专利名称：：一种煤层气发电方法
技术领域：
：本发明涉及一种发电方法，尤其是一种Mffl于,气(iiT瓦斯)发电的新方法。背景駄煤层气(W瓦斯)一般指抽放瓦斯、矿井瓦斯和风排瓦斯的总称，是与願伴生的一种气体，主要成分是CH4，是一种舰的燃料。我国煤层气资源利用现状具有三个主要特点(Df糧丰富。魁艘以下2000m内的,气^S约为35万亿m3，与我国天然气资源量相当；微良费严重。2003年我国湖防idg层气190亿m3以上，其中抽采S^勺15亿m3;2006年全国iir抽采煤层气32亿m3，绝大部分翻队大气中；③污染严重。廳气的驢效应约为C02的21倍，会对环,成S^污染。煤层气发电集节能、环保、$M、錢于一体，是M:蹄效的煤层气禾,途径。通常情况下1m3纯瓦斯可发电3.5kWh。因此，近年来国家对煤层气抽采利用尤其是煤层气发电工作高度重视。2006年国务院办公厅发布了《关于加快煤层气(,瓦斯)抽采利用的^F意见》，2007年国家发改委出台了《关于利用纟媒气(煤矿瓦斯)发电工作的实施意见》，2008年中国矿业大学和中国地质大学"煤与煤层气工程:^斗专业"开始招生。廳气发电的主要帝哟因素在T^源的不稳定性(D^度的差异大，波动严重。抽采瓦斯浓度一般在25%左右，风排瓦斯浓度在1%以下；随着矿井、鄉方式、釆煤阶段、操作水平的不同，抽采瓦斯浓度波动较大。因此，煤层气发电ini腕燃麟统的鹏性一定要强。②产聽异大，波动严重。2003年国有重点,中低瓦斯矿井占11%，高瓦斯矿井占48%;同一矿井在不同的抽采阶段，瓦斯产量变化也駄。因此，廳气发电丰;ii且的靴功率范围要广。dm取地点的移动性。随着抽采的进行，某一抽采点的廳气资源^M渐綱。因此，煤层气发电才Mg^、须便于移动。目前三种主要的煤层气发电方式:蒸汽轮m^电丰;ii、燃气轮机发ini且、燃气内m^:电抛且，对煤层气气源的不稳定性鹏能力鶴，如下表所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>其中蒸n^服电抛且不便于移动；燃气轮Dm电抛且和燃气内燃机发电机组便于移动，但鄉麟舰气源稳定性要求很高。
发明内容技术问题本发明的目的^f共一种方法简单，操作方便，iSl^願气气源不稳定尤其劍赚度瓦斯，效果好的煤层气发电方法。技术方案本发明的煤层气发电方法，包括多孔介质燃烧器，！^林发动laf口发电机，将具有外燃机特性的1#林发动机和对气源波动具有良好通安性的多孔介质燃烧器相连接，其中多孔介质燃烧器分别与煤层气气源和辦寺林发动mt目连接，旨林发动机与发电m^接，M:与煤层气气源相连的多孑L介质燃烧器产生高翻因气向1^林发动机衝共會遣，由斯特林发动机带动发电机发电。有益^媒聰破了煤层气气源不稳定尤其是低浓度瓦斯对现有廳气发电方法的限制，并且是粒在成熟技^S础上的新方法，为廳气发电尤其^^m度煤层气发电掛共了一种新的方法。Kf^林发动机是一种外燃机，工质不直接参与燃烧，只要能保M^卖供给它400。C以上的热能即可，因lt体质i^t气源的不稳定性不具有^^性。而且斜几功率从几千瓦到几十兆瓦，可以鹏不同瓦斯产量的需要。多孑L介M^烧器是一种以多孔介质为载体的过焓燃烧技术，火孔很小且热容量很高，既可以燃用浓度较高的抽放瓦斯，也方便利用浓度很低的风排瓦斯，因此可以会辦气源波动对燃^1程的影响，尤其舰于低浓S^层气具裕艮强的鹏能力。因此，本发明将具有外燃机特性的#林发动卩对气源波动具有良好,性的多孔介质燃烧皿m合，可以樹共一种倉,适应煤层气气源不稳定性尤其劍氐浓度煤层气的发电方法。娜效率高。S^寺林发动机理论上可实现热效率最高的卡诺循环，完4全可以与燃气内燃机媲美，其高的扫气容积功率是普通的活塞式内燃机所望尘皿的。而在多孔介质it^器比普通扩tfcl烧器热效率高，相同热负荷下甚至t体生灯^t烧节约燃料达3(F。5亂断染小。^tt林发动机的循环系统没有阀门，工质压力变化平稳，循环压力比小，因此没有内燃棚,的翻汽噪音和燃烧冲击噪音。多孔介质燃烧器火孔分布均匀，力口之相对于自由空间各部分之间的换热系数対导多，燃驗内離分布较均勻；而且多孔介质撤高的繊射能力，燃麟有一部分以辐射方式传出去，斷氐了火焰区驗，从而M^、了N0X的生成。@{1于移动，维护简单。#林发动机比内微几少40%的零部件，不需要燃气压縮机，因此#^只小，重量轻，移动方厄便于维护。多孔介质燃烧器结构简单，只要定期更换多孔介质即可，维护方便。具体实施例方式本发明的煤层气发电方法采用多孔介质燃烧器，辦寺林发动机和发电机，将具有外燃机特性的斯特林发动机和对气源波动具有良好适应性的多孔介质燃烧器相连接，其中多孔介质燃烧器分别与煤层气气源和辦寺林发动机相连接，辦寺林发动机与发电Hii接。M多孔介质燃烧器作为煤层^M^g，产生高M气掛共^ft寺林发动禾;i^需倉糧，^#林发动机自多孔介质燃烧器的高1气驱动，带动发电机发电。工作原理,气iiA多孔介M^器中,，^生的高气驱动辦寺林发动机做功，鹏林发动机带动发电机发电。权利要求1一种煤层气发电方法，包括多孔介质燃烧器，斯特林发动机和发电机，其特征在于将具有外燃机特性的斯特林发动机和对气源波动具有良好适应性的多孔介质燃烧器相连接，其中多孔介质燃烧器分别与煤层气气源和斯特林发动机相连接，斯特林发动机与发电机相连接，通过与煤层气气源相连的多孔介质燃烧器产生高温烟气向斯特林发动机提供能量，由斯特林发动机带动发电机发电。全文摘要一种煤层气发电方法，包括多孔介质燃烧器，斯特林发动机和发电机，将具有外燃机特性的斯特林发动机和对气源波动具有良好适应性的多孔介质燃烧器相连接，其中多孔介质燃烧器分别与煤层气气源和斯特林发动机相连接，斯特林发动机与发电机连接，通过与煤层气气源相连的多孔介质燃烧器产生高温烟气向斯特林发动机提供能量，由斯特林发动机带动发电机发电。突破了煤层气气源不稳定，尤其是低浓度瓦斯对现有煤层气发电技术的限制；其次热效率高，污染小，便于移动，维护简单。文档编号F02G1/043GK101660462SQ200910182059公开日2010年3月3日申请日期2009年7月20日优先权日2009年7月20日发明者宋正昶,张保生,宁陈申请人:中国矿业大学