。基于煤层气分布和抽采应用的特点，我们
提出了分体式燃气轮机煤层气发电形式。由于煤矿井下瓦斯抽采系统抽采的瓦斯浓度随着抽
采地点和方式的不同而变化，这就要求煤层气电站的主机设备有较强的适应性，运行灵活
能够适合煤层气供应系统的特点。分体式燃气轮机的结构灵活，可以方便地与其它装置构成
各种不同的分布式供能单元，为构建新型分布式能源系统提供了新的途径。在国内外暂时还
没有发现关于分体式燃气轮机的研究。

 

　　

3、煤层气发电热机选型 

　　

3.1 蒸汽轮机发电 

　　技术十分成熟，运行可靠，单机功率大，受煤层气抽采波动性强的影响，在以煤层气
为燃料的大型电站锅炉上应用受到限制，目前仅局限在小型工业锅炉供热上，占地面积大
建设周期长，目前煤层气发电基本不采用这种方式［

8］。 

　　

3.2 燃气轮机发电 

　　技术具有系统简单，运行灵活，单机功率大，占地面积小的优点［

9］。但这种机组对

气源品质要求高，一般要求甲烷含量为

35%～70%，而且气源稳定的情况下才适用。 

　　

3.3 燃气内燃机发电 

　　技术具有系统简单，运行灵活、发电效率高的特点

;尤其是这种机组要求进气压力低，

仅为

5～35kPa，适用煤层气浓度范围广，煤层气浓度在 6%以上均可利用，具有能较好地

适应煤层气量和浓度的波动范围较大的优点。