本發(fā)明涉及低濃度煤層氣發(fā)電領(lǐng)域，具體是一種利用煤礦低濃度瓦斯發(fā)電的方法。

背景技術(shù)：

目前，我國(guó)煤層氣發(fā)電項(xiàng)目存在開(kāi)機(jī)率低、發(fā)電效率低的問(wèn)題。而影響發(fā)電機(jī)組開(kāi)機(jī)率和發(fā)電效率的一個(gè)主要原因就是煤層氣氣源中水份的存在(特別是游離態(tài)的水)，國(guó)內(nèi)瓦斯發(fā)電站輸氣管路中安設(shè)的脫水裝置絕大部分都是單一機(jī)械式脫水，如旋風(fēng)脫水和重力式脫水；也有采用電制冷對(duì)瓦斯降溫脫水方式；瓦斯發(fā)電機(jī)組尾氣大部分直接排放?，F(xiàn)有的單一機(jī)械式瓦斯脫水效果較差，提質(zhì)效果不理想；采用電制冷降溫脫水用電負(fù)荷較大，綜合能耗較高；瓦斯發(fā)電機(jī)組尾氣溫度在450℃至550℃之間，直接排放污染環(huán)境且造成能源浪費(fèi)。

因此，需要一種利用煤礦低濃度瓦斯發(fā)電的方法，該方法利用發(fā)電機(jī)組尾氣余熱對(duì)低濃度煤層氣進(jìn)行深度脫水，提高發(fā)電機(jī)組開(kāi)機(jī)率和發(fā)電效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種利用煤礦低濃度瓦斯發(fā)電的方法，該方法利用發(fā)電機(jī)組尾氣余熱對(duì)低濃度煤層氣進(jìn)行深度脫水，提高發(fā)電機(jī)組開(kāi)機(jī)率和發(fā)電效率。

本發(fā)明的利用煤礦低濃度瓦斯發(fā)電的方法，包括以下步驟：a.利用吸收式制冷機(jī)制得的冷水對(duì)瓦斯氣進(jìn)行冷凝；b.將冷凝后的所述瓦斯氣進(jìn)行脫水；c.將脫水后的所述瓦斯氣輸入瓦斯發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電；d.將所述瓦斯發(fā)電機(jī)組排出的高溫?zé)煔廨斔椭了鑫帐街评錂C(jī)組，并對(duì)吸收式制冷機(jī)組的吸收劑水溶液進(jìn)行加熱濃縮；

進(jìn)一步，所述步驟a中，將瓦斯氣進(jìn)行冷凝前，應(yīng)將其進(jìn)行初步脫水；

進(jìn)一步，所述吸收式制冷機(jī)組為溴化鋰制冷機(jī)組；

本發(fā)明的利用煤礦低濃度瓦斯發(fā)電的方法還包括步驟e.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸入瓦斯發(fā)電機(jī)的瓦斯氣含水量，并通過(guò)測(cè)得的所述含水量實(shí)時(shí)控制輸入所述吸收式制冷機(jī)組的高溫?zé)煔饬髁浚?/p>

進(jìn)一步，所述步驟e包括：e1.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸入瓦斯發(fā)電機(jī)的瓦斯氣含水量；

e2.當(dāng)所述含水量超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，逐漸增加輸入所述吸收式制冷機(jī)組的高溫?zé)煔饬髁?；e3.當(dāng)所述含水量小于或等于設(shè)定閾值時(shí)，保持當(dāng)前輸入所述吸收式制冷機(jī)組的高溫?zé)煔饬髁浚?/p>

本發(fā)明的利用煤礦低濃度瓦斯發(fā)電的方法還包括步驟f.根據(jù)測(cè)得的所述含水量實(shí)時(shí)控制所述吸收式制冷機(jī)組的制冷量；

進(jìn)一步，所述步驟f包括：f1.當(dāng)所述含水量超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，逐漸增加所述吸收式制冷機(jī)組制得的冷水的循環(huán)流量；f2.當(dāng)所述含水量小于或等于設(shè)定閾值時(shí)，保持當(dāng)前所述吸收式制冷機(jī)組制得的冷水的循環(huán)流量。

進(jìn)一步，所述步驟a中，利用管殼式瓦斯氣體換熱器對(duì)所述瓦斯氣進(jìn)行冷凝。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的利用煤礦低濃度瓦斯發(fā)電的方法，瓦斯氣在進(jìn)入瓦斯發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電前，先通過(guò)吸收式制冷機(jī)組制得的冷水對(duì)瓦斯氣進(jìn)行降溫冷凝，再將冷凝后的瓦斯氣進(jìn)行脫水，以去除冷凝水，再將瓦斯氣通入瓦斯發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，最終將瓦斯氣源中的水份(特別是游離態(tài)的水)去除，從而提高瓦斯發(fā)電機(jī)的開(kāi)機(jī)率和發(fā)電效率，瓦斯發(fā)電機(jī)組排出的高溫?zé)煔庾鳛闊嵩磳?duì)吸收式制冷機(jī)組的吸收劑溶液(溴化鋰溶液)進(jìn)行加熱濃縮，相比于煙氣進(jìn)入余熱鍋爐制得熱水或飽和蒸汽再進(jìn)入制冷機(jī)組，采用本發(fā)明的方法投資減少，制冷機(jī)組效率提高；采用煙氣進(jìn)入制冷機(jī)組制得冷水，相比于電制冷制取冷水，有效利用余熱資源，減少用電負(fù)荷，降低綜合能耗。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明的流程圖；如圖所示，本實(shí)施例利用煤礦低濃度瓦斯發(fā)電的方法包括以下步驟：a.利用吸收式制冷機(jī)組2制得的冷水對(duì)瓦斯氣進(jìn)行冷凝；b.將冷凝后的所述瓦斯氣進(jìn)行脫水；c.將脫水后的所述瓦斯氣輸入瓦斯發(fā)電機(jī)組4進(jìn)行發(fā)電；d.將所述瓦斯發(fā)電機(jī)組4排出的高溫?zé)煔廨斔椭了鑫帐街评錂C(jī)組2，并對(duì)吸收式制冷機(jī)組2的吸收劑水溶液進(jìn)行加熱濃縮，本實(shí)施例中，瓦斯氣在進(jìn)入瓦斯發(fā)電機(jī)組4進(jìn)行發(fā)電前，先通過(guò)吸收式制冷機(jī)組2制得的冷水對(duì)瓦斯氣進(jìn)行降溫冷凝，再將冷凝后的瓦斯氣通過(guò)后置脫水裝置5進(jìn)行脫水，以去除冷凝水，再將瓦斯氣通入瓦斯發(fā)電機(jī)組4進(jìn)行發(fā)電，最終將瓦斯氣源中的水份(特別是游離態(tài)的水)去除，從而提高瓦斯發(fā)電機(jī)的開(kāi)機(jī)率和發(fā)電效率，瓦斯發(fā)電機(jī)組4排出的高溫?zé)煔庾鳛闊嵩磳?duì)吸收式制冷機(jī)組2的吸收劑溶液(溴化鋰溶液)進(jìn)行加熱濃縮，相比于煙氣進(jìn)入余熱鍋爐制得熱水或飽和蒸汽再進(jìn)入制冷機(jī)組2，采用本發(fā)明的脫方法投資減少，制冷機(jī)組2效率提高；采用煙氣進(jìn)入制冷機(jī)組2制得冷水，相比于電制冷制取冷水，有效利用余熱資源，減少用電負(fù)荷，降低綜合能耗。

本實(shí)施例中，所述步驟a中，將瓦斯氣進(jìn)行冷凝前，應(yīng)將其進(jìn)行初步脫水，本實(shí)施例中，采用現(xiàn)有的機(jī)械式脫水裝置作為前置脫水裝置1(如旋風(fēng)脫水裝置和重力式脫水裝置)對(duì)冷凝前的瓦斯氣進(jìn)行初步脫水，瓦斯氣先初步脫水脫除液態(tài)水，再進(jìn)行降溫冷凝，相比于瓦斯氣直接冷凝，其所需的冷量顯著減少。

本實(shí)施例中，所述吸收式制冷機(jī)組2為溴化鋰制冷機(jī)組2；溴化鋰制冷機(jī)用溴化鋰水溶液為吸收劑，其中水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑。溴化鋰吸收式制冷機(jī)因用水為制冷劑，蒸發(fā)溫度在0℃以上,僅可用于空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和制備生產(chǎn)過(guò)程用的冷水，這種制冷機(jī)可用低壓水蒸汽或75℃以上的熱水作為熱源，本實(shí)施例中利用發(fā)電機(jī)組4排出的煙氣作為熱源，對(duì)發(fā)生器內(nèi)的溴化鋰稀溶液進(jìn)行加熱濃縮。

本發(fā)明的利用煤礦低濃度瓦斯發(fā)電的方法還包括步驟e.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸入瓦斯發(fā)電機(jī)的瓦斯氣含水量，并通過(guò)測(cè)得的所述含水量實(shí)時(shí)控制輸入所述吸收式制冷機(jī)組2的高溫?zé)煔饬髁?；本?shí)施例中通過(guò)測(cè)量脫水后的瓦斯氣含水量，對(duì)煙氣進(jìn)氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使制冷機(jī)組2運(yùn)行在最佳工況。

本實(shí)施例中，所述步驟e包括：e1.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸入瓦斯發(fā)電機(jī)的瓦斯氣含水量；e2.當(dāng)所述含水量超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，逐漸增加輸入所述吸收式制冷機(jī)組2的高溫?zé)煔饬髁?；e3.當(dāng)所述含水量小于或等于設(shè)定閾值時(shí)，保持當(dāng)前輸入所述吸收式制冷機(jī)組2的高溫?zé)煔饬髁?；本?shí)施例中，可在發(fā)電機(jī)組4的煙氣出口與吸收式制冷機(jī)組2進(jìn)氣口之間的煙氣管道中設(shè)置電動(dòng)煙氣閥，通過(guò)調(diào)節(jié)煙氣閥開(kāi)度，調(diào)節(jié)煙氣流量。

本實(shí)施例的利用煤礦低濃度瓦斯發(fā)電的方法還包括步驟f.根據(jù)測(cè)得的所述含水量實(shí)時(shí)控制所述吸收式制冷機(jī)組2的制冷量，這種方式一方面能夠保證瓦斯的冷凝滿(mǎn)足要求，另一方面最大幅度的減小制冷機(jī)組2的能耗。

本實(shí)施例中，所述步驟f包括：f1.當(dāng)所述含水量超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，逐漸增加所述吸收式制冷機(jī)組2制得的冷水的循環(huán)流量；f2.當(dāng)所述含水量小于或等于設(shè)定閾值時(shí)，保持當(dāng)前所述吸收式制冷機(jī)組2制得的冷水的循環(huán)流量，根絕瓦斯氣量及含水量，調(diào)節(jié)制冷機(jī)組2冷水泵的轉(zhuǎn)速，以改變冷水的循環(huán)流量，滿(mǎn)足換熱器3制冷量需求。

本實(shí)施例中，所述步驟a中，利用管殼式瓦斯氣體換熱器3對(duì)所述瓦斯氣進(jìn)行冷凝，殼式換熱器3又稱(chēng)列管式換熱器3，是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器3，這種換熱器3結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，操作可靠。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。