发展燃气内燃机资源综合利用与热电联产-综合新能源论文(1)

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翻新时间：2023-04-15

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发展燃气内燃机资源综合利用与热电联产-综合新能源论文(1)

一、原因燃气内燃机是国际上综合利用气体燃料的重要技术手段之一，特别是小型燃气内燃机热电联产在提高资源利用效率项目中，由于燃气内燃机具有一些其他设备难以比拟的优势，因而受到了各国的普遍重视。在制定《关于热电联产的规定》中，因存在着一些认识上的差距，未能对燃气内燃机热电联产方式提出政策性意见。

但随着我国西气东送工程的实施和资源综合利用事业的深入，以及环境保护、节能工作的落实，发展燃气内燃机资源综合利用与热电联产需要一个比较明确的政策支持。燃气内燃机使用气体燃料，将燃料与空气注入气缸混合压缩，点火引发其爆燃做功，推动活塞运行，通过气缸连杆和曲轴，驱动发电机发电。

燃气内燃机具有小型高效化、可燃低热值气体燃料和可直接利用低压气源的技术特点，是燃气轮机和常规热电联产难以相比的，这些优势使其成为目前世界小型热电联产设施积极发展和广泛采用的主要方式之一，它对于天然气合理利用，以及煤层气、沼气等低热值气体燃料的综合利用，以及发展第二代能源系统具有特殊意义。澳大利亚能源开发公司拥有数百台1MW燃气内燃机，主要利用煤矿瓦斯气、垃圾填埋场沼气、煤层气和小储量天然气资源，每个电厂小的仅有1-2台，多的拥有50-60台，遍布各地矿区，节约了资源，保护了环境，保障了煤矿和填埋场的安全。

其中实现了热电联产，向周遍区域提供蒸汽或热水。由于采用了1MW小型机组多台并行方案，系统安全性和调节灵活性很高，标准化的设备使造价和运行成本降低。

中国的煤矿瓦斯气、垃圾填埋场沼气、煤层气和小容量天然气资源非常丰富，但目前基本上是浪费掉了，不仅污染了环境，还对煤矿和垃圾填埋场的安全运行构成了严重威胁，仅2000年全国煤矿死亡5317人，主要与矿井瓦斯爆炸有关。而中国人均能源资源占有量不及世界平均水平的一半，我们没有理由浪费这些宝贵资源。

根据国外经验，国家应该通过经济杠杆，鼓励煤矿企业积极回收利用矿井瓦斯，这是煤矿安全的必要而又十分要效的手段。

二、优势

1、燃气内燃机具有小型高效化的优势：无论是燃气轮机，还是蒸汽轮机，小型化后往往损失的是电能的转换效率，除非一些采用极先进技术的燃气轮机机组。燃气内燃机在的电能转换效率明显高于普通燃气轮机和蒸汽轮机，电能价值较高，其经济性也必然较理想。

燃气内燃机的废烟气、冷却水中的余热可以回收利用，在小型前置循环热电联产系统中，采用燃气内燃机热电联产的总热效率与燃气轮机热电联产总热效率相近，均可达到80%左右。但燃气内燃机的发电效率增加了近7-9%，其电能转换效率明显高于燃气轮机。

但也应该指出，燃气内燃机所产生的余热中，有较多的是低品位的热水，利用效率和方式受到一定限制，在燃气—蒸汽联合循环系统中的发电效率又大大低于燃气轮机；燃气内燃机效率比较（表1）项目单位G3412G3508G3516G3616出力kW32551910303385总燃耗量MJ/h3.515.0410.1833.22废气排热MJ/h0.731.623.5512.68废气温度℃454453485446废气排量NM3/h11002430486051900废气含氧率%410.29.912.2冷却水排热MJ/h1.30.941.842.97冷却水温度℃99999988发电效率%33373636.7总热效率%85838477热电比%156123131110注：上述设备是引用卡特彼勒（Caterpillar）燃气内燃机技术标准，卡特是世界上技术最先进，性能最可靠的设备之一。