某发电公司煤层气发电站建设项目可行性研究报告.doc

第 1 页 目目 录录 第一章第一章 总总 论论 1 1 1.1 项目概况 1 1.2 申请报告的主要内容 1 1.3 编制依据 1 1.4 建设规模及内容 2 1.5 投资估算及资金筹措 3 1.6 研究结论 3 1.7 主要技术经济指标表 .3 第二章第二章 项目建设的背景及必要性项目建设的背景及必要性 6 6 2.1 侯匠村概况 6 2.2 项目提出的背景 .7 2.3 建设的必要性 8 第三章第三章 开发优势与总体规划开发优势与总体规划 1212 3.1 区位优势分析 .12 3.2 规划设计定位 .12 3.3 规划理念 .13 3.4 规划指导思想 .13 3.5 规划原则 14 第 2 页 3.6 总体规划 14 第四章第四章 建设规模与内容建设规模与内容 1616 4.1 项目总建设规模 .16 4.2 土地利用 .21 4.3 一期工程 .21 第五章第五章 项目选址与建设条件项目选址与建设条件 2222 5.1 建设地址 .22 5.2 场地气象条件 .22 5.3 工程地质条件 .23 5.4 地震烈度 .23 5.5 公用工程条件 .23 第六章第六章 工程建设方案工程建设方案 2525 6.1 设计理念 .25 6.2 总图布局 .25 6.3 建筑设计方案 .27 6.4 结构设计方案 .29 6.5 给排水设计方案 .30 6.6 采暖、空调及通风设计 .32 6.7 防排烟系统 .33 6.8 燃气设计 .34 第 3 页 6.9 强电设计 .34 6.10 弱电设计 36 第七章第七章 环境保护环境保护 3838 7.1 编制依据 .38 7.2 建设项目对环境可能造成影响 38 7.3 主要治理措施 40 7.4 生态环境影响 43 第八章第八章 建筑消防设计建筑消防设计 4545 8.1 设计依据 .45 8.2 建筑防火设计 .45 8.3 消防给水系统 .45 8.4 消防排水 .47 8.5 消防电气 .47 8.6 防排烟系统 .48 第九章第九章 劳动安全和卫生防疫劳动安全和卫生防疫 4949 9.1 劳动安全 .49 9.2 卫生防疫 .50 第十章第十章 建筑节能建筑节能 5151 10.1 建筑节能 51 10.2 工艺节能设计 51 第 4 页 第十一章第十一章 项目组织管理项目组织管理 5252 11.1 项目组织管理 52 11.2 项目监理 53 11.3 项目招投标 .54 第十二章第十二章 项目实施计划项目实施计划 5757 12.1 项目实施计划 57 12.2 一期工程进度安排 57 第十三章第十三章 物业管理及劳动定员物业管理及劳动定员 5959 13.1 物业管理 59 13.2 劳动定员 .59 第十四章第十四章 投资估算及资金来源投资估算及资金来源 6060 14.1 投资估算编制依据 60 14.2 工程投资估算 60 14.3 其他费用估算 61 14.4 投资估算结果 62 14.5 资金筹措 62 第十五章第十五章 项目综合评价项目综合评价 6464 15.1 项目综合评价 64 15.2 结论 64 第 5 页 15.3 建议 .65 附图：附图： 1、项目地理位置图 2、晋城市侯匠村规划总平面图 附件：附件： 1、山西省晋城市经济技术开发区管理委员会文件晋市开管2007 17 号山西省经济技术开发区管委会关于侯匠村实施旧村改造的报告 2、山西省国土资源厅晋城经济技术开发区土地分局文件晋国土资 晋开字2007第 34 号关于侯匠村旧村改造用地规模审核的批复 第 1 页 第一章第一章 总总 论论 1.11.1 项目项目概况概况 项目名称：沁水县兰金瓦斯发电有限公司煤层气发电站建设项目 项目性质：新建工程 建设单位：沁水县兰金瓦斯发电有限公司 法人代表：霍国安 项目地址：沁水县端氏镇曲堤村 兰金公司煤层气发电站由沁水县兰金瓦斯发电有限公司投资建设， 该发电站利用沁秀集团曲堤煤矿抽放出的煤层气作为燃料，利用煤矿 矿井水作为燃气发电机组冷却用水，所发电量经专线并入区域电网。 项目建成后总装机容量 27mw，年发电量 14400 万 kwh，年消耗煤层气 10080 万 m3，该项目实施对改善项目区周围大气环境、降低煤矿安全风 险、提高能源综合利用率均有积极意义。 1.21.2 可研编制依据可研编制依据 1、项目可研报告编制委托书 2、 中华人民共和国经济和社会发展第十一个五年规划纲要 3、 煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十一五”规划 4、国家八部委煤矿瓦斯治理与利用实施意见 5、国家发改委煤矿瓦斯治理与利用总体方案 6、国家发改委关于利用煤层气发电工作的实施意见 第 2 页 （发改能源2007721 号） 7、山西省清洁发展机制领导组办公室晋清洁办发20061 号文 8、 晋城市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要 9、 火电工程可行性研究报告书内容深度要求（试行） 10、 小型火力发电站设计规范 （gb5004994） 11、国家、省、市有关政策、法规、规范、标准 12、建设单位提供的基础资料 1.31.3 研究原则研究原则 认真贯彻国家有关的方针政策，严格执行国家的编制规范、规程 和规定，全面落实各厂址条件，准确进行技术经济比较。优选出最佳 厂址方案。结合本工程实际，精心设计，优化方案，力求工艺系统先 进合理。特别注重节约能源、节约用水、节约用地、保护环境、节约 工程投资。把兰金公司煤层气发电站建设成一个洁净生产环保型、效 益型的新型电站。 电站建设本着节能减排、持续发展的原则，进行电站综合规划， 主要设计原则确定如下： 1、电站规模按 27mw 燃气发电机组规划，以燃气方案论证，将瓦 斯气体全部燃烧,排气燃尽达标后对空排放。 2、辅机选型本着高效、经济、合理原则通过技术经济论证确定。 3、发电机出线电压 400v，发出电通过开关直接并入厂内 400 母线 侧。 4、电站厂址：厂址就近资源点，做到坑口发电，资源综合利用。 第 3 页 5、主机布置采用零米布置形式。 6、机组运行按每年九个月计算。 8、厂址地震烈度按 7 度考虑设防。 9、场地类别按类。 10、机组选型根据煤矿瓦斯气体的分析资料，结合国内外燃气轮 机的技术特点，燃气动力机组以选用进口设备为主。 11、出线电压与回路：出线电压按 400v 出线考虑。因机组容量较 小，考虑一回出线。 12、热工控制推荐采用机、电集中控制方式。辅助系统采用单独 的仪表和控制系统。 13、机组年利用小时按九个月考虑。 14、投资估算和经济分析按现行的定额标准及有关规定执行。 15、充分利用清洁发展机制进行项目合作。 1.41.4 主要研究内容主要研究内容 本报告对项目建设的背景、必要性及可行性、建设条件、工艺及 工程技术方案、节能节水措施、环境影响评价、劳动安全卫生、投资 估算、经济效益、项目风险等进行了研究分析。 1.51.5 主要研究结论主要研究结论 项目建设符合我国煤层气综合利用的基本政策，项目年发电量 14400 万 kwh，回收利用煤层气 10080 万 m3。该项目气源供应充足，工 艺技术成熟，通过 cdm 项目合作，具有良好的经济效益、社会效益和 环境效益，项目可行。 第 4 页 1.61.6 主要技术经济指标主要技术经济指标 表表 1-11-1 主要技术经济指标表主要技术经济指标表 序 号 名 称单位数量备注 一总用地面积亩 87.1 二规模（总装机容量） kw271000 三总发电量 万 kwh/ 年 14400 四总建筑面积 m29418 五绿地率 %20 六年工作日天 300 七劳动定员人 98 八原辅材料用量 1 煤层气万 m3 10080 2 机油升33136 3 水吨3456 4 电万 kwh290.3 九工程总投资万元 5075.05 1 固定资产投资万元 5044.2 2 铺底流动资金万元 30.85 十年销售收入万元 2771.37 十 一 年总成本费用万元 1342.61 第四年 十 二 年均利润总额万元 1107.12 达产年 十 三 年销售税金及附加万元 430.89 达产年 十 四 财务评价指标 1 投资利润率 %21.5% 2 投资利税率 %29.9% 3 财务内部收益率 %23.26% 税前 4 财务净现值万元 2654.17 税前 第 5 页 （ic=12%） 5 投资回收期 a5.5 税前（含建设期） 6 财务内部收益率 %18.87% 税后 7 财务净现值 （ic=12%） 万元 1528.19 税后 8 投资回收期 a6.09 税后（含建设期） 9 盈亏平衡点 %49.8 10 贷款偿还期 a4.45 第 6 页 第二章第二章 项目建设背景及必要性项目建设背景及必要性 2.12.1 项目单位简介项目单位简介 沁水县兰金瓦斯发电有限公司位于沁水县加丰镇境内，公司成立 于 年 日，注册资金 万元，现有员工 人。公司利用沁秀煤业曲 堤瓦斯抽放井抽放的瓦斯气用于发电。 沁秀煤业曲堤煤矿位于沁水县端氏镇曲堤村北，矿井采 3#煤层， 井田面积 1.5958km2，地质储量 1220.8 万吨，生产规模 30 万吨/年， 服务年限为 15 年，井田内地质构造简单，煤层气赋存丰富（仅在巷道 掘进过程中瓦斯绝对涌出量就达 163.92m3/min） ，是典型的高瓦斯矿井， 并经煤炭科学总院抚顺分院预测 2#煤层具有与瓦斯突出危险性，对矿 井安全生产已构成威胁，为确保安全生产，该矿建立了地面永久性瓦 斯抽放系统，每年抽放瓦斯气量为 2.4 亿立方，瓦斯浓度在 40%以上， 瓦斯低位发热量为 3900 千卡立方米。 2.22.2 项目建设背景项目建设背景 一一、晋晋城城矿矿区区是是全全国国勘勘探探程程度度最最高高、煤煤层层气气储储量量条条件件稳稳定定、开开发发 潜潜力力最最好好的的煤煤层层气气气气田田 晋城市位于山西省东南部，是 1985 年经国务院批准成立的地级 市，辖城区、泽州、高平、阳城、陵川和沁水六县 (市、区)，总面 积 9490 平方公里，总人口 220 万，其中市区人口 30 万。该市是在 改革开放中蓬勃兴起的一座新型城市，经济实力居中西部前列， 2008 年，全市生产总值完成 527.5 亿元，比上年增长 10.1%，增幅高 第 7 页 于全国平均水平 1.1 个百分点，高于全省平均水平 1.8 个百分点；财 政总收入突破 100 亿元大关，达到 113.2 亿元，增长 17.2%，在全省 11 个地级市排第二位。并被国家授予创建全国文明城市先进市、全国 优秀旅游城市和国家级园林城市的称号，是山西省首批环保先进市。 晋城市是全国重要的煤炭基地，全市含煤面积 4654 平方公里，已 探明储量 2712 亿吨，占全省的 55%，占全国的 26%，年产量 7000 万吨 以上。但由于沁水煤田瓦斯含量高，长期以来一直成为制约煤炭工业 发展的第一杀手。为了解决这一难题，加快新型能源与煤化工基地的 建设，市委、市政府下大力气加强瓦斯综合治理，保障煤矿安全生产 的研究与开发工作。从上世纪 90 年代就对煤层气治理与利用开始调研、 勘探，并于 2003 年与煤科院抚顺分院、重庆分院、河南理工大学瓦斯 地质研究所，太原理工大学安全技术和工程研究所、阳煤集团瓦斯研 究所、阳泉三矿等科研单位、集团公司合作，完成了山西省晋城市 阳城矿区瓦斯综合防治技术研究 、 山西晋城市阳城、沁水矿区采空 区瓦斯爆炸（燃烧）机理及综合防治研究 、 晋城市地方煤矿瓦斯抽 放可行性研究 ，探索出了适合晋城市煤矿瓦斯治理与利用的有效办法。 通过调查勘察，已探明全市煤层气储量达 6.85 万亿立方米，是全国勘 探程度最高，储量条件最稳定，开发潜力最好的煤层气田之一。宝贵 的资源优势，成为晋城市煤层气产业发展最坚实的基础。至 2006 年 9 月，全市已建成地面抽采钻井 300 余口，占全国的 1/2。地面煤层气抽 采能力达 2.5 亿立方米，并已形成商品化采销用体系。有 18 个煤矿建 成了瓦斯发电站，总装机容量达 4.3 万千瓦，是全国矿区中瓦斯发电 第 8 页 规模最大的地区，年发电量已经达到 2.58 亿度，年利用矿井瓦斯气约 1 亿立方米。市委、市政府提出，在“十一五”期间，将以建设全国重 要的煤层气基地为目标，加大煤层气开发利用力度，到 2010 年，全市 地面抽采煤层气达到 30 亿立方米，井下抽采达到 16 亿立方米。基本 形成规划科学、布局合理，勘探开发与综合利用相结合，经济效益、 社会效益和环境效益相统一的产业格局。 二、煤层气是煤矿安全生产的最大威胁，抽采后直接排空会对环二、煤层气是煤矿安全生产的最大威胁，抽采后直接排空会对环 境造成重大影响，同时造成资源浪费境造成重大影响，同时造成资源浪费 煤层气是矿难事故的罪魁祸首，国内煤矿矿难 7080都是由瓦 斯爆炸引起的，给人民群众生命财产造成了重大损失，先采气后采煤 可以大大降低煤矿事故，有利于煤矿安全生产。为进一步加大煤层气 抽采利用力度，国务院办公厅出台了关于加快煤层气（煤矿瓦斯） 抽采利用的若干意见 （以下简称意见 ） ，提出瓦斯“必须坚持先抽 后采、治理与利用并举的方针” ，规定“煤层中吨煤瓦斯含量必须降低 到规定标准以下，方可实施煤炭开采” 。 相对于全国来讲，晋城市是一个煤矿瓦斯危险程度较严重的地区， 有高瓦斯矿井 138 座，占全市矿井总数的四分之一以上，集中分布在 “三河”流域（沁河、芦苇河、长河） ，是瓦斯治理的重点区域。现主 采的 3#煤层，由于其变质程度高，封储盖条件好，开采时瓦斯涌出量 大，沁水县永红煤矿和中美合作大宁煤矿的绝对瓦斯涌出量已超过 200m3/min，沁水嘉丰镇五里庙煤矿的相对瓦斯涌出量达 248 m3 /t。多 年来，瓦斯灾害一直困扰着全市的煤矿安全生产，是煤矿安全的第一 第 9 页 杀手。瓦斯灾害的形式主要是瓦斯爆炸和瓦斯燃烧，近两年又出现了 新的灾害形式煤与瓦斯突出，给煤矿瓦斯综合治理增加了新的难 题。 目前煤层气抽采量大但利用量小的矛盾较为突出，除少量作为煤 矿的生活用气外，大部分煤层气燃烧后直接排空，不但造成了巨大的 环境压力，而且浪费了宝贵的资源。为防止煤层气大量排放到空气中 产生对环境的污染，鼓励煤层气综合利用， 意见提出限制企业直接 向大气中排放煤层气，要求环保总局研究制订煤层气对大气污染物排 放的具体标准，对超标准排放煤层气的企业依法实施处罚，同时对利 用煤层气发电等项目进行鼓励和扶持。 三、国家政策保障为煤层气产业化发展迎来了利好的发展契机三、国家政策保障为煤层气产业化发展迎来了利好的发展契机 国家八部委下发的煤矿瓦斯治理与利用实施意见 ，鼓励大力发 展瓦斯民用、发电、化工等。 煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十一五” 规划提出 2006-2010 年的煤层气开发目标是：2006 年，全国矿井瓦 斯利用总量 8 亿立方米以上；2010 年，利用总量 50 亿立方米以上，利 用率 50%以上。其中，民用和工业燃气利用量 20 亿立方米以上，发电 利用量 30 亿立方米以上，瓦斯发电装机容量 150 万千瓦以上。 2007 年 4 月，国家发改委下发了关于利用煤层气发电工作的实 施意见指出：全部燃用煤层气（煤矿瓦斯）发电并网项目由省级人 民政府投资主管部门核准；煤矿企业全部燃用自采煤层气（煤矿瓦斯） 发电项目，报地方人民政府投资主管部门备案。电力产业政策鼓励煤 矿坑口煤层气（煤矿瓦斯）发电项目建设。鼓励采用单机容量 第 10 页 千瓦及以上煤层气（煤矿瓦斯）发电机组，开发单机容量千 瓦及以上的内燃机组，以及大功率、高参数和高效率的煤层气燃气轮 机（煤矿瓦斯）发电机组。煤层气（煤矿瓦斯）电站所发电量原则上 应优先在本矿区内自发自用，需要上网的富余电量，电网企业应当予 以收购，并按照有关规定及时结算电费。煤层气（煤矿瓦斯）电站不 参与市场竞价，不承担电网调峰任务。发改委要求电网企业应当为煤 层气（煤矿瓦斯）电站接入系统，提供各种便利条件。电网企业要按 照国家标准、行业标准和规程规定验收电站投资建设的接入系统工程， 并及时签订并网调度协议，确保电网的稳定和电站的正常运行。政策 保障为煤层气产业化发展迎来了利好的发展契机。 五、项目充分利用清洁发展机制获得资金补偿，既可用于企业的项目充分利用清洁发展机制获得资金补偿，既可用于企业的 可持续发展，也能为本国的环境治理作出贡献，做到经济效益、社会可持续发展，也能为本国的环境治理作出贡献，做到经济效益、社会 效益和环保效益双赢效益和环保效益双赢 清洁发展机制，简称 cdm，是京都议定书中引入的灵活履约机 制之一，发达国家缔约方为实现其温室气体减排义务与发展中国家缔 约方进行项目合作的机制，其目的是协助发展中国家缔约方实现可持 续发展和促进公约最终目标的实现，并协助发达国家缔约方实现 其量化限制和减少温室气体排放的承诺。开发和利用煤层气，获得由 项目产生的“核证的温室气体减排量” ，可无偿获得发达国家的资金补 偿，促进企业的可持续发展。 2.32.3 项目建设的必要性项目建设的必要性 一一、项目建设是减少温室气体排放，保护大气环境的需要、项目建设是减少温室气体排放，保护大气环境的需要 第 11 页 煤层气的主要成分甲烷（ch4）直接排空会造成环境污染。研究表 明，煤层气的温室效应是co2的2024倍，在全球气候变暖中的份额为 15%，仅次于co2，对臭氧层的破坏力是二氧化碳的78倍。晋城市是产 煤大市，每年因采煤产生大量的甲烷气体，如果不对其进行处理直接 排空对环境影响很不利，目前有些煤矿用燃烧后排空的办法来减少煤 层气的排放，却又造成了资源的严重浪费。研究表明，对煤层气进行 充分燃烧，其燃烧热值与天然气相当，而且洁净，几乎不产生任何废 气，利用煤层气发电是充分利用这种清洁能源，减少环境污染的有效 途径之一。兰金公司煤层气发电站每年利用煤层气约9072万m3，具有良 好的环境效益。 二、项目建设是改善煤矿安全生产，提高煤矿效益的需要二、项目建设是改善煤矿安全生产，提高煤矿效益的需要 我国高瓦斯矿井和瓦斯突出矿井占46%，因瓦斯事故而死亡的人数 约占煤炭行业工伤事故死亡人数的3040%，占重大事故的7080%。 瓦斯治理坚持“以抽保用、以用促抽”的原则，采煤之前先采出煤层 气，防止煤矿瓦斯事故，改善煤矿的安全生产条件。开发和利用煤层 气，其一可以解决了煤层气的利用问题，为煤矿减少了处理排出气体 的费用开支，进而促进煤层气的开发和利用，从根源上防止瓦斯事故， 形成了良性循环；其二能减少了煤矿向空气中排放的温室气体量，减 少或避免了煤矿因大气污染物排放超标而受的处罚，降低煤矿的生产 成本，为其改善生产条件创造了可能。 三、项目建设是解决我国油气资源短缺现状的需要三、项目建设是解决我国油气资源短缺现状的需要 首先，中国的常规石油、天然气资源相对缺乏，是贫油、贫气国。 第 12 页 一次能源产量以煤为主，而煤炭消费约一半用于发电。二十多年来， 中国经济迅速发展，对能源的需求也越来越大，近年来，中国对国际 能源市场的依赖程度日渐加大，已经成为石油、液化天然气的纯进口 国。中国要想保持经济持续快速的增长，有必要开发新的能源，取代 原有的不合理的能源结构。 其次，采煤的伴生气体煤层气，作为一种非常规天然气，是 最现实的天然气接替资源。不但是清洁、无污染的新型能源，而且是 优质能源和化工原料，随着开采和利用技术的不断成熟，越来越受到 人们的重视。煤层气开发具有可观的效益收益。现阶段国内外市场原 油、天然气、煤炭等常规能源的价格不断攀升，而开发煤层气可以伴 随着煤矿开采的先期工程进行，节约工程成本。 综上所述，该项目属于利用新型能源发电的政策鼓励发展的项目， 实施后对减少温室气体排放，通过利用 cdm 项目合作，不仅能获得资 金补偿，对促进煤矿安全生产和缓解当地电力紧张均有积极意义。项 目建设是必要的，也是可行的。 第 13 页 第三章第三章 市场预测和规模确定市场预测和规模确定 3.13.1 供电现状供电现状 山西电网从北到南已形成覆盖全省的 500kv 双回路（北部为双回 路、中南部为单环网）为主干的全省性电力网络。按照行政区的划分， 山西省电力公司包括十一个供电分公司；按照电网结构和送受电关系， 划分为大同、忻朔、中部、南部四大供电区，其中忻朔电网包括忻州 市和朔州市电网，中部电网包括太原市、阳泉市、吕梁市、晋中市电 网，南部电网包括临汾市、运城市、长治市、晋城市电网。 据统计，2008 年，山西省发电装机达到 3635 万千瓦、发电量 1797 亿千瓦时，全社会用电量 1314 亿千瓦时，外送电量 514 亿千瓦时； 建成 1000 千伏特高压变电站 1 座，容量 300 万千伏安；500 千伏变电 站容量 2100 万千伏安；220 千伏变电站容量 3244 万千伏安；110 千伏 变电站 362 座。 2008 年，山西省电力装机占全国的 4.58%（其中火电占 6%） ，居全 国第 8 位，发电量居全国第 7 位，外送电量居全国第 3 位。全省人均 装机达 1.07 千瓦，人均发电量达 5280 千瓦时，均高于全国平均水平。 3.23.2 山西省电力电量平衡预测山西省电力电量平衡预测 “十一五”期间，考虑了在建、核准、待核准、国家发改委备选 开工项目，2010 年全省自用总装机容量 27830mw，2010 年山西省短缺 第 14 页 装机 4620mw，南部电力短缺额度 12902750mw。 山西省电力电量平衡表山西省电力电量平衡表 表 3.2-1 单位：108kwh、mw 项 目 2005 年 2006 年 2007 年 2008 年 2009 年 2010 年 1 系统需发电量 1045 1152 12741411 15641733 1.1 山西省自用 946105011741311 1464 1633 1.2 外送电量 99 100100100100100 其中:北京 31 3232323232 河北 63 6363636363 陕西 5 55555 2 需要发电负荷 153441701018900210202341026080 2.1 山西省自用 137641543017320194402183024500 2.2 外送电力 158015801580158015801580 其中：北京 500500500500500500 河北 960960960960960960 陕西 120120120120120120 3 备用容量 (18%) 276230623402378442144694 4 系统需要装机 容量 181102007022300248002762030770 5 年末装机容量 (自用) 175302122024455266202814027830 其中：水电 782782782782782982 火电 164782043823373246382615825648 抽水蓄能 300120012001200 6 当年新增 2899.0 53690354527952220550 其中：水电 300900200 火电 2898336028102790100100 7 当年退役 310630700860 8 受阻容量 841841931108111411141 第 15 页 其中 ：供热 减出力 660660750900960960 小水 电受阻 181181181181181181 9 系统可参加平 衡容量 164891827021488238782562526150 10 装机盈亏 -1621-1800-813-923-1995-4620 3.33.3 发电站建设的发电站建设的意义意义 根据山西省预测的中方案负荷水平进行电力平衡。其结果表明， 考虑已核准在建的电源项目，2010 年山西电网仍缺少装机容量 7670mw，2012 年缺少装机容量 9930mw。兰金公司煤层气发发电站位于 山西省沁水县境内，属于清洁型能源综合利用项目，装机容量为 2mw，作为山西省自用发电站，在“十一五”期间和“十二五”初期 有一定的市场空间，同时对促进山西地区经济发展具有重要意义。 3.43.4 规模确定规模确定 根据沁秀集团曲堤煤矿煤层气涌出量分析及市场分析，确定兰金 公司煤层气发电站项目总装机容量 2mw，燃气机组台（台备用） 。 第 16 页 第四章第四章 项目选址与建设条件项目选址与建设条件 4.14.1 发电站建站条件发电站建站条件 一、建立有瓦斯抽放站，瓦斯抽放站抽出的瓦斯浓度和瓦斯抽出量 能满足瓦斯气煤层气燃气机发电机组使用 项目主要气源来自沁秀煤业曲堤煤矿，年耗煤层气10080万m3。该 煤矿位于沁水县端氏镇曲堤村北，属于高瓦斯矿井，根据煤矿安全 规程中规定：矿井绝对瓦斯涌出量达到40m3/min以上时，必须建立地 面永久或井下临时抽放瓦斯系统。曲堤煤矿已经建立了地面永久抽放 瓦斯系统量，年抽放在2.4亿nm3以上，瓦斯浓度在40%以上，可满足燃 气式发电机使用。因此使用该气源发电是可行的。 二、冷却水源 项目选址位于沁河东岸，地表水和地下水常年丰沛，生活、生产用 水为厂区自备水井，水量充足。燃气发电机的冷却补充水源来自煤矿 矿井水。 4.24.2 站址选择的原则站址选择的原则 、贯彻国家的基本建设方针、政策； 、讲求经济效益、社会效益，节约能源，节省工程投资，节约 原材料，缩短建设周期； 、因地制宜地利用瓦斯资源，实行综合利用，节约用地、用水， 保护环境； 、执行劳动安全和工业卫生等现行国家标准的规定，做到符合 第 17 页 国情，技术先进、经济合理、运行安全可靠。 4.34.3 站址选择的条件站址选择的条件 1、靠近瓦斯抽放站。瓦斯气发电站紧邻瓦斯抽放站布置，这样可 以节省送气管道的铺设，节省材料投资费用，便于煤层气管道的维护。 2、远离办公区和居民区 由于燃气机发电机组运转时有一定的噪音，会影响到工作及周围居 民的生活，因此发电站选址在矿山上远离办公区和居民区。 4.44.4 站址位置站址位置 兰金瓦斯发电有限公司发电站选址位于沁水县端氏镇曲堤村，紧邻 曲堤煤矿瓦斯气抽放站，距离端润一级路约 1000 米，占地面积 5.8125 公顷，所占用的土地已办理土地征用手续。详见附件 2：地理位置图 。 4.54.5 建设条件建设条件 4.5.1 自然条件 该项目区属暖温带大陆性季风气候，具体气象指标如下： 年平均气温 12.012.4 年极端最低温度 -19.9 年极端最高温度 37.8 年平均相对湿度 63% 频率最多风向 西北风 年平均风速 2.6m/s 第 18 页 最高风速 23.0m/s 年平均降雨量 635.9mm 最大冻土深度 43cm 最大积雪深度 21cm 基本风压 0.45kn/m2 基本雪压 0.30kn/m2 设计时应综合考虑以上气象条件，使项目建设和使用能够适应上 述气候特点。 4.5.2 地形地质 项目站址周围地形较为平坦，但为了保证项目的顺利实施和安全 性，建议项目初设前进行地质勘察，取得详细、准确的地质资料为工 程建设提供详实的依据。 4.5.3 地震烈度 根据建设部发布的建筑抗震设计规范 （gb50011-2001）：沁水 县抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.10g，设计地震分 组为第一组。 4.5.4 气源供应条件 项目发电所用煤层气由沁秀集团曲堤煤矿供给（已签订供气协 议 ，详见附件） ，发电站煤层气使用量为 233.33m3/min，小于抽采量 400m3/min，气源供应有保证。 4.5.5 供电入网条件 第 19 页 项目年总发电量为 14400 万 kwh，经六台 2500kva 和四台 4000kva 变压器升压为 10kv 后经专线并入最近的变电站，所发电力除发电站自 用外全部上网。已与供电公司签订供电上网意向书 （详见附件） ， 可保证电力正常上网。 4.5.6 供水条件 项目生活用水水源为自备井，生产用水水源为煤矿矿井水，经矿 井水处理设施处理后可满足生产使用要求。 第 20 页 第五章第五章 物料供应物料供应 5.15.1 主要原材料特性主要原材料特性 项目主要利用煤层气发电，煤层气来源为沁秀集团曲堤煤矿。根 据国家煤及煤化工产品质量监督检验中心对该矿瓦斯气的检验报告， 该矿抽放瓦斯气的主要化学成分如下表： 曲堤煤矿瓦斯气化学成分一览表 组分ch4h2oco2o2n2c2h6coh2s尘 合 计 平均 含量 v% 38.8 7 0.59 0.54 13.1 8 46.80.01 未检 出 未检 出 未检 出 100 % 瓦斯气物理性质一览表 热值密度高热值爆炸极限运动粘度华白指数 18.84mj/nm3 0.99kg/nm 3 20.90mj/n m3 下限：5.2% 上限： 16.8% 22.8m2/s 22.8mj/nm3 5.5.2 2 原辅材料消耗原辅材料消耗 项目原材料、辅料消耗主要有瓦斯、机油、水、电消耗，消耗定 额表如下： 项目主要原、辅材料消耗一览表项目主要原、辅材料消耗一览表 序号名称年消耗量来源 1 瓦斯10080 万 m3沁城煤矿 2 机油 33136l 当地购买 3 水 4408.2t 煤矿矿井水 4 电356.28 万 kwh自给 第 21 页 第六章第六章 工程方案工程方案 6.16.1 工艺方案工艺方案 6.1.1 工艺方案拟定 1、单循环发电工艺：即利用管道将瓦斯输送至燃气发电机组进行 发电，燃气机的废气经排气管排到机房外。 2、单循环发电+余热利用热电冷联产工艺：利用管道将瓦斯输送 至燃气发电机组进行发电，同时以机组废气的热量为能源，烟气通过 特制的热交换系统加热介质水，使水温达到规定温度，通过溴化锂冷 水机组制冷或制热，通过风机盘管空调器给房间制冷或供热。 图图 6-16-1 余热利用热电冷联产工艺流程图余热利用热电冷联产工艺流程图 方案选择方案选择：综合考虑公司资金、技术、效益、规模等情况，项目 选择工艺二。 6.1.2 工艺方案综述 第 22 页 整个瓦斯发电系统分为：瓦斯收集系统、净化加压系统、燃气机 发电系统、电气并网系统、余热利用系统。整个工艺流程如图 6-2 所 示： 工艺流程简述： （1）瓦斯收集系统：井下的瓦斯通过管道，经防爆装置、防回火 装置，然后经瓦斯抽放泵泵入储气罐，再由储气罐进入输气管道内， 最后送气到发电站内的瓦斯预处理模块（净化回压系统） 。 瓦斯收集系统 净化加压系统 电气并网系统 燃 气 机 发 电 系 统 图图 6-26-2 项目工艺流程图项目工艺流程图 （2）净化回压系统：瓦斯预处理模块露天布置，首先经过气液分 离器初步过滤，除去大液滴和细粒，再将瓦斯引至加压风机，压力提 升后，最后经冷却器和凝聚过滤处理，送至机房。 为保证供气压力的稳定性，在系统中设置水封。在紧急状况下瓦 储气罐 瓦斯抽放站冷凝分离器 加压风机 输气管道 过滤处理器燃气发电机 电气并网系统 区域电网 玻璃钢冷却塔余热利用 第 23 页 斯通过排空管排空。 井下瓦斯抽放管路 ab监 过 滤 处 理 器 泵排气 水封瓦斯发电机组 注： a防爆装置b 后 勤 财 务 防回火装置 电力生产 监 抽放监控 气 汽水分离器 销售价格 排空管排 图图 6-36-3 瓦斯抽放及输气工艺流程瓦斯抽放及输气工艺流程 （3）燃气机发电系统：经处理过的瓦斯送入燃气机，电子点火燃 烧膨胀推动活塞做功，带动曲轴转动，通过发电机输出电能。燃气机 的废气经排气管排到机房外。整个过程由可编程序控制器控制。 其中的冷却系统采用带冷却塔的循环供水系统。燃气发电机组循 环水分为内循环冷却系统和外循环冷却系统。内循环系统为机内闭式 循环，采用软化水，软化水由项目区内水处理装置（加药装置）处理 后，送入静压水箱，由静压水箱补给；外循环水系统采用冷却塔循环 二次供水方式，外循环水由发电机配套的水泵将循环水池内的水泵入 发电机，用于吸收内循环系统中循环水的热量，然后在水压力下，吸 收了热量的冷却水通过喷淋，实现放热，最后重新回到循环水池内备 用。 第 24 页 废气 过滤 处理 器 电 能 后勤 财务 空 气 电力 生产 发电机组 销 收入 （万元） 不确定因素 变化率 （%） 经营成本 输气管道 销售收入 冷凝分离器 加压风机 输气系统 销售销售价 经营成本 基本方案内 部收益率 14.25% 价格 固定资产投 资 销售价格 固定资产投 资 销售价 经营成本 基本方案内 部收益率 14.25% 排 空 销售价销 售价格 固定资产 投资 格 销售价格 销售价格 固定资产 投资 燃气内燃机 销售价格 销售价格 冷却系统 图图 6-46-4 燃气机发电系统工艺流程图燃气机发电系统工艺流程图 喷水冷却 厂区内生活用水 软化补水加药装置 生产能力利用 率% 基本方 盈利区 销售收入(万 元) 4.25% 井下矿井水 中冷换热器 100 高冷换热器 固定成本 燃气机组 总成本 高温 冷却水 盈利区 静压水箱 销 售收入 低温 冷却水 蒸发、飘逸、 排污 矿井水处理系统 图图 6-56-5 项目水系统工艺流程项目水系统工艺流程 根据沁城煤矿瓦斯抽放量，确定项目总装机容量为 271000kw（二十五用两备） ，发电机组功率因数按 80考虑，每小时 发电量为 20000kwh，项目年发电量为： 200002430014400 万 kwh 20000每小时发电量为 20000kwh 24每天发电时间为 24 小时 第 25 页 300每年工作日为 300 天 耗煤层气量为： 200000.72430010080 万 m3 20000每小时发电量为 20000kwh 0.7每 0.7 立方米高浓度 ch4发电量为 1kwh 24每天发电时间为 24 小时 300每年工作日为 300 天 （4）电气并网系统：燃气发电机输出的低压电力，经过变压系统 的升压，通过并网专线输送至最近的变电站。 6.1.3 电气部分 主机微机监控系统 1、主机微机监控系统 该系统为分层分布式结构，分为上位机系统和现地单元。 上位机系统包括工控机，ups 电源，彩色显示器、调制解调器及打 印机等，用以完成电站的监视、管理、设置、控制、调节、打印、与 系统调度通讯、系统对时等功能。 现地单元分为机组现地单元和公用现地单元：每台机设一套机组 lcu，装于机旁和站中，主要包括机组保护测控装置、plc、温度巡检 仪等，用以完成机组的数据采集、处理、状态监视、控制、调节、通 讯等功能；电站设一套公用 lcu，装于站内，主要包括主变保护测控装 置、线路保护测控装置、plc、微机同期装置等，用以完成主编及线路 的保护、测量控制等功能和主变线路上各同期点的通气功能及公用设 第 26 页 备的数据采集、状态监视、控制调节及通讯等功能。 电气主接线 考虑到发电机机组容量小，因此发电机电压采用 400v，发电机出 口母线经闭缩开关直接并入 400v 母线引接。方案详见附件电气主接线 图。 电气设备布置 站用配电间设低压盘布置及 400v 电器柜布置在 a 列前的低压配电 间，全站设主控制室，采用主控制室的控制方式。方案详见电气设备 布置图。 直流系统 采用硅整流系统，电压采用 220v，采用单母线或单母线分段的接 线方式，其容量满足机组的控制负荷和事故照明负荷的需要。 电气元件的控制、测量和信号采用强电接线。 主要电气设备的选择 发电机的出线电压采用 400v。 400v 开关柜采用普通 ggd 固定柜 ggd 固定柜。 380/220v 低压开关柜采用 ggd 固定柜。 继电保护 1、发电机保护 简易差动保护：作为定子绕组的三相短路的基本保护，动作使发 电机与系统解列，并灭磁停车。 过流保护：本保护装置带有时限，用来保护由于外部短路而引起 的定子绕组过电流，并作为内部短路时的后备保护。 过电压保护：当发电机突然甩负荷或在系统解列情况下单独供电 第 27 页 而调速失灵时，转速突然增加引起过电压，为了防止过电压击穿定子 绕组绝缘，特装设本保护装置，本保护装置经 0.5s 使发电机与系统解 列并灭磁。 过负荷保护：本保护装置用来保护由于过负荷而引起励磁消失时， 立即联动跳开发电机出线开关，以保证机组安全运行。 2、主变压器保护 差动保护：保护变压器线圈内部短路。当变压器线圈或两侧差动 电流互感器内的引线，电缆发生多相短路时跳开变压器两侧断路器。 瓦斯保护：为变压器内部故障之基本保护，利用变压器内部故障 时产生气体而冲动瓦斯继电器达到发信号和跳闸的目的，当油面降低 或轻微故障时发出信号，故障严重时跳开变压器两侧开关或发出重瓦 斯信号（用切换片位置决定） 。 复合电压闭锁过电流保护：保护变压器外部短路，并作为线路的 后备保护，带有一定的时限。 过负荷保护：变压器过负荷时发出信号。 3、线路保护 瞬时电流速断保护：是线路的主保护。 过电流保护：作为线路的后备保护。 4、站用电系统的保护 站用变高压侧装跌落式熔断器，保护变压器内部短路，低压侧空 气开关有过流脱扣装置，未装断电保护装置。 其它低压电气设备都用低压保险保护短路故障，站用电消失或电 第 28 页 压过低装有信号装置。 6.1.4 余热利用 项目余热利用的方式是在满足机组发电的同时，利用冷却水及排 气的热量进行制冷和制热，即冷、热、电三联供。制热是将燃气发动 机排出的热量充分利用起来，用于冬季取暖以及日常洗浴等生活之用。 设计时考虑的因素包括热水量的调节、热水系统的压力、热水系统与 热源设备的配套连接、多余热水部分的旁通及紧急情况下热水的切断 等。采用这种方式时，生活用洗浴热水取自发动机冷却水热交换器， 这部分水的温度一般在 4050，完全能够满足使用要求；生活区取 暖用热水取自排气部分，燃气发动机的排气温度一般在 450550， 加热后的热水温度可达到 80110（压力在 0.2mpa 左右） ，这样可以 保证取暖所需的热量；制冷部分使用较成熟的吸收式溴化锂制冷机， 其结构由高发部分和主体部分组成。 考虑到四季变化的因素，在春秋二季很可能不用制冷取暖的功能， 因此在机组排气出口处加装一自动温度控制阀，以决定机组排气的走 向。同时保留生活洗浴，并在夏季利用冷却塔的水调配。 6.1. 设备选型及设备清单 综合考虑项目的资金、人员、运行成本及工作进度，主要设备选 型采用国产和进口设备相结合。 表表 6-16-1 主要生产设备一览表主要生产设备一览表 单位：万元 第 29 页 名称规格单位数量备注 发电机 500kw 台 12 含并网柜、监控及电缆、安 装 发电机 1000kw 台 21 含并网柜、监控及电缆、安 装 2500kva 台 5 变压器 4000 kva 台 5 含铜排、电缆、安装 冷却塔 400m3 台 2 水泵台 6 含电机、安装（ 4用2备） 真空开关台 1 含电缆、安装 高压计量套 1 含表箱、表计 余热锅炉 2.3mw 台 4 烟气热交换 器 台 4 冷凝机台 4 热水型溴化锂 自动温度控 制阀 个 27 储气罐1 万 m3座 1 水处理设备套 2 6.26.2 工程方案工程方案 6.2.1 土建工程 根据建设部发布的建筑抗震设计规范 （gb50011-2001）沁水县 抗震设防烈度为 7 度，地震分组第一组，设计基本地震加速度 0.10g。 项目建筑物抗震设防类别为丙类建筑，站内建筑物结构的设计使用年 限为 50 年，设计安全等级为二级。 第 30 页 表表 6-26-2 主要建构筑物特征表主要建构筑物特征表 序 号 名 称 建筑面积 （m2） 层高 （m） 结构备注 1 发电机机 房 300010.0 轻钢 布置 33 台发电机 组 2 控制室 4003.3 砖混 包括高压室、低 压 室、配件室等 3 循环水池 1200m3 深 3.0m 钢筋 砼 2 个 4 锅炉房 6485 砖混 5 综合办公 楼 30003.3 框架 包括培训中心， 3 层 6 职工食堂、 宿舍 8004 砖混 7 辅助用房 15003.3 框架 包括车库、材料 库及修配车间、 水处理室 8 门卫室 203.3 砖混2 个 9 厕所 203.3 砖混 10 泵房 30 砖混 11 生活水塔一座 12 围墙及大 门 长 2500m，高 2.2m砖砌电动大门 6.2.2 公用工程 1、采暖、通风系统 项目区内建筑物采暖及制冷利用项目余热负供给，采暖系统采用 散热器，制冷系统采用吸收式溴化锂制冷机。 第 31 页 选用八台大风量低压头的轴流风机（6 进 6 出） ，风机风量为 56880m3/h，全压 304pa，电机功能 7.5kw。 2、给排水系统 项目区生活用水水源为厂区内深井，用水量 294 m3/d；项目工艺 用水为曲堤煤矿矿井水，采用加软化剂水处理装置处理，补水量按 0.3t/万 kwh 计算，年补水量为 4320t。项目年耗水量为 4408.2t。 热水供应系统充分利用项目工艺余热。 生活污水排放量为 235.2 m3/d，生活污水经污水处理系统处理后 达标排放；场地雨水及站内建筑物排水充分利用地面坡度及建筑物的 有组织排水排出站外。 3、照明系统 发电站的照明，有正常照明和事故照明分开的供电网络，电压为 220v。正常照明的电源，由动力和照明网络共用的中性点直接接地的 低压变电器供电。事故照明由蓄电池组供电。 发电机组机房的通道以及远离机房的重要工作场所要求的事故照 明采用应急灯。 4、防雷接地系统 发电站采用高杆避雷针保护全站建筑物，接地电阻不大于 10， 站内机电设备、管线及金属构架均进行保护性接地，接地电阻不大于 4。 6.26.2 总平面布置方案总平面布置方案 站区占地 5.8125 公顷，建筑面积 9418 m2。主要出入口设在场地 第 32 页 北部及东部，绿地率 20%，绿地面积考虑为 12000 m2，硬化考虑为 20000 m2。 站区中部边控制室、发电机机房（22 台发电机组）和循环水池由 西向东一字排开，靠近出入口处设置门卫室，发电机房南北侧分别布 置四台变压器（详见沁城煤矿瓦斯发电站平面布置示意图） 。 为了减少噪声和进一步美化站内整体环境，在站区四周，特别是 西部的空地上栽种乔木（选择叶大吸音效果好的树种） ，为员工提供一 个舒适、优美的工作环境。 6.36.3 厂区管网、道路规划厂区