瓦斯發(fā)電方案

項目概況：盤縣石橋鎮(zhèn)鵬程煤礦年產15萬噸，有抽排系統(tǒng)，井下相對涌出瓦斯量61方/分，濃度50%以上。根據廠負荷800KW左右，可以上2臺500GF1-2RW機組，后期如果負荷增加，或者上網手續(xù)辦理好后可以再增加機組。項目方案根據瓦斯?jié)舛缺卷椖糠桨覆捎脛倮吞飫倮麆恿C械有限公司生產的〃勝動”牌500GF1-2RW瓦斯發(fā)電機組，該發(fā)電機組適用于瓦斯?jié)舛却笥?0%以上的瓦斯發(fā)電。本方案從〃勝動”瓦斯發(fā)電機組技術可行性、安全保障、經濟可行性等方面，進行建站項目可行性分析論證。瓦斯發(fā)電的可行性3.1內燃機對瓦斯的適應性勝利油田勝利動力機械有限公司是全國唯一的系列化、專業(yè)化燃氣機生產企業(yè)，燃氣機的生產已經有20多年的歷史。近幾年在瓦斯、煤層氣、天然氣、石油煉化尾氣、焦爐尾氣的利用上取得了突破，產品已經在全國各地得到廣泛應用。我公司生產的瓦斯發(fā)電機組已經在貴州水城、重慶松藻、山西晉城、山西陽泉、安徽淮南、淮北、遼寧阜新、遼寧撫順等地煤礦成功應用。瓦斯發(fā)電機組針對瓦斯特點設計，采用了數字點火技術、電控技術、增壓中冷、稀燃技術等多項國家專利技術和實用新技術，很好地解決了燃燒控制、濃度變化等問題。3.2瓦斯發(fā)電機組應用的技術煤礦瓦斯抽放過程中，瓦斯的壓力和CH4濃度是在不斷變化的，勝利油田勝利動力機械有限公司生產的瓦斯發(fā)電機組適應瓦斯的變化，具有以下技術特點./\\\?3.2.1空燃比自動調節(jié)技術煤礦抽排瓦斯過程中濃度和壓力不穩(wěn)定,該瓦斯發(fā)電機組采用電控混合技術對發(fā)動機的空燃比進行實時控制。發(fā)動機自動實時監(jiān)控燃燒狀況，由中央控制單元發(fā)出指令，執(zhí)行器調整燃氣通道，從而改變燃氣進氣量，達到自動調節(jié)混合比的目的，使發(fā)動機空燃比始終保持在理想狀態(tài)，整個調整過程自動實現。瓦斯發(fā)電機組采用電子控制技術，通過閉環(huán)自動調節(jié)混合氣空燃比，顯著提高對燃氣濃度變化的適應能力，瓦斯?jié)舛仍?%-100%之間變動時，機組都能適應。3.2.2低壓進氣技術針對一些瓦斯壓力低的特點，該發(fā)電機組采用先混合后增壓技術設計使機組對燃氣的壓力要求較低，只需要燃氣進氣壓力達到300mmH2O以上即可達到機組的使用條件，不需要增加加壓裝置，減少投資。未采用此技術的國內其他廠家的發(fā)電機組需要增加加壓裝置，這樣不僅增加了投資，同時也增加了機組故障點、安全隱患，并消耗了電力。3.2.3稀燃技術機組通過合理匹配配氣系統(tǒng)，調低空燃比，利用自主知識產權的新概念燃燒室技術在局部形成點火能量相對優(yōu)勢，爾后實現多點點火，增大了點火能量，提高燃氣燃燒速度，實現了稀薄燃燒，降低了機組熱負荷，提高了機組對燃氣的適應性和機組的熱效率，其動力性和可靠性大大提高。未采用此技術的機組，對燃氣的潮濕性較為敏感，表現為點火困難或點火不連續(xù)。3.2.4燃燒自動控制技術此技術為我公司獨創(chuàng)。通過此項技術，可將機組的排氣溫度控制在550C以下，顯著降低熱負荷，明顯提高機組運行可靠性，特別是具有避免爆震發(fā)生的作用。未采用此技術的機組一般是憑人的感官和經驗來調整機組運行狀況，機組運行時排氣溫度會超過650°C,其關鍵部件的壽命大大降低，不能滿足機組長期運行的要求。3.2.5數字點火技術該技術為勝利動力機械有限公司專利技術，點火系統(tǒng)由ECU、火花塞、高壓線、高壓點火線圈等部分構成。該技術由ECU根據不同類型的燃氣機，或燃氣機的不同工況，從軟件上調整點火能量和點火時間，保證燃氣燃燒充分，機組可靠運行。此點火系統(tǒng)尤其適合多缸機型，使每個氣缸都能在最佳狀態(tài)工作，發(fā)揮機器的最佳性能。3.2.6增壓中冷技術發(fā)動機針對瓦斯的特性合理匹配增壓器和中冷器，增加了燃氣進氣量，提高了發(fā)動機功率。與稀燃技術結合，實現燃氣稀薄燃燒，減少燃氣后燃與爆震傾向，降低熱負荷，改善排放，提高了燃氣機的動力性、經濟性。3.2.7電子調速技術選用美國WOODWARD電調系統(tǒng)，該系統(tǒng)是當前世界最先進的大功率調速系統(tǒng)，經過20多年燃氣機研發(fā)經驗和國內外機組的使用驗證，該調速系統(tǒng)的使用性能優(yōu)越，具有高穩(wěn)定性和反應快速等優(yōu)點，適合多臺機組并車或并網時使用，可達到精確的速度控制，使機組調速率穩(wěn)定。3.2.8TEM全電子控制技術利用TEM（全電子控制技術）系統(tǒng)對瓦斯?jié)舛?、發(fā)動機缸溫、排溫、混合器轉角、監(jiān)控儀測量參數、電量參數進行采集記錄與故障報警，并能自動調節(jié)混合器控制閥開度，使機組始終處于最佳工作狀態(tài)。進氣總管裝甲烷傳感器，符合煤礦防爆要求。TEM系統(tǒng)還可以根據用戶的需要實現信息遠傳和遠程監(jiān)控。3.2.9防回火技術我公司針對瓦斯的特點，研制了專用的干式阻火器，用于發(fā)動機的三處阻火點，防止發(fā)動機回火。此專用阻火器通過了國家消防總局的批準。3.3“勝動”瓦斯發(fā)電機組特點燃氣機組針對瓦斯特點設計，機組特性如下：可適用于燃氣成份變化的燃氣發(fā)電，計算機閉環(huán)控制，自動跟蹤成份變化，保證良好燃燒，保證機器運轉平穩(wěn)，國內唯一掌握；可適應極低壓力的燃氣，不必增壓，減少投資和提高有效發(fā)電量；效率高，熱效率可達32-40%。機組自成體系，輔助設備少；建站簡單，投資少；建站周期短，一般不超過2個月，見效快；運行費用低；機組可單臺使用，也可多臺組合使用，可并機，也可并網；機器質量可靠，機組功率是同等柴油的功率的50%多一點，機械負荷小，轉速低；主重要控制部分零件如調速器、點火系統(tǒng)、火花塞等，是從美國進口；機組的各種保護系統(tǒng)齊全；技術成熟，有近20年的生產歷史；備件充足，服務及時。從機組技術上分析及實際運行情況來看，利用勝利油田勝利動力機械有限公司生產的500GF1-2RW瓦斯發(fā)電機組，以煤礦瓦斯為燃料發(fā)電，是可行的。機組系統(tǒng)組成及性能參數4.1瓦斯發(fā)電機組的系統(tǒng)組成主要包括潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、瓦斯進氣系統(tǒng)及控制單元、電子點火系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、控制管理系統(tǒng)及發(fā)電機組控制系統(tǒng)。4.2機組性能參數機組型號：500GF1-2RW控制屏型號：PCK1-RB500額定功率：500kW額定頻率：50Hz額定轉速：1000r/min額定電壓：400V額定電流：902A

功率因數：接線方式：起動方式：電壓調整方式：調速方式：循環(huán)水冷卻方式:連接方式：外形尺寸：機組質量：0.8（滯后）三相四線制24V直流電起動功率因數：接線方式：起動方式：電壓調整方式：調速方式：循環(huán)水冷卻方式:連接方式：外形尺寸：機組質量：0.8（滯后）三相四線制24V直流電起動自動調節(jié)電子調速開式（帶換熱器）彈性聯軸器聯接5506x1970x2750mm12500kg每臺發(fā)電機組由生產廠家（勝利油田勝利動力機械有限公司）自帶一套控制、保護、監(jiān)控設備（控制屏）。發(fā)電機組控制：發(fā)電機組的啟動、停機、調頻、調壓、投運、切除、并車、解列。發(fā)電機組的測量監(jiān)視儀表包括：①發(fā)電機的交流電流表、電壓表、功率表、功率因數表、頻率表、電能表、轉速表、運行時間累計表及相應配套的電流互感器、電壓互感器、測量轉換開關；②瓦斯機的水溫、油溫、油壓及排煙溫度。瓦斯發(fā)動機的狀態(tài)信號：運行狀態(tài)預告、故障報警信號、水溫、油溫過高報警、潤滑油壓過低、超轉速故障。發(fā)電機組監(jiān)控設備裝在控制屏上，而且可以遠傳。4.4機組啟動方式機組的啟動方式：采用DC24V電源啟動。電站技術方案描述5.1輸氣系統(tǒng)燃氣輸氣管道系統(tǒng)按規(guī)劃規(guī)模設計，輸送壓力達到機組進氣壓力要求，不需另行增壓，考慮抗靜電接地、控制閥門等。5.2供水系統(tǒng)自來水輸送至電站冷卻水池。燃氣發(fā)電機組循環(huán)水分為內循環(huán)冷卻系統(tǒng)和外循環(huán)冷卻系統(tǒng)。內循環(huán)系統(tǒng)為機內閉式循環(huán)，采用軟化水，靜壓水箱補給。外循環(huán)水系統(tǒng)采用冷卻塔循環(huán)二次供水方式，補給水采用自來水，工業(yè)用冷卻塔冷卻。5.3機組對冷卻水的要求根據500GF1-2RW燃氣發(fā)電機的性能要求，燃氣發(fā)電機冷卻系統(tǒng)分為內外兩個循環(huán)，內部循環(huán)采用軟化水;外循環(huán)又分為高溫和低溫兩套循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，水質為普通水質；循環(huán)冷卻水補充水按循環(huán)水量的0.8%計算補水量。a.機組對內部循環(huán)水的要求：由熱力部分處理出的軟化水（硬度0.7-5.3me/l,pH值6-8.5）補充燃氣發(fā)電機內循環(huán)補充水量；每臺500GF1-2RW瓦斯發(fā)電機組每天正常消耗軟化水量約1.0~1.5kg，由軟化水箱提供。機組對外部循環(huán)水的要求：單臺機組高溫外循環(huán)水（進水溫度601~65°C；出水溫度65°C~75°C;循環(huán)水量30~50m3/h）;單臺機組低溫外循環(huán)水（進水溫度30°C~40°C；出水溫度32°C~42°C;循環(huán)水量25~35m3/h）。5.4電氣系統(tǒng)勝利動力機械有限責任公司生產的燃氣發(fā)電機組出口電壓是400V，經電纜并接至主控室內機組控制屏，機組控制屏設有并網控制和常規(guī)保護裝置，各機組出線分別經控制屏和隔離柜匯接至400V母線，可低壓輸出也可經升壓變壓器升壓后高壓輸出。站房內的電氣開關、電磁閥、照明燈具采用礦用隔爆型。5.5消防系統(tǒng)站內消防器材配置移動式泡沫滅火器或粉塵滅火器，消防水系統(tǒng)與循環(huán)冷卻水系統(tǒng)合并考慮。5.6防雷接地系統(tǒng)發(fā)電站采用高桿避雷針保護全廠建筑物，接地電阻不大于4Q,站內機電設備、管線及金屬構架均進行保護性接地，計算機基地系統(tǒng)獨立設置，接地電阻不大于10Q。瓦斯發(fā)電安全性6.1機組安全系統(tǒng)短路保護：利用主回路低壓斷路器電磁式脫扣器做短路保護，動作電流整定8-10倍額定電流。過電流保護：利用主回路低壓斷路器的延時脫扣器，按照發(fā)電機額定電流的1.25倍整定。欠壓保護：在主回路低壓短路器裝設失壓脫扣器，當發(fā)電機電壓低于50%-60%額定電壓時，使主斷路器分閘。逆功率保護：并聯運行時發(fā)生5%-15%額定功率的逆功率時，10s內逆功率保護裝置使主斷路器分閘。發(fā)電機熱保護：定子溫度超過145C,發(fā)出聲光預告報警信號，超過155C使主斷路器分閘。機組油壓低保護：當油壓低到＜392kpa時，油壓低指示燈亮，同時電鈴報警，主開關自動分離。

煤6.2煤礦應用安全性煤瓦斯輸送管線設置專用阻火器，機組裝有防回火裝置?！▌賱印蓖咚拱l(fā)電機組目前已大量用于煤礦瓦斯、煤層氣發(fā)電。在重慶、貴州、山西、安徽、遼寧等地已經廣泛使用。通過在各大煤礦的使用，實踐證明該瓦斯發(fā)電機組安全可靠，有效的解決了瓦斯利用的安全性問題。瓦斯進氣部分7.1氣源＞瓦斯?jié)舛龋?0%;＞壓力（調壓閥前）不低于3kPa;＞進氣溫度＜35°C;＞瓦斯不含游離水或其它游離雜質，粉塵顆粒小于5pg,總含量不大于30mg/m3。7.2瓦斯進氣配置從煤礦來的瓦斯總管線在發(fā)電機房外成為分管線，分別為每臺機組供氣，每條分管線上分別設一個管道阻火器，防止總管線上有回火現象發(fā)生。在至每臺發(fā)電機組的進氣閥門前設置一個進氣模塊，上面安裝有管道阻火器及電磁閥、過濾器。防止進氣支管線上的回火現象發(fā)生，對瓦斯進行過濾及自動關、合氣源。瓦斯輸送管線設置專用阻火器，包括雷達水位自控式水封阻火器和干式瓦斯專用阻火器；瓦斯輸送采用水霧輸送，管路上設置水霧阻火點。瓦斯氣流經水霧阻火點后水分增加，瓦斯氣超出爆炸范圍，使瓦斯輸送變得安全。進入每臺機組的支管線采用符合《輸送流體用無縫鋼管》GB/T8163-1999標準生產的20#鋼無縫鋼管；分管線和總管線采用符合《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術條件第一部分：A級鋼管》GB/T9711.1-1997標準生產制造的L255螺旋縫埋弧焊鋼管。消防及瓦斯報警8.1消防對象站內的主要消防對象為瓦斯發(fā)電機組，高壓配電室，低壓配電室，戶外卜變壓器、綜合泵房8.2消防方式器、綜合泵房消防水源引自煤礦消防水管線。按照〃預防為主，防消結合”的原則，根據站內新建的建、構筑物設施，以及根據《建筑設計防火規(guī)范》GBJ16-87（2001年版）的要求，站內消防以移動式滅火器為主，同時利用煤礦消防水源引1條DN200消防水管線在站內設置消火栓進行安全保護。8.3消防內容在廠區(qū)及瓦斯發(fā)電機組周圍設置消火栓SS-100型及推車式磷酸銨鹽干粉滅火器和手提式磷酸銨鹽干粉滅火器；高壓配電室內設置推車式CO2滅火器和手提式CO2滅火器，低壓配電室設置推車式CO2滅火器和手提式CO2滅火器；變壓器區(qū)設置手提式磷酸銨鹽滅火器；循環(huán)水泵房設置手提式磷酸銨鹽滅火器；循環(huán)水泵房配電值班室設手提式。。2滅火器。瓦斯報警及通風發(fā)電機房內設置瓦斯泄漏傳感器，當瓦斯泄漏達到報警值時，低壓配電室內的發(fā)出報警信號，提醒操作人員進行瓦斯泄漏查找并排除泄漏點。當瓦斯泄漏達到危險值時，瓦斯報警控制器輸出一信號，聯動發(fā)電機房內的防爆軸流風機，對機房內的空氣進行強制通風，在最短的時間內達到安全界限內。當低于報警值后，防爆軸流風機自動停轉。防爆軸流風機也可手動啟動。發(fā)電機房墻上布置軸流風機的下墻面上安裝鋁合金百葉窗。綜合泵房的墻面也設置有軸流風機及百葉窗，綜合泵房的強制通風靠手動進行控制。土建部分發(fā)電機房為輕型彩鋼板結構；高低壓配電室、配件室、油脂庫、綜合泵房及其配電室均為混磚結構；冷卻水池為鋼筋混凝土結構。11、投資明細（見明細）紅色為甲方投資，黑色為乙方投資。12、合作方式乙方提供燃氣發(fā)電機組給甲方在投資的發(fā)電項目中使用，甲方負責發(fā)電站土建基礎建設、高壓部分（變壓器及變壓器之后部分）、輸氣管線接到發(fā)電站機組進氣端。乙方提供發(fā)電機組及標準配置。機組日常運行維護工作、電站運行人員工資等由乙方負責。結算方式按設備租賃費+電費的方式進行。1、乙方按照單臺機組3萬元/月（含機組大修費用）的固定費用收取設備租賃費（從設備就位算起）。-2、根據雙方抄表所確認的發(fā)電數量，當月的電費由乙方開具勞務發(fā)票；當月的設備租賃費由乙方開具租賃費發(fā)票。甲方應在次月10日前將電費及設備租賃費付清給乙方。3、甲方付給乙方的綜合電費價格為堅元/kWh（含