1、燃氣輪機催化燃燒發(fā)電技術具有環(huán)保、高效的優(yōu)點，它在安全性、靈活性及輸配電的成本等方面也具有明顯的優(yōu)勢。煤礦通風氣是煤礦開采過程中甲烷產(chǎn)生和排入大氣的主要燃料能源浪費，迄今為止，還沒有有效的方法能夠有效利用這部分低熱值排氣，而本文所涉及的燃氣輪機系統(tǒng)正是著眼于這部分低熱值燃氣而所提出，此系統(tǒng)的提出不僅一方面解決了煤礦通風氣排空的能源浪費問題，另一方面也能進一步緩解氣體排放所造成的溫室效應，所以此系統(tǒng)近年成為發(fā)電領域的研究的一個熱點。由于燃

2、氣輪機和催化燃燒室是具有很強非線性的部件，這對研究系統(tǒng)的動態(tài)特性帶來了很大的難度。因此，系統(tǒng)的直接調(diào)試首先應該依據(jù)共同的特性參數(shù)對單個燃氣輪機系統(tǒng)或者催化燃燒室的試驗研究，通過對兩者組合的燃氣輪機系統(tǒng)進行調(diào)試磨合實驗，為進一步商業(yè)化生產(chǎn)整個催化燃燒燃氣輪機系統(tǒng)做好充分的技術準備。 本文主要做了以下幾個方面的工作： 首先，研究了超低濃度煤層通風氣體流過蜂窩狀燃燒器的每一個微細通道，在通道表面發(fā)生催化反應的特性。通過對CH4

3、與H2的催化特性研究，本節(jié)重點分析了催化燃燒室催化劑負載量、預混氣體體積流量、燃料濃度、燃燒室入口溫度和壓力等因素對催化反應特性的影響。 其次，基于中澳合作澳方催化燃燒小試試驗，本文按照中試燃氣流量和壓力溫度等條件，獨立設計了針對煤礦通風氣中的主要成分CH4的中試催化燃燒實驗臺。主要工作集中在：整個催化實驗臺的流程設計；關鍵部件（加熱器，催化燃燒器等）的機械設計；關鍵測試部件的選型（如流量劑，壓力溫度計以及氣體成分分析儀等）；氣

4、體加熱器的電氣控制系統(tǒng)設計等方面。之外，使用傳統(tǒng)的燃燒器代替催化燃燒器對依照煤礦通風氣催化燃燒設計工況設計的燃氣輪機系統(tǒng)進行了試車試驗: 磨合實驗、自循環(huán)不帶負荷/帶負荷試驗以及啟動電機試驗。 采用已有的燃氣輪機系統(tǒng)主要部件參數(shù)及催化燃燒室模擬計算建立的模型進行了動態(tài)仿真模型的建模，建立了煤礦通風氣燃氣輪機系統(tǒng)模型，并在此基礎之上，對系統(tǒng)進行了的動態(tài)仿真試驗和控制調(diào)節(jié)分析。 本文所做的工作對煤礦通風氣燃氣輪機系統(tǒng)的設計和