珙泉瓦斯发电工程项目可行性研究报告(编辑修改稿)

珙泉瓦斯发电工程项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

斯浓度 30％ 40％，矿井 20xx 年抽放纯瓦斯总量2200 万立方米，矿井煤层瓦斯压力。 民用瓦斯与内部锅炉用瓦斯量仅需 990 万 m3/年，已基本饱和，剩余约 1210 万 m3/年瓦斯基本排空。 集团公司 07 年至 12 年瓦斯抽采规划实现后，排空量将进一步增大。 瓦斯发电站及 配套工程 瓦斯发电机组适用于瓦斯浓度大于 25％以上的瓦斯发电。 国内较成熟的 500GF12RW型瓦斯发电机组单机年耗纯瓦斯量 120万 m3，芙蓉集团公司按 20xx年纯瓦斯排空量为 1210万 m3/年计算，可满足 10 台正常运行（ 1Nm3纯瓦斯可发电 ），因此 一期已装设 5 台500 型发电机， 年发电量达 1512 万 KWh。 一期工程在 20xx 年 11 月 30 日已建成发电。 12 集团公司已对 20xx 年至 2017 年的瓦斯抽采量作了规划，并制定相应的措施保证瓦斯用量，一是根据规划需要对各矿下达抽采计划，增 加打钻抽采设备，实施先抽后采，边采掘边抽放，提高矿井瓦斯抽采率；二是对集团公司四矿的瓦斯抽采管网系统进行改造，增大输送管径或增设一条主管路，以抽采采空区瓦斯；三是对杉木树矿的抽采泵进行扩能改造，把 2 台 2BE1 253O 型的抽采泵（已使用十年）扩大更新为 2 台 2BE1 5051型泵， 同时对抽采泵站进行相应改造， 增大抽采能力；四是在杉木树矿建一个 万 m3的瓦斯储存罐确保民用和发电所需瓦斯量。 矿井瓦斯抽采设备扩容及管网系统安装改造。 瓦斯发电的必要性 我公司煤层气（瓦 斯）的开发利用工作将进入实施阶段。 通过瓦斯发电可实现“以利用促抽采，以抽采保安全”的良性循环发展。 煤矿瓦斯经过燃烧发电，不仅缓解了矿区电力供应紧张，还降低了直接排放给环境带来的污染。 通过瓦斯发电，加大了煤矿瓦斯的利用率，减少温室气体排放。 瓦斯发电 项目是 CDM 项目的重要内容之一，该项目的顺利实施和及时建成投产，直接关系到后期 CDM 项目合作协议。 项目方案 瓦斯发电站地址选择 根据现有珙泉煤业有限责任公司瓦斯储存罐的具体位置以及输气管网分布情况，供电网络及运行方式，结合 CDM 项目的要求，瓦斯 发 电站选址考虑三方案进行分析比较。 方案一、在珙泉煤业有限责任公司救护中队处建设 瓦斯 发电站机房建在现珙泉煤业有限责任公司救护中队位置，面积约 1860m2，与珙泉35kV 变电站相邻，且与珙泉瓦斯储存罐大约 250 米距离 ,计划 总装机容量为 2500 千瓦。 方案二、在珙泉煤业有限责任公司原炸药库处建设 瓦斯 发电站机房建在现珙泉煤业有限责任公司原炸药库位置，面积约 2267m2，与珙泉35kV 变电站和珙泉瓦斯储存罐相距较远，约 800 米 ,计划 总装机容量为 2500 千瓦。 方案三、在珙泉煤业有限责任公司原玻棉厂处建设 瓦斯 发电 站机房建在现珙泉煤业有限责任公司原玻棉厂位置，面积约 2659m2，与珙泉 13 35kV 变电站相距 650 米，且与珙泉瓦斯储存罐大约 850 米距离 ,计划 总装机容量为 2500 千瓦。 方案对比 : 方案一优点：地势平整，距瓦斯储存罐和 35KV 变电站较近。 缺点：需搬迁的农户达10 户之多；乡村公路需改道；征用土地多。 方案二优点：不征用土地。 缺点：地形复杂；安装难度大，安装费用高；距瓦斯储存罐和 35kV 变电站远。 方案三优点：不征用土地；地势平整。 缺点：距瓦斯储存罐和 35kV 变电站较远。 通过上述三个方案比较，方案三：在 珙泉煤业有限责任公司原玻棉厂处 建瓦斯发电站，可以减少配套工程重复建设，集中管理，免去了重新征地的复杂程序，有利于 CDM 项目建设，对加快工程进度，缩短建设周期，使瓦斯发电站按期建成投产更为有利，所以方案三为优选方案。 瓦斯发电机组选型 （济柴和胜动的性能比较表） ㈠ 1512 瓦斯发动机技术参数 厂家 济柴 胜动 型号 G12V190ZLDW W12V190ZLDK2C 型式 四冲程、火花塞点火、水冷、增压、空气中冷、增压前混合 四冲程、火花塞点火、水冷、增压中冷、电控混合 气缸排列 V 型、 60176。 夹角 V 型 60176。 夹角 气缸数 12 12 气缸直径 190mm 190mm 活塞行程 210mm 210mm 活塞总排量 标定转速 1000r/min 1000r/min 空载最低稳定转速 600r/min 600r/min 标定功率 550kW 550kW 燃气压力 4～ 50kPa 热耗率 ≤ 14 机油消耗率 ≤ 排气温度 ≤ 550℃（涡轮前） 出水温度 ≤ 90℃ ≤ 85℃ 中冷器进水温度 ≤ 45℃ 主油道机油压力 500～ 800kPa 400~800kPa 稳定调速率 ≤ 5% 0－ 5％可调 机油牌号 长城 SE40/美孚飞马 705 冷却方式 强制水冷 强制循环水冷 润滑方式 压力润滑和飞溅润滑 压力和飞溅复合式润滑 曲轴转向 逆时针（自飞轮端视） 压缩比： 10： 1 ㈡ 瓦斯机组技术参数 厂家 济柴 胜动 机组型号 500GFWK 500GF12RW 燃气发动机型号 G12V190ZLDW2 发电机型号 1FC6 4566LA42 控制屏型号 KW500AZ2 PLT500D 额定功率（ kW） 500 500kW 额定转速（ r/min） 1000 1000r/min 额定电压（ V） 400 400V 额定电流（ A） 902 902A 额定频率（ Hz） 50 50Hz 额定因数（ COSΦ） 0． 8（滞后） （滞后） 燃气热耗率 ≤ 10 调压方式 自动 自动调节 励磁方式 无刷 稳定调速率 (%) ≤ 5 相数与接法 三相四线制 三相四线制 15 点火方式 电子点火 MIC500 控制系统 WOODWARDUMT1 发动机热效率（ %） ≥ 36 31%~33% 计算机管理系统（选购） GPSCMC20xx 排气温度（℃） ≤ 550 机油消耗率 (g/kW h ) ≤ ≤ 工作方式 常年工作方式（ SI 工作制） 启动方式 直流 24V 电启动 24V 直流电起动 操纵方式 远距离电控 冷却方式 开式双温强制水冷 开式（带换热器） 机组大修期（ h） ≥ 30000 ≥ 25000 外形尺寸 5120 2040 2780 5506 1970 2750mm 机组质量（ kg） 120xx 12500kg 调速方式： 电子调速 电子调速 济柴瓦斯发电机组和胜动燃气发电机组都是以瓦斯作为燃料进行研制而成，瓦斯发电机组主要关键部件由国外进口，具有燃气热耗率低、发动机热效率高、机油消耗率低、大修周期长、可实现远距离控制等优点。 因此瓦斯发电机组拟选择济柴，并将通过招标确定。 内燃机对瓦斯的适应性 我国近几年在瓦斯、煤层气、天然气、石油炼化尾气、焦炉尾气的利用上取得了突破。 瓦斯发电机组已经在全国各地煤矿得到广泛应用。 瓦斯发电机组针对瓦斯特点设计，采用了数字点火技术、电控技术 、增压中冷、稀燃技术等多项国家专利技术和实用新技术，很好地解决了燃烧控制、浓度变化等问题。 瓦斯发电机组应用的技术 煤矿瓦斯抽放过程中，瓦斯的压力和 CH4浓度是在不断变化的，瓦斯发电机组适应瓦斯的变化，具有以下技术特点： 空燃比 自动调节技术 煤矿抽排瓦斯过程中浓度和压力不稳定 ,该瓦斯发电机组采用电控混合技术对发动机 16 的空燃比进行实时控制。 发动机自动实时监控燃烧状况，由中央控制单元发出指令，执行器调整燃气通道，从而改变燃气进气量，达到自动调节混合比的目的，使发动机空燃比始终保持在理想状态，整 个调整过程自动实现。 瓦斯发电机组采用电子控制技术，通过闭环自动调节混合气空燃比，显著提高对燃气浓度变化的适应能力，瓦斯浓度在 20%－ 100％之间变动时，机组都能适应。 低压进气技术 针对一些瓦斯压力低的特点，该发电机组采用先混合后增压技术设计使机组对燃气的压力要求较低，只需要燃气进气压力达到 300mmH2O 以上即可达到机组的使用条件，不需要增加加压装置，减少投资。 未采用此技术的国内其他厂家的发 电机组需要增加加压装置，这样不仅增加了投资，同时也增加了机组故障点、安全隐患，并消耗了电力。 稀燃技术 机组通过合理匹配配气系统，调低空燃比 ,利用自主知识产权的新概念燃烧室技术在局部形成点火能量相对优势，尔后实现多点点火，增大了点火能量，提高燃气燃烧速度，实现了稀薄燃烧，降低了机组热负荷，提高了机组对燃气的适应性和机组的热效率，其动力性和可靠性大大提高。 未采用此技术的机组，对燃气的潮湿性较为敏感，表现为点火困难或点火不连续。 燃烧自动控制技术 通过此项技术，可将机组的排气温度控制在 550℃以下，显著降低热负荷，明显提高机组运行可靠性，特别是具有避免爆震发生的作用。 未采用此技术的机组一般是 凭人的感官和经验来调整机组运行状况，机组运行时排气温度会超过 650℃，其关键部件的寿命大大降低，不能满足机组长期运行的要求。 数字 点火 技术 数字 点火 技术点火系统由 ECU、火花塞、高压线、高压点火线圈等部分构成。 该技术由 ECU 根据不同类型的燃气机，或燃气机的不同工况，从软件上调整点火能量和点火时间，保证燃气燃烧充分，机组可靠运行。 此点火系统尤其适合多缸机型，使每个气缸都能在最佳状态工作，发挥机器的最佳性能。 增压中冷技术 发动机针对瓦斯的特性合理匹配增压器和中冷器，增加了燃气进气量，提高 了发动机功率。 与稀燃技术结合，实现燃气稀薄燃烧，减少燃气后燃与爆震倾向，降低热负荷，改 17 善排放，提高了燃气机的动力性、经济性。 电子调速 技术 选用美国 WOODWARD 电调系统，该系统是当前世界最先进的大功率调速系统，经过 20多年燃气机研发经验和国内外机组的使用验证， 该调速系统的使用性能优越，具有高稳定性和反应快速等优点，适合多台机组并车或并网时使用，可达到精确的速度控制，使机组调速率稳定。 TEM 全电子控制技术 利用 TEM（全电子控制技术）系统 对瓦斯浓度、发动机缸温、排温、混合器转角、监控仪测量参数、电量参数进行采集记录与故障报警，并能自动调节混合器控制阀开度，使机组始终处于最佳工作状态。 进气总管装甲烷传感器，符合煤矿防爆要求。 TEM 系统还可以根据用户的需要实现信息远传和远程监控。 防回火 技术 公司针对瓦斯的特点，研制了专用的干式阻火器，用于发动机的三处阻火点，防止发动机回火。 此专用阻火器通过了国家消防总局的批准。 瓦斯发电机组特点 燃气机组针对瓦斯特点设计，机组特性如下： ① 可适用于燃气成份变化的燃气发电，计算机闭环控制，自动跟踪。