[發(fā)明專利]一種低燃燒值氣體的發(fā)電預(yù)處理控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910119948.8
• 申請(qǐng)日: 2009-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN101560919A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: （請(qǐng)求不公開姓名）
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京時(shí)代桃源環(huán)境科技有限公司
• 主分類號(hào): F02C9/26
• 分類號(hào): F02C9/26;C10L3/10
• 代理公司: 北京法思騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊小蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低燃燒值氣體發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低燃燒值氣體的發(fā)電預(yù)處理控制方法。?

背景技術(shù)

煤炭形成過程中，在高壓和厭氧的條件下產(chǎn)生大量氣體吸附在煤體上，其成分主要是甲烷，稱為煤層氣，也即通常所謂的“瓦斯”。在煤炭開采過程中，由于煤體卸壓，氣體在煤體上的吸附平衡條件受到破壞，大量的煤層氣釋放出來，形成煤礦安全生產(chǎn)的最大威脅。并且甲烷還是一種強(qiáng)溫室效應(yīng)氣體，煤層氣大量排入大氣將導(dǎo)致氣候變暖，影響全球環(huán)境。但同時(shí)，煤層氣又是潔凈的能源資源，如能綜合利用，將會(huì)收到增加潔凈能源供應(yīng)，改善煤礦安全，保護(hù)全球環(huán)境等多重效益。?

中國(guó)煤層氣資源豐富，儲(chǔ)存深度不超過2,000米的煤層氣儲(chǔ)量預(yù)計(jì)有37萬億立方米。20世紀(jì)80年代以前，中國(guó)對(duì)煤層氣的抽取主要是考慮煤礦安全生產(chǎn)，隨著環(huán)保和節(jié)能的呼聲日益高漲，煤層氣抽取技術(shù)日益完善，利用水平也逐步提高。目前，國(guó)內(nèi)煤層氣利用方式有供居民生活用燃料，其甲烷濃度在35％以上；或者作為工業(yè)鍋爐燃料和化工產(chǎn)品原料，但是，大量開發(fā)煤層氣還是以發(fā)電為主。?

在瓦斯——內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)中，瓦斯被導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)壓縮點(diǎn)火，完成能量轉(zhuǎn)化過程，但由于瓦斯氣體含有粉塵、水蒸氣等雜質(zhì)，氣體品質(zhì)達(dá)不到發(fā)電機(jī)組的要求，所以要對(duì)瓦斯進(jìn)行預(yù)處理，以滿足發(fā)電機(jī)組的進(jìn)氣要求。而煤礦產(chǎn)生的氣體主要由CH₄，N₂，O₂，水蒸氣、以及少量的氨氣等組成，其中，水蒸氣是以飽和狀態(tài)存在的，氣體本身還攜帶有粉塵顆粒，瓦斯中的這些雜質(zhì)對(duì)系統(tǒng)有較大的危害，如果不進(jìn)行處理，將產(chǎn)生一系列的問題，其中：?

水蒸氣的危害：

(1)降低燃燒室溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火困難；增大內(nèi)燃機(jī)尾氣排氣量，導(dǎo)致二噁英等劇毒物質(zhì)生成的可能性上升，污染環(huán)境；?

(2)由于水蒸氣等無功氣體的存在，降低內(nèi)燃機(jī)的效率；?

(3)水蒸氣與其他酸性物質(zhì)的化合產(chǎn)生中間產(chǎn)物，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，縮短設(shè)備使用壽命，降低裝置可靠性；?

(4)由于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部中冷器的存在，過高的水蒸氣含量可能導(dǎo)致水蒸氣在發(fā)動(dòng)?機(jī)內(nèi)部凝結(jié)、積水，造成設(shè)備故障，降低設(shè)備壽命和可用率。?

固體粉塵的危害：

(1)堵塞管路，流通不暢，加大壓損，增加運(yùn)行費(fèi)用；?

(2)增大機(jī)械磨損，降低設(shè)備使用壽命。?

(3)較大顆粒的雜質(zhì)容易堵塞發(fā)動(dòng)機(jī)前的燃?xì)鉃V清器，導(dǎo)致濾清器更換頻繁，停機(jī)次數(shù)增加，設(shè)備可用率降低，運(yùn)行成本增加。?

鑒于以上原因，為了保證機(jī)組安全、可靠、高效運(yùn)行，瓦斯預(yù)處理系統(tǒng)主要就是對(duì)進(jìn)入發(fā)電機(jī)組之前的瓦斯進(jìn)行預(yù)處理，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。瓦斯預(yù)處理裝置是瓦斯發(fā)電工程中的一個(gè)重要設(shè)備，該設(shè)備不僅用于實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯的脫水、穩(wěn)壓、去除雜質(zhì)、安全保護(hù)等功能，同時(shí)還是煤礦瓦斯收集系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的燃?xì)廨斔蜆蛄骸?

通常，從氣柜出來的瓦斯首先經(jīng)過汽水分離，除去液態(tài)水，然后進(jìn)入一次過濾器進(jìn)行過濾除去大顆粒雜質(zhì)；從一次過濾器出來的瓦斯氣體然后流經(jīng)除濕設(shè)備進(jìn)行冷凍干燥，干燥后的氣體隨后經(jīng)風(fēng)機(jī)升壓后進(jìn)入風(fēng)冷器冷卻降溫，然后進(jìn)入二次過濾器除去小顆粒的固體雜質(zhì)，最后進(jìn)入瓦斯發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組入口的流量和壓力通過控制系統(tǒng)變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)，但是，很難控制氣體的溫度和流量的穩(wěn)定。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，為了實(shí)現(xiàn)氣體預(yù)處理系統(tǒng)的上述功能，提出了一種低燃燒值氣體的發(fā)電預(yù)處理控制方法。?

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的一種低燃燒值氣體的發(fā)電預(yù)處理控制方法，該發(fā)電預(yù)處理的控制系統(tǒng)包括：傳感器，PLC及其通訊模塊，所述控制方法包括步驟如下：?

(1)發(fā)電預(yù)處理控制系統(tǒng)收到啟動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)自檢，如果系統(tǒng)自檢成功，則通過PLC開啟進(jìn)氣閥使低燃燒值氣體進(jìn)入發(fā)電預(yù)處理系統(tǒng)、啟動(dòng)風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)發(fā)電預(yù)處理系統(tǒng)出口的氣體壓力；如果失敗，則發(fā)出警報(bào)信號(hào)，系統(tǒng)停機(jī)；?

(2)發(fā)電預(yù)處理系統(tǒng)入口處的若干傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)氣體的溫度和甲烷濃度，如果甲烷濃度小于設(shè)定的閾值，則發(fā)出氣體濃度低報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)停機(jī)；如果氣體溫度大于設(shè)定的閾值，則PLC啟動(dòng)冷凍壓縮機(jī)，用于將氣體冷卻、降溫；?