高低濃度瓦斯發(fā)電對比

1、瓦斯發(fā)電項目投資簡述1、 燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組分為高濃度瓦斯發(fā)電機組和低濃度瓦斯發(fā)電機組，高濃度瓦斯發(fā)電機組要求甲烷含量在25%以上；低濃度瓦斯發(fā)電機組要求甲烷含量在12%-25%；根據(jù)瓦斯?jié)舛惹闆r選擇發(fā)電機組型號，低瓦斯發(fā)電機組一般選擇1MW左右，高瓦斯發(fā)電機組一般選擇2MW左右。高瓦斯發(fā)電機組發(fā)電效率比低瓦斯發(fā)電機組發(fā)電效率略高。瓦斯發(fā)電機燃料能量約35%被機組轉化為電能，約30%隨廢氣排出，25%被發(fā)動機冷卻水帶走。低濃度瓦斯發(fā)電機組采用電控燃氣混合器技術，可以自動控制空燃比，以適應瓦斯的濃度變化，將瓦斯?jié)舛日{(diào)整9%，此時瓦斯爆炸反應最完全，瓦斯、氧氣氧化反應完全，實現(xiàn)零氧平

2、衡，此時爆炸威力也最大，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)的甲烷在進入機組前的過程中是不允許設置儲氣罐和加壓機，而高濃度瓦斯在輸送過程中可不設計瓦斯安全輸送系統(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，瓦斯預處理系統(tǒng)對氣體雜質(zhì)、液態(tài)水的過濾和氣體溫度的調(diào)控，進入機組內(nèi)先進行預混合，之后由渦輪增壓器增壓、中冷器降溫、在缸內(nèi)用火花塞點火，燃燒后高溫高壓氣體帶動缸體活塞和曲軸運動，推動發(fā)動機做功，將機械能轉化為電能。詳細工藝流程見下圖：瓦斯發(fā)電工藝系統(tǒng)。瓦斯發(fā)電工藝主要包括11項系統(tǒng)，熱力系統(tǒng)、燃料供應系統(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)燃機發(fā)電機機組進氣入口處混合后，進入渦輪增壓器增壓，再經(jīng)過中冷器冷卻，通過進氣管由進氣門控制進入氣缸，經(jīng)火花塞點火爆炸氧化，產(chǎn)生動力驅動發(fā)電機曲軸旋轉，曲軸將動力傳給交流發(fā)電機，轉換成電能輸出。主要設備包括燃氣發(fā)動機和交流發(fā)電機，以及配套的管路和設備。燃料供應系統(tǒng)：礦井瓦斯從井下煤層中，經(jīng)過瓦斯泵站抽采后，抽排到地面，由瓦斯輸送管道經(jīng)過泵送、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)電機組。主要工程包括：瓦斯

4、預處理土建、羅茨風機設備及安裝工程。余熱利用系統(tǒng)：發(fā)電機組尾氣凈化后排煙溫度高達400-600，直接對空排放將造成熱能浪費，為把有效熱能充分利用，在排煙筒處設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)場地冬季取暖供熱問題。主要設備包括余熱鍋爐和配套管路設備。瓦斯安全輸送系統(tǒng)：瓦斯經(jīng)過瓦斯泵站，增壓機增壓泵送進入發(fā)電機組，沿途需要設置水封阻火器、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)等固體顆粒物過濾，保證瓦斯純度和質(zhì)量。水處理及供水系統(tǒng)：場地內(nèi)生活水硬度高，水中鈣、鎂含量高，容易腐蝕機組和鍋爐設備，不

5、利于余熱鍋爐和機組冷卻循環(huán)水使用，需要將水進行軟化處理，軟化后利用水泵提供給機組冷卻系統(tǒng)和采暖系統(tǒng)。主要工程包括：水軟化車間、水泵、水箱等配套設施。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)運行，與國家電力聯(lián)網(wǎng)。主要設備包括變壓器和配套并網(wǎng)設備。電氣系統(tǒng)：發(fā)電站所有電氣設備的運行情況需要形成自動監(jiān)控、測量、保護的電氣系統(tǒng)，通過通信技術與發(fā)電站管理系統(tǒng)連接，實現(xiàn)電氣自動化。主要工程包括：主控系統(tǒng)、高低壓開關、電纜、照明、防雷接地等電氣設備。熱工控制系統(tǒng)：為了提高電站自動化水平，保證機組安全經(jīng)濟運行，提高效率，減輕運行人員的勞動強度，需要對瓦斯發(fā)電機組

6、設備實行集中控制，保證機組安全運行。主要工程包括熱工控制、微機監(jiān)控、火災報警、工業(yè)電視系統(tǒng)等。附屬生產(chǎn)系統(tǒng)：瓦斯發(fā)電項目除主要生產(chǎn)系統(tǒng)工程之外，還需配套建設消防系統(tǒng)、室外給排水系統(tǒng)、場地土方、圍護等及其他附屬生產(chǎn)系統(tǒng)，服務于主要生產(chǎn)系統(tǒng)。煙氣凈化系統(tǒng)：瓦斯爆炸做功會產(chǎn)生粉塵、氮氧化合物等有害氣體，為保證尾氣排放滿足國家環(huán)保要求，必須對排放的廢氣進行凈化處理。在排氣管道設置尿素催化劑噴嘴，催化劑在高溫作用下分解成NH3和H20，與尾氣混合后產(chǎn)生化學反應，產(chǎn)生氮氣和水排到大氣中，減少大氣污染。主要設備包括：尿素溶液儲罐、輸送裝置、計量裝置等其他配套設備。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)電沒有瓦斯安全輸送系統(tǒng)，低濃度瓦斯地面安全輸送技術目前主要有三種方式，即細水霧混合安全輸送裝置（如胡底電廠）、瓦斯輸送自動噴粉抑爆裝置（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存，瓦斯氣源受限，低瓦斯發(fā)電項目規(guī)模相對較小，低瓦斯發(fā)電機組與高瓦斯發(fā)電機組除對氣源濃度要求不同之外，其他各項技術參數(shù)基本相同。工程投資主要取決于規(guī)模大小、設備選型標準、生產(chǎn)工藝等相關因素。投資1MW瓦斯發(fā)電單位投資額600-1000萬元，規(guī)模越大，單位投資額越小。高瓦斯發(fā)電項目1度電瓦斯消耗量0.26立

8、方，低瓦斯發(fā)電項目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，低濃度瓦斯價格0.3元/立方，高濃度瓦斯價格0.4元/立方。按照0.509元/度電計算，一立方純瓦斯的發(fā)電量是3.3度電，除去設備維護、人工費、維簡投入等0.3元/度電。瓦斯發(fā)電效益為0.509-0.3=0.209元/度電,一個6MW規(guī)模的瓦斯電廠，年工作6000小時，年收益=6000*6000*0.209=752.4萬元。投資回收期一般為612年，瓦斯發(fā)電項目根據(jù)規(guī)模收益情況，投資效益較理想。低濃度瓦斯發(fā)電項目投資對比序號工程名稱胡底低濃度瓦斯（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(萬元)工程內(nèi)容投資(萬元)工程內(nèi)容投資(萬元)工程內(nèi)容投資(萬元)1熱力系統(tǒng)瓦斯發(fā)電機組、集裝箱發(fā)電基礎4780.41 廠區(qū)主要構筑物、燃氣發(fā)電機組、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 燃氣輪發(fā)電機組本體（）4662.53瓦斯發(fā)電部分管道材料2046.012燃料供應系統(tǒng)預處理土建、設備基礎、預處理系統(tǒng)（羅茨風機、循環(huán)水泵補液泵、補液箱）346.01輔助用房、設備基礎、井池327.523余熱利用系統(tǒng)余熱鍋爐鋼平臺基礎、余熱鍋爐鋼平臺、鍋爐其他輔機249.83余熱利用系統(tǒng)（178.46）178.46余熱鍋爐平臺（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)場分體安裝吊車費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（全自動軟化水裝置安裝 、鋼骨架復合管安裝 DN50、鋼骨架復合管安裝 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、上級變電站746.4主控樓、變壓器基礎及集油井、6KV用電設備、380V低壓廠用電設備、全廠電纜、廠區(qū)動照線網(wǎng)及防雷接地725.61 高壓開關柜、發(fā)電機中性點設、發(fā)電機中性點設、廠用變壓器、低壓開關柜、發(fā)電機保護測控屏、公用測控屏、路燈、直流系統(tǒng)、電力電纜、電源箱251電氣設備、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、火災報警系統(tǒng)183.55熱工控制系統(tǒng)、微機監(jiān)控系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、廠內(nèi)通信、生產(chǎn)運行監(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、導線、余熱PLC控制系統(tǒng)、控制電纜敷設、管路敷設、采暖通風

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)采集計算機222.9910附屬生產(chǎn)工程瓦斯管道支架基礎、瓦斯管道支架、其他設備基礎、室外工程（電纜溝）、其他工程161.57 聯(lián)合建筑、鋼平臺鋼支架、室外熱力網(wǎng)、廠外熱力網(wǎng)、室外給排水管網(wǎng)、場內(nèi)道路及大門圍墻、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、瓦斯管道支架基礎、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脫硝工程煙風煤管道、焊接鋼管安裝脫硝工程脫硝

13、工程13與廠址有關的單項工程廠區(qū)土方工程、交通運輸工程111.15 與廠址有關的單項工程采暖費用12.4714建設場地購地費其他費用建設場地購地費179.84 建設場地購地費126.94建設場地購地費117.5615項目建設管理費項目建設管理各類費用97.92項目建設管理各類費用136.49 項目建設管理各類費用139.57項目建設管理各類費用99.9116項目建設技術服務費項目建設技術服務各類費用117.12項目建設技術服務各類費用361.92 項目建設技術服務各類費用476.24項目建設技術服務各類費用91.0317生產(chǎn)準備費生產(chǎn)準備費69.03生產(chǎn)準備費80.17 生產(chǎn)準備費80.82生

14、產(chǎn)準備費55.9918項目前期工作費用項目前期工作費用313.95項目前期工作費用項目前期工作費用213.9919竣工驗收階段60竣工驗收階段竣工驗收階段44.120基本預備費基本預備費236.03基本預備費145.88 基本預備費198.17 基本預備費164.95 21建設期貸款利息建設期貸款利息115.35建設期貸款利息85.90 建設期貸款利息59.16 建設期貸款利息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8218.86 6365.58 7124.79 合計6018.41 四

15、、集團公司瓦斯利用情況近幾年集團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。瓦斯利用成為集團公司轉型發(fā)展的重點工程，做大做強燃氣主業(yè)成為當前重要任務，2018年對電力產(chǎn)業(yè)提出“特色發(fā)電、清潔利用、煤電聯(lián)營、專業(yè)運營”的發(fā)展原則，瓦斯發(fā)電項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），詳見下表。2018年集團公司瓦斯抽采量計劃礦井名稱抽采量（萬m3）寺河礦東井50000西井30000合計80000成莊礦15500趙莊礦5500長平礦5500寺河二號井3000沁秀公司坪上煤業(yè)14000岳城礦12700合計26700胡底公司9000天安公

16、司潤宏200海天130圣鑫170合計500晉圣公司潤東500永安300宏泰合計800太原煤氣化公司500合 計1470002017年集團公司礦井抽采量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、礦井通風瓦斯；2、礦井抽采的低濃瓦斯（小于12%）。目前，這兩部分瓦斯對空排放，資源浪費較嚴重。目前，部分礦井已經(jīng)在探索實踐將這兩部分瓦斯進行利用，一是通過高、低濃度瓦斯混摻發(fā)電利用，二是將通風瓦斯氧化發(fā)熱進行利用。五、集團公司瓦斯發(fā)電項目

17、未來趨勢一是充分利用低瓦斯發(fā)電。集團公司已有的瓦斯發(fā)電站采用的機組對瓦斯?jié)舛纫蠖际遣坏陀?2%，導致低于12%的瓦斯空排，造成資源浪費。低濃度瓦斯發(fā)電機組在運行中，當出現(xiàn)了小于12%的低濃度瓦斯時，發(fā)電機機組無法正常運行; 而采用高濃度瓦斯發(fā)電時，如果機組空燃比調(diào)節(jié)受限，機組會出現(xiàn)啟動困難。對此，采取高、低濃度瓦斯混摻發(fā)電技術，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?，既彌補了低濃瓦斯因濃度過低無法利用，又降低了高濃度瓦斯因濃度過高、空燃比受限等安全問題。高、低濃度瓦斯混參后滿足發(fā)電機組對瓦斯?jié)舛纫?。減少低瓦斯排空，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成熟，工藝相對簡單，可以在電力產(chǎn)業(yè)板塊引用。同時，在瓦斯發(fā)電項目建設階段，盡可能選用瓦斯?jié)舛确秶鷧^(qū)域范圍大的發(fā)電機，近可能將低瓦斯全部利用。二是探索研究乏風利用。甲烷濃度低于0.75%的煤礦瓦斯稱乏風，當前集團公司所屬礦井通風瓦斯均未被利用，由于乏