煤礦瓦斯發(fā)電工程設(shè)計規(guī)范條文說明

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯發(fā)電工程設(shè)計規(guī)范GB5×××—20××條文說明(征求意見稿)2013年制定說明《煤礦瓦斯發(fā)電工程設(shè)計規(guī)范》GB50×××－20××，經(jīng)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部……公告批準(zhǔn)、發(fā)布。為便于有關(guān)單位和人員在使用本規(guī)范時能正確理解和執(zhí)行本規(guī)范，特按章、節(jié)、條、款順序編制了本規(guī)范的條文說明，對條文規(guī)定的目的、依據(jù)以及執(zhí)行中需要注意的有關(guān)事項進行了說明，并對強制性條文的強制性理由作了解釋。但是，本條文說明不具備與規(guī)范正文同等的法律效力，僅供使用者作為理解和把握規(guī)范規(guī)定的參考。

目次TOC\o"1-2"\h\z\u目次 11總則 12術(shù)語 33氣源條件與站址選擇 53.1氣源條件 53.2站址選擇 64站區(qū)規(guī)劃 84.1一般規(guī)定 84.2火災(zāi)危險性分類 84.3爆炸危險區(qū)域劃分 104.4主要建筑物和構(gòu)筑物的布置 124.5交通運輸 134.6豎向布置 144.7管線布置 145瓦斯輸送 165.1氣源接口 165.2高濃度瓦斯輸送 165.3低濃度瓦斯輸送 175.4瓦斯管道及附件 185.5瓦斯輸送管道的水力計算 196瓦斯發(fā)電工藝 206.2裝機規(guī)模 206.3主機設(shè)備 206.4輔助設(shè)備及系統(tǒng) 216.5發(fā)電設(shè)備布置 226.6火炬 237余熱利用 247.1一般規(guī)定 247.2余熱利用鍋爐和汽機參數(shù) 247.3蒸汽發(fā)電工藝系統(tǒng) 257.4缸套水余熱利用系統(tǒng) 277.5煙氣余熱利用系統(tǒng) 288電力系統(tǒng) 298.1發(fā)電工程與電力網(wǎng)的連接 298.3系統(tǒng)通信及遠動 309電氣設(shè)備及系統(tǒng) 319.1電氣主接線 319.2站用電系統(tǒng) 319.6繼電保護及安全自動裝置 329.7照明系統(tǒng) 329.8電纜選擇及敷設(shè) 329.9過電壓保護及接地 3310監(jiān)控及信息系統(tǒng) 3410.1一般規(guī)定 3410.2監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成和控制方式 3410.3檢測和儀表 3410.4控制、報警和保護 3610.5視頻監(jiān)控 3810.6信息管理 3810.7電源 3910.9電纜、導(dǎo)管和就地設(shè)備布置 3911建筑和結(jié)構(gòu) 4011.1一般規(guī)定 4011.2防火、防爆與安全疏散 4011.3室內(nèi)環(huán)境 4211.4建筑構(gòu)造與裝修 4311.5構(gòu)筑物 4511.6活荷載 4512采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié) 4612.1一般規(guī)定 4612.2采暖與防凍 4612.3通風(fēng) 4613水處理系統(tǒng) 4813.1一般規(guī)定 4813.2內(nèi)燃機冷卻水處理 4814給排水及消防 4914.1一般規(guī)定 4914.2水源 4914.3給水 4914.4排水 5014.5消防 5014.6火災(zāi)自動報警系統(tǒng) 5015環(huán)境保護 5215.1一般規(guī)定 5215.2污染防治 5215.3水土保持 5315.4環(huán)境管理及專項投資 5316節(jié)約能源 5416.1一般規(guī)定 5416.2節(jié)約能源 5417勞動安全與職業(yè)衛(wèi)生 5917.1一般規(guī)定 5917.2勞動安全 6017.3職業(yè)衛(wèi)生 61附錄CCDM及碳減排量計算 62PAGE631總則1.0.1本條規(guī)定了制定本規(guī)范的目的，強調(diào)在煤礦瓦斯發(fā)電工程設(shè)計中應(yīng)做到安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、滿足節(jié)能減排和保護環(huán)境的要求。本條規(guī)定了本規(guī)范的適用范圍。瓦斯發(fā)電方式主要有往復(fù)式內(nèi)燃機發(fā)電、燃氣輪機發(fā)電和燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。對于燃氣輪機發(fā)電和燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工程，一方面要求瓦斯?jié)舛群蛪毫^高，與之相比往復(fù)式內(nèi)燃機發(fā)電工程的爆炸危險性更大、安全要求更高，另一方面目前已有燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工程方面的設(shè)計規(guī)范，因此本規(guī)范不包括燃氣輪機發(fā)電和燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。目前投運的煤礦瓦斯發(fā)電工程基本都是采用往復(fù)式內(nèi)燃機發(fā)電機組，因此本條規(guī)定本規(guī)范的適應(yīng)范圍是往復(fù)式內(nèi)燃機發(fā)電工程。由于煤礦瓦斯抽采方法的不同，可供使用的瓦斯?jié)舛炔煌！睹旱V低濃度瓦斯管道輸送安全保障系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》AQ1076-2009中規(guī)定：甲烷（CH4）體積濃度大于等于3%且小于30%的煤礦瓦斯為低濃度瓦斯，但由于目前瓦斯發(fā)電機組要求進氣濃度在7%及以上才能發(fā)電，因此本規(guī)范規(guī)定適用的甲烷濃度為7%及以上。根據(jù)工程經(jīng)驗，對于采用天然氣、沼氣、各種氣化燃氣等其它燃氣的內(nèi)燃式往復(fù)發(fā)電機組發(fā)電工程，由于發(fā)電工藝與煤礦瓦斯發(fā)電工程相似，因此可參照本規(guī)范執(zhí)行。1.0.3由于煤礦瓦斯易燃易爆，瓦斯發(fā)電工程對安全性要求高。工程中使用的耗能設(shè)備較多，瓦斯發(fā)電機組的效率和排放指標(biāo)直接影響工程的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益，本條強調(diào)設(shè)計應(yīng)堅持安全高效原則，鼓勵使用成熟可靠的節(jié)能環(huán)保型新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料，提高發(fā)電工程的自動化水平，從而提高瓦斯發(fā)電站的安全性及經(jīng)濟效益。1.0.4本條要求煤礦瓦斯發(fā)電工程設(shè)計時應(yīng)與煤礦設(shè)計互相適應(yīng)，在公用設(shè)施、預(yù)留場地、氣源接口、發(fā)展銜接等方面與煤礦統(tǒng)一考慮。1.0.5本條規(guī)定了本規(guī)范與其它規(guī)范的關(guān)系。當(dāng)瓦斯發(fā)電工程有余熱利用時，余熱鍋爐及汽輪發(fā)電機組等相應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)按照《小型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范》GB50049、《鍋爐房設(shè)計規(guī)范》GB50041等執(zhí)行。由于目前瓦斯發(fā)電工程中采用引進成套進口設(shè)備和直接利用外資的項目不少，本條對這類工程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作出規(guī)定。各單位在具體執(zhí)行過程中注意積累經(jīng)驗，供本規(guī)范修編時參考。

2術(shù)語2.0.1按照《民用煤層氣（煤礦瓦斯）》GB26569-2011中的定義，煤層氣是指賦存在煤層及圍巖中以甲烷為主要成分的天然氣體；煤礦瓦斯是指煤炭礦井開采過程中從煤層及圍巖涌入采掘空間或管路的天然氣體。按照《煤層氣(煤礦瓦斯)排放標(biāo)準(zhǔn)(暫行)》(GB21522-2008)中的定義，煤層氣是指賦存在煤層中煤顆粒孔隙內(nèi)或溶解于煤層水中的以甲烷為主的混合烴類氣體；煤礦瓦斯簡稱瓦斯，是指煤炭礦井開采過程中從煤層及圍巖涌入礦井巷道和工作面的天然氣體，主要由甲烷構(gòu)成，有時單獨指甲烷。本規(guī)范中的煤礦瓦斯是指煤炭礦井開采過程中經(jīng)煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)從煤層及圍巖抽出的主要由甲烷構(gòu)成的天然氣體。2.0.6“可利用瓦斯年平均小時供氣量”是確定瓦斯發(fā)電站裝機規(guī)模的基本依據(jù)。煤礦瓦斯抽采站全年8760h工作，其抽采量以“年”統(tǒng)計、計算，由于抽采站服務(wù)范圍隨煤炭開采接替變化及瓦斯?jié)舛炔▌?，其瞬時流量變化較大。按瞬時最大流量確定發(fā)電站裝機規(guī)模時，全年大部分時間將出現(xiàn)設(shè)備閑置，造成浪費投資；按瞬時最小流量確定發(fā)電站裝機規(guī)模時，全年大部分時間將出現(xiàn)瓦斯放空，浪費能源及污染環(huán)境。故提出“可利用瓦斯年平均小時供氣量”作為確定瓦斯發(fā)電站裝機規(guī)模的基本依據(jù)。2.0.7“可利用瓦斯年平均小時利用率”是衡量瓦斯發(fā)電站發(fā)電機組裝機總?cè)萘恐惺欠裨O(shè)置備用機組及備用率大小的量化指標(biāo)。當(dāng)“可利用瓦斯年平均小時利用率”計算值為1時，進入瓦斯發(fā)電站的瓦斯平均小時氣量（純量）與發(fā)電機組全部滿負荷運行時消耗氣量（純量）相等，發(fā)電機組沒有設(shè)備用；當(dāng)“可利用瓦斯年平均小時利用率”計算值>1時，進入瓦斯發(fā)電站的瓦斯平均小時氣量＜發(fā)電機組全部滿負荷運行時消耗氣量，說明瓦斯發(fā)電站設(shè)有備用瓦斯發(fā)電機組，如計算值為1.25，說明裝機總?cè)萘恐杏?0%機組處于備用狀態(tài)，只有機組檢修或?qū)嶋H進入瓦斯發(fā)電站的瓦斯量超過瓦斯平均小時氣量時，這部分機組方能投入運行。3氣源條件與站址選擇3.1氣源條件3.2站址選擇4站區(qū)規(guī)劃4.1一般規(guī)定4.2火災(zāi)危險性分類電機房的主要設(shè)備為內(nèi)燃式往復(fù)發(fā)電機組,燃料主要是瓦斯,瓦斯在發(fā)動機的缸體內(nèi)爆燃，缸體是一個封閉的安全空間，符合綜上所述并參考，瓦斯發(fā)電機房生產(chǎn)火災(zāi)危險性確定為丁類霧化泵房系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、瓦斯泄漏報警及聯(lián)鎖系統(tǒng)等安全措施，當(dāng)出現(xiàn)危險情況時能自動報警。 4.3爆炸危險區(qū)域劃分4.4主要建筑物和構(gòu)筑物的布置4.5交通運輸4.6豎向布置4.7管線布置

5瓦斯輸送5.1氣源接口5.2高濃度瓦斯輸送5.3低濃度瓦斯輸送5.4瓦斯管道及附件5.5瓦斯輸送管道的水力計算5.5.1為滿足瓦斯發(fā)電機組最大用氣量需要而建立的輸送管道計算流量數(shù)學(xué)模型。其中5.5.3～5.5.4選取GB50028《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》中適合瓦斯輸送部分的水力計算公式作為瓦斯輸送管道水力計算的依據(jù)?？紤]到瓦斯中含有大量的水蒸氣和氧氣，導(dǎo)致瓦斯輸送管道內(nèi)壁的銹蝕較嚴(yán)重，本規(guī)范推薦鋼管粗糙度K=0.15mm，經(jīng)測算其管道阻力系數(shù)λ值比K=0.10mm時提高5.81%。5.5.56瓦斯發(fā)電工藝6.2裝機規(guī)模6.3主機設(shè)備6.4輔助設(shè)備及系統(tǒng)6.5發(fā)電設(shè)備布置6.6火炬

7余熱利用7.1一般規(guī)定7.2余熱利用鍋爐和汽機參數(shù)7.3蒸汽發(fā)電工藝系統(tǒng)7.4缸套水余熱利用系統(tǒng)7.5煙氣余熱利用系統(tǒng)

8電力系統(tǒng)8.1發(fā)電工程與電力網(wǎng)的連接8.3系統(tǒng)通信及遠動9電氣設(shè)備及系統(tǒng)9.1電氣主接線9.2站用電系統(tǒng)9.6繼電保護及安全自動裝置9.7照明系統(tǒng)9.8電纜選擇及敷設(shè)9.8.2有些進口機組要求發(fā)電機出口電纜采用軟電纜，防止機組振動影響電纜連接。9.9過電壓保護及接地9.9.2針對目前有些工程中采用預(yù)放電避雷針擴大保護范圍的問題，我們與《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057的主編單位進行了探討，他們認為：使用預(yù)放電避雷針達不到預(yù)期效果，為此不推薦使用。9.9.3根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010第3.0.2條第3款：具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險場所的建筑物劃分為第一類防雷建筑物。對于瓦斯放散管，距放散口半徑1.5m范圍內(nèi)為1區(qū)，應(yīng)按第一類防雷要求設(shè)防。但對于可控瓦斯放散管，由于可以選擇放散時間、避開雷電氣象條件，比如選擇在天氣良好時進行檢修放散，因此可按第二類防雷設(shè)防。10監(jiān)控及信息系統(tǒng)10.1一般規(guī)定10.1.1監(jiān)控及信息系統(tǒng)是瓦斯發(fā)電站工藝控制和安全運行的重要手段，監(jiān)控系統(tǒng)包括檢測、控制、報警、保護、記錄等，信息系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控及信息管理等。瓦斯發(fā)電站監(jiān)控系統(tǒng)、信息系統(tǒng)規(guī)模較小，且兩系統(tǒng)聯(lián)系較緊密，宜統(tǒng)一設(shè)置，應(yīng)充分考慮監(jiān)控系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)的軟、硬件接口和軟件平臺，在瓦斯發(fā)電站方案設(shè)計時統(tǒng)一規(guī)劃，避免造成建設(shè)困難或重復(fù)投資。10.1.2、10.1.3為監(jiān)控及信息系統(tǒng)設(shè)計、裝備水平選擇的基本原則。10.1.4本條規(guī)定的目的是為了確保和提高瓦斯發(fā)電站的安全、經(jīng)濟運行水平。在監(jiān)控及信息系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備選型時，應(yīng)考慮瓦斯發(fā)電站的工藝特點，選擇成熟產(chǎn)品，保證電站整體運行的可靠與穩(wěn)定。10.2監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成和控制方式10.2.2采用集中監(jiān)控系統(tǒng)時運行人員可在少量就地操作及巡檢人員的配合下，通過設(shè)置在控制室的操作員站，實現(xiàn)機組的起動、停止和正常運行工況下的監(jiān)視和調(diào)整，以及異常運行工況下的事故處理和緊急停機，提高自動化管理水平，降低勞動強度。10.3檢測和儀表10.3.2由于隨主、輔機設(shè)備配套供應(yīng)一定數(shù)量的檢測儀表，設(shè)計時應(yīng)統(tǒng)一考慮，避免重復(fù)。10.3.3本條所列檢測儀表為保證安全和經(jīng)濟安全而必須裝設(shè)的儀表，未包括其它一般檢測儀表。1、監(jiān)測氣源接口處瓦斯?jié)舛群蛪毫λ?，避免瓦斯輸送過程中漏氣及負壓風(fēng)險，同時監(jiān)測氣源質(zhì)量。如需在該處進行氣量結(jié)算，應(yīng)配置相應(yīng)的計量儀表。2、對瓦斯儲氣罐應(yīng)設(shè)置的基本保護。3、監(jiān)測細水霧系統(tǒng)供水流量和壓力是為了判斷細水霧系統(tǒng)是否斷水或噴嘴堵塞，保證低濃度瓦斯輸送的安全。4、避免由于預(yù)處理抽氣造成管道內(nèi)形成負壓而混入空氣。5、用于評價預(yù)處理裝置處理能力和效果，同時用于瓦斯計量。6、發(fā)電機組重要運行參數(shù)，保證機組正常運行，同時用于機組維護的提示信息。7、用于控制發(fā)電機房/集裝箱的通風(fēng)機，避免環(huán)境溫度過高或過低，影響發(fā)動機運行。8、用于實時監(jiān)測生產(chǎn)過程中瓦斯泄漏狀況。9、根據(jù)設(shè)備和系統(tǒng)的配置情況和安全生產(chǎn)要求，裝設(shè)其它必要的檢測儀表。10.3.4本條根據(jù)《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》GB50493-2009第4.2.2條文，對站區(qū)內(nèi)瓦斯泄漏檢測點的確定原則進行了規(guī)定。為保證安全，在任一封閉空間內(nèi)應(yīng)不少2只檢測器。10.3.510.3.6在煤礦瓦斯抽采的過程中產(chǎn)生了大量的水氣和粉塵，一般煤礦抽采站出口的混合氣相對濕度達到80%以上，粉塵含量達到20mg/m3以上，同時由于抽采在條件允許的情況下，瓦斯?jié)舛?、流量等需要?jīng)常維護、校驗的計量儀表推薦冗余配置，避免計量損失。10.3.710.4控制、報警和保護10.4.2本條列出了瓦斯發(fā)電工程的主要控制功能。1、當(dāng)瓦斯抽采站放散管采用自動切斷閥時，控制系統(tǒng)應(yīng)對該閥門及氣源接口自動切斷閥實現(xiàn)聯(lián)鎖控制，以保證瓦斯抽采站的安全。2、預(yù)處理控制系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)配套發(fā)電機組進氣要求實現(xiàn)出口壓力自動調(diào)節(jié)功能。3、瓦斯發(fā)電機組除正常需要的自動控制功能外，應(yīng)設(shè)置冷卻液溫度自動控制，避免溫度頻繁波動對發(fā)動機造成不利影響，冷卻液溫度自動控制可通過控制冷卻水箱風(fēng)機運行臺數(shù)來實現(xiàn)。4、根據(jù)電站規(guī)模和接入電網(wǎng)的要求，具備必要的負荷和功率因數(shù)調(diào)