高低濃度瓦斯發(fā)電對(duì)比

1、瓦斯發(fā)電項(xiàng)目投資簡(jiǎn)述1、 燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組分為高濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組和低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組，高濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組要求甲烷含量在25%以上；低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組要求甲烷含量在12%-25%；根據(jù)瓦斯?jié)舛惹闆r選擇發(fā)電機(jī)組型號(hào)，低瓦斯發(fā)電機(jī)組一般選擇1MW左右，高瓦斯發(fā)電機(jī)組一般選擇2MW左右。高瓦斯發(fā)電機(jī)組發(fā)電效率比低瓦斯發(fā)電機(jī)組發(fā)電效率略高。瓦斯發(fā)電機(jī)燃料能量約35%被機(jī)組轉(zhuǎn)化為電能，約30%隨廢氣排出，25%被發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水帶走。低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組采用電控燃?xì)饣旌掀骷夹g(shù)，可以自動(dòng)控制空燃比，以適應(yīng)瓦斯的濃度變化，將瓦斯?jié)舛日{(diào)整9%，此時(shí)瓦斯爆炸反應(yīng)最完全，瓦斯、氧氣氧化反應(yīng)完全，實(shí)現(xiàn)零氧平

2、衡，此時(shí)爆炸威力也最大，做功效率最高。高低瓦斯發(fā)電最大的區(qū)別:低濃度處于爆炸極限內(nèi)的甲烷在進(jìn)入機(jī)組前的過(guò)程中是不允許設(shè)置儲(chǔ)氣罐和加壓機(jī)，而高濃度瓦斯在輸送過(guò)程中可不設(shè)計(jì)瓦斯安全輸送系統(tǒng)。2、 高低瓦斯發(fā)電工藝及區(qū)別瓦斯經(jīng)過(guò)安全輸送系統(tǒng)（霧化水系統(tǒng)、水封阻火器、安全閥等）的傳輸，瓦斯預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)氣體雜質(zhì)、液態(tài)水的過(guò)濾和氣體溫度的調(diào)控，進(jìn)入機(jī)組內(nèi)先進(jìn)行預(yù)混合，之后由渦輪增壓器增壓、中冷器降溫、在缸內(nèi)用火花塞點(diǎn)火，燃燒后高溫高壓氣體帶動(dòng)缸體活塞和曲軸運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。詳細(xì)工藝流程見(jiàn)下圖：瓦斯發(fā)電工藝系統(tǒng)。瓦斯發(fā)電工藝主要包括11項(xiàng)系統(tǒng)，熱力系統(tǒng)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、瓦

3、斯輸送安全裝置系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、并網(wǎng)工程、電氣系統(tǒng)、熱工控制系統(tǒng)、附屬生產(chǎn)工程、煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)。各工藝系統(tǒng)詳細(xì)情況介紹如下：熱力系統(tǒng)：瓦斯與空氣在集裝箱式內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)機(jī)組進(jìn)氣入口處混合后，進(jìn)入渦輪增壓器增壓，再經(jīng)過(guò)中冷器冷卻，通過(guò)進(jìn)氣管由進(jìn)氣門(mén)控制進(jìn)入氣缸，經(jīng)火花塞點(diǎn)火爆炸氧化，產(chǎn)生動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)，曲軸將動(dòng)力傳給交流發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)換成電能輸出。主要設(shè)備包括燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)，以及配套的管路和設(shè)備。燃料供應(yīng)系統(tǒng)：礦井瓦斯從井下煤層中，經(jīng)過(guò)瓦斯泵站抽采后，抽排到地面，由瓦斯輸送管道經(jīng)過(guò)泵送、離心脫水、制冷脫水等一系列安全處理措施，提供給瓦斯發(fā)電機(jī)組。主要工程包括：瓦斯

4、預(yù)處理土建、羅茨風(fēng)機(jī)設(shè)備及安裝工程。余熱利用系統(tǒng)：發(fā)電機(jī)組尾氣凈化后排煙溫度高達(dá)400-600，直接對(duì)空排放將造成熱能浪費(fèi)，為把有效熱能充分利用，在排煙筒處設(shè)置蒸汽鍋爐或者余熱鍋爐，鍋爐將熱源提供給用戶，解決工業(yè)場(chǎng)地冬季取暖供熱問(wèn)題。主要設(shè)備包括余熱鍋爐和配套管路設(shè)備。瓦斯安全輸送系統(tǒng)：瓦斯經(jīng)過(guò)瓦斯泵站，增壓機(jī)增壓泵送進(jìn)入發(fā)電機(jī)組，沿途需要設(shè)置水封阻火器、水霧輸送系統(tǒng)、干式阻火器等防爆阻爆安全設(shè)施，保證瓦斯輸送安全。除灰系統(tǒng)：在瓦斯輸送管道中增加一道濾網(wǎng)，將瓦斯中的粉塵和雜質(zhì)等固體顆粒物過(guò)濾，保證瓦斯純度和質(zhì)量。水處理及供水系統(tǒng)：場(chǎng)地內(nèi)生活水硬度高，水中鈣、鎂含量高，容易腐蝕機(jī)組和鍋爐設(shè)備，不

5、利于余熱鍋爐和機(jī)組冷卻循環(huán)水使用，需要將水進(jìn)行軟化處理，軟化后利用水泵提供給機(jī)組冷卻系統(tǒng)和采暖系統(tǒng)。主要工程包括：水軟化車(chē)間、水泵、水箱等配套設(shè)施。并網(wǎng)工程：瓦斯發(fā)電除提供7%的廠區(qū)自發(fā)子用之外，富裕電量全部上網(wǎng)，接入附近高壓變電站并網(wǎng)運(yùn)行，與國(guó)家電力聯(lián)網(wǎng)。主要設(shè)備包括變壓器和配套并網(wǎng)設(shè)備。電氣系統(tǒng)：發(fā)電站所有電氣設(shè)備的運(yùn)行情況需要形成自動(dòng)監(jiān)控、測(cè)量、保護(hù)的電氣系統(tǒng)，通過(guò)通信技術(shù)與發(fā)電站管理系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化。主要工程包括：主控系統(tǒng)、高低壓開(kāi)關(guān)、電纜、照明、防雷接地等電氣設(shè)備。熱工控制系統(tǒng)：為了提高電站自動(dòng)化水平，保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高效率，減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，需要對(duì)瓦斯發(fā)電機(jī)組

6、設(shè)備實(shí)行集中控制，保證機(jī)組安全運(yùn)行。主要工程包括熱工控制、微機(jī)監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警、工業(yè)電視系統(tǒng)等。附屬生產(chǎn)系統(tǒng)：瓦斯發(fā)電項(xiàng)目除主要生產(chǎn)系統(tǒng)工程之外，還需配套建設(shè)消防系統(tǒng)、室外給排水系統(tǒng)、場(chǎng)地土方、圍護(hù)等及其他附屬生產(chǎn)系統(tǒng)，服務(wù)于主要生產(chǎn)系統(tǒng)。煙氣凈化系統(tǒng)：瓦斯爆炸做功會(huì)產(chǎn)生粉塵、氮氧化合物等有害氣體，為保證尾氣排放滿足國(guó)家環(huán)保要求，必須對(duì)排放的廢氣進(jìn)行凈化處理。在排氣管道設(shè)置尿素催化劑噴嘴，催化劑在高溫作用下分解成NH3和H20，與尾氣混合后產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氮?dú)夂退诺酱髿庵校瑴p少大氣污染。主要設(shè)備包括：尿素溶液儲(chǔ)罐、輸送裝置、計(jì)量裝置等其他配套設(shè)備。高低瓦斯發(fā)電工藝區(qū)別。高瓦斯發(fā)電與低瓦斯發(fā)電

7、工藝系統(tǒng)基本相同，高瓦斯發(fā)電沒(méi)有瓦斯安全輸送系統(tǒng)，低濃度瓦斯地面安全輸送技術(shù)目前主要有三種方式，即細(xì)水霧混合安全輸送裝置（如胡底電廠）、瓦斯輸送自動(dòng)噴粉抑爆裝置（如岳城電廠）、兩相流安全輸送裝置。其他電力系統(tǒng)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)等系統(tǒng)基本相似。三、瓦斯發(fā)電投資效果分析因低濃度瓦斯不能儲(chǔ)存，瓦斯氣源受限，低瓦斯發(fā)電項(xiàng)目規(guī)模相對(duì)較小，低瓦斯發(fā)電機(jī)組與高瓦斯發(fā)電機(jī)組除對(duì)氣源濃度要求不同之外，其他各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)基本相同。工程投資主要取決于規(guī)模大小、設(shè)備選型標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)工藝等相關(guān)因素。投資1MW瓦斯發(fā)電單位投資額600-1000萬(wàn)元，規(guī)模越大，單位投資額越小。高瓦斯發(fā)電項(xiàng)目1度電瓦斯消耗量0.26立

8、方，低瓦斯發(fā)電項(xiàng)目1度電瓦斯消耗量0.3立方，高瓦斯發(fā)電效率比低瓦斯發(fā)電效率略高。從投資效益看，低濃度瓦斯價(jià)格0.3元/立方，高濃度瓦斯價(jià)格0.4元/立方。按照0.509元/度電計(jì)算，一立方純瓦斯的發(fā)電量是3.3度電，除去設(shè)備維護(hù)、人工費(fèi)、維簡(jiǎn)投入等0.3元/度電。瓦斯發(fā)電效益為0.509-0.3=0.209元/度電,一個(gè)6MW規(guī)模的瓦斯電廠，年工作6000小時(shí)，年收益=6000*6000*0.209=752.4萬(wàn)元。投資回收期一般為612年，瓦斯發(fā)電項(xiàng)目根據(jù)規(guī)模收益情況，投資效益較理想。低濃度瓦斯發(fā)電項(xiàng)目投資對(duì)比序號(hào)工程名稱(chēng)胡底低濃度瓦斯（10MW）段河低濃度瓦斯（6MW）岳城低濃度瓦斯（9

9、MW）三水溝低濃度瓦斯（6MW）工程內(nèi)容投資(萬(wàn)元)工程內(nèi)容投資(萬(wàn)元)工程內(nèi)容投資(萬(wàn)元)工程內(nèi)容投資(萬(wàn)元)1熱力系統(tǒng)瓦斯發(fā)電機(jī)組、集裝箱發(fā)電基礎(chǔ)4780.41 廠區(qū)主要構(gòu)筑物、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組、氣水二相流安全輸送系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、管道系統(tǒng)2044.06 燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組本體（）4662.53瓦斯發(fā)電部分管道材料2046.012燃料供應(yīng)系統(tǒng)預(yù)處理土建、設(shè)備基礎(chǔ)、預(yù)處理系統(tǒng)（羅茨風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵補(bǔ)液泵、補(bǔ)液箱）346.01輔助用房、設(shè)備基礎(chǔ)、井池327.523余熱利用系統(tǒng)余熱鍋爐鋼平臺(tái)基礎(chǔ)、余熱鍋爐鋼平臺(tái)、鍋爐其他輔機(jī)249.83余熱利用系統(tǒng)（178.46）178.46余熱鍋爐平臺(tái)（31.73）3

10、1.73余熱利用系統(tǒng)(130.08)130.084瓦斯輸送安全裝置系統(tǒng)瓦斯深度脫水系統(tǒng)363.44 氣水二相流安全輸送系統(tǒng)163.4瓦斯深度脫水系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)分體安裝吊車(chē)費(fèi)21.07瓦斯輸送安全裝置系統(tǒng)（106.68）、瓦斯深度脫水系統(tǒng)（342.49）448.975除灰系統(tǒng)濾絲網(wǎng)濾絲網(wǎng)濾絲網(wǎng)濾絲網(wǎng)6水處理系統(tǒng)、供水系統(tǒng)室外管網(wǎng)1.78軟化水系統(tǒng)、循環(huán)水泵房、供水系統(tǒng)148.60 水處理（全自動(dòng)軟化水裝置安裝 、鋼骨架復(fù)合管安裝 DN50、鋼骨架復(fù)合管安裝 DN150等）51.9站區(qū)生活、生產(chǎn)供水管網(wǎng)、站區(qū)消防管網(wǎng)、化學(xué)水處理系統(tǒng)38.387并網(wǎng)工程并網(wǎng)工程1271.00 并網(wǎng)工程 13298電氣系

11、統(tǒng)發(fā)電部分、升壓站部分、上級(jí)變電站746.4主控樓、變壓器基礎(chǔ)及集油井、6KV用電設(shè)備、380V低壓廠用電設(shè)備、全廠電纜、廠區(qū)動(dòng)照線網(wǎng)及防雷接地725.61 高壓開(kāi)關(guān)柜、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)設(shè)、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)設(shè)、廠用變壓器、低壓開(kāi)關(guān)柜、發(fā)電機(jī)保護(hù)測(cè)控屏、公用測(cè)控屏、路燈、直流系統(tǒng)、電力電纜、電源箱251電氣設(shè)備、電纜部分、防雷接地281.589熱工控制系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視系、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)183.55熱工控制系統(tǒng)、微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、廠內(nèi)通信、生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)255.87 瓦斯輸送系統(tǒng)、控制電纜、控制調(diào)節(jié)安全監(jiān)控裝置安、導(dǎo)線、余熱PLC控制系統(tǒng)、控制電纜敷設(shè)、管路敷設(shè)、采暖通風(fēng)

12、（0.27）215.84瓦斯輸送系統(tǒng)、通信、工業(yè)電視系統(tǒng)、余熱系統(tǒng)（33.59）、數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)222.9910附屬生產(chǎn)工程瓦斯管道支架基礎(chǔ)、瓦斯管道支架、其他設(shè)備基礎(chǔ)、室外工程（電纜溝）、其他工程161.57 聯(lián)合建筑、鋼平臺(tái)鋼支架、室外熱力網(wǎng)、廠外熱力網(wǎng)、室外給排水管網(wǎng)、場(chǎng)內(nèi)道路及大門(mén)圍墻、擋墻部分477.22 消防系統(tǒng)、廠區(qū)性建筑、廠區(qū)采暖(制冷)工程、廠區(qū)土石方工程482.3主控室、綜合輔助間、輔助用房、霧化泵房、集裝箱發(fā)電基礎(chǔ)、瓦斯管道支架基礎(chǔ)、廠區(qū)電纜溝等657.9611煙氣脫硫工程脫硝區(qū)裝置安裝 376.17煙氣脫硫工程煙氣脫硫工程12脫硝工程煙風(fēng)煤管道、焊接鋼管安裝脫硝工程脫硝

13、工程13與廠址有關(guān)的單項(xiàng)工程廠區(qū)土方工程、交通運(yùn)輸工程111.15 與廠址有關(guān)的單項(xiàng)工程采暖費(fèi)用12.4714建設(shè)場(chǎng)地購(gòu)地費(fèi)其他費(fèi)用建設(shè)場(chǎng)地購(gòu)地費(fèi)179.84 建設(shè)場(chǎng)地購(gòu)地費(fèi)126.94建設(shè)場(chǎng)地購(gòu)地費(fèi)117.5615項(xiàng)目建設(shè)管理費(fèi)項(xiàng)目建設(shè)管理各類(lèi)費(fèi)用97.92項(xiàng)目建設(shè)管理各類(lèi)費(fèi)用136.49 項(xiàng)目建設(shè)管理各類(lèi)費(fèi)用139.57項(xiàng)目建設(shè)管理各類(lèi)費(fèi)用99.9116項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)服務(wù)費(fèi)項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)服務(wù)各類(lèi)費(fèi)用117.12項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)服務(wù)各類(lèi)費(fèi)用361.92 項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)服務(wù)各類(lèi)費(fèi)用476.24項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)服務(wù)各類(lèi)費(fèi)用91.0317生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)69.03生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)80.17 生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)80.82生

14、產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)55.9918項(xiàng)目前期工作費(fèi)用項(xiàng)目前期工作費(fèi)用313.95項(xiàng)目前期工作費(fèi)用項(xiàng)目前期工作費(fèi)用213.9919竣工驗(yàn)收階段60竣工驗(yàn)收階段竣工驗(yàn)收階段44.120基本預(yù)備費(fèi)基本預(yù)備費(fèi)236.03基本預(yù)備費(fèi)145.88 基本預(yù)備費(fèi)198.17 基本預(yù)備費(fèi)164.95 21建設(shè)期貸款利息建設(shè)期貸款利息115.35建設(shè)期貸款利息85.90 建設(shè)期貸款利息59.16 建設(shè)期貸款利息63.44 221MW發(fā)電投資1MW發(fā)電投資821.89 1MW發(fā)電投資1060.93 1MW發(fā)電投資791.64 1MW發(fā)電投資1003.07 合計(jì)8218.86 6365.58 7124.79 合計(jì)6018.41 四

15、、集團(tuán)公司瓦斯利用情況近幾年集團(tuán)公司煤礦礦井瓦斯抽采量逐年增加，瓦斯發(fā)電利用空間較大。瓦斯利用成為集團(tuán)公司轉(zhuǎn)型發(fā)展的重點(diǎn)工程，做大做強(qiáng)燃?xì)庵鳂I(yè)成為當(dāng)前重要任務(wù)，2018年對(duì)電力產(chǎn)業(yè)提出“特色發(fā)電、清潔利用、煤電聯(lián)營(yíng)、專(zhuān)業(yè)運(yùn)營(yíng)”的發(fā)展原則，瓦斯發(fā)電項(xiàng)目成為解決瓦斯高效利用的主要手段，2018年本部礦井瓦斯抽采量打14.7億立方（不包括地面抽采），詳見(jiàn)下表。2018年集團(tuán)公司瓦斯抽采量計(jì)劃礦井名稱(chēng)抽采量（萬(wàn)m3）寺河礦東井50000西井30000合計(jì)80000成莊礦15500趙莊礦5500長(zhǎng)平礦5500寺河二號(hào)井3000沁秀公司坪上煤業(yè)14000岳城礦12700合計(jì)26700胡底公司9000天安公

16、司潤(rùn)宏200海天130圣鑫170合計(jì)500晉圣公司潤(rùn)東500永安300宏泰合計(jì)800太原煤氣化公司500合 計(jì)1470002017年集團(tuán)公司礦井抽采量14.2億立方，如按照瓦斯發(fā)電0.3立方耗氣量計(jì)算，14.2億立方米瓦斯全部用于發(fā)電，可發(fā)電量46.86億度電，2017年實(shí)際發(fā)電量18億度電，瓦斯利用率38.4%。大部分瓦斯未有效利用，空排瓦斯主要包括：1、礦井通風(fēng)瓦斯；2、礦井抽采的低濃瓦斯（小于12%）。目前，這兩部分瓦斯對(duì)空排放，資源浪費(fèi)較嚴(yán)重。目前，部分礦井已經(jīng)在探索實(shí)踐將這兩部分瓦斯進(jìn)行利用，一是通過(guò)高、低濃度瓦斯混摻發(fā)電利用，二是將通風(fēng)瓦斯氧化發(fā)熱進(jìn)行利用。五、集團(tuán)公司瓦斯發(fā)電項(xiàng)目

17、未來(lái)趨勢(shì)一是充分利用低瓦斯發(fā)電。集團(tuán)公司已有的瓦斯發(fā)電站采用的機(jī)組對(duì)瓦斯?jié)舛纫蠖际遣坏陀?2%，導(dǎo)致低于12%的瓦斯空排，造成資源浪費(fèi)。低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中，當(dāng)出現(xiàn)了小于12%的低濃度瓦斯時(shí)，發(fā)電機(jī)機(jī)組無(wú)法正常運(yùn)行; 而采用高濃度瓦斯發(fā)電時(shí)，如果機(jī)組空燃比調(diào)節(jié)受限，機(jī)組會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)困難。對(duì)此，采取高、低濃度瓦斯混摻發(fā)電技術(shù)，既提高瓦斯利用率，減少瓦斯排放，增加了發(fā)電量。高、低濃度瓦斯混摻后，改善了瓦斯?jié)舛?，既彌補(bǔ)了低濃瓦斯因濃度過(guò)低無(wú)法利用，又降低了高濃度瓦斯因濃度過(guò)高、空燃比受限等安全問(wèn)題。高、低濃度瓦斯混參后滿足發(fā)電機(jī)組對(duì)瓦斯?jié)舛纫蟆p少低瓦斯排空，提高瓦斯整體利用率，增加發(fā)電量，高、低濃度瓦斯混摻技術(shù)成熟，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，可以在電力產(chǎn)業(yè)板塊引用。同時(shí)，在瓦斯發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)階段，盡可能選用瓦斯?jié)舛确秶鷧^(qū)域范圍大的發(fā)電機(jī)，近可能將低瓦斯全部利用。二是探索研究乏風(fēng)利用。甲烷濃度低于0.75%的煤礦瓦斯稱(chēng)乏風(fēng)，當(dāng)前集團(tuán)公司所屬礦井通風(fēng)瓦斯均未被利用，由于乏