瓦斯发电方案

山东胜动燃气综合利用有限责任公司瓦斯发电站建设方案 1 1 项目概况 项目概况 盘县石桥镇鹏程煤矿年产 15 万吨 有抽排系统 井下相对涌出瓦斯量 61 方 分 浓度 50 以上 根据厂负荷 800KW 左右 可以上 2 台 500GF1 2RW 机组 后期如果负荷增加 或者上网手续办理好后可以再增加机组 2 2 项目方案项目方案 根据瓦斯浓度本项目方案采用胜利油田胜利动力机械有限公司生产的 胜 动 牌 500GF1 2RW 瓦斯发电机组 该发电机组适用于瓦斯浓度大于 30 以上 的瓦斯发电 本方案从 胜动 瓦斯发电机组技术可行性 安全保障 经济可行性等方 面 进行建站项目可行性分析论证 3 3 瓦斯发电的可行性瓦斯发电的可行性 3 13 1 内燃机对瓦斯的适应性内燃机对瓦斯的适应性 胜利油田胜利动力机械有限公司是全国唯一的系列化 专业化燃气机生产 企业 燃气机的生产已经有 20 多年的历史 近几年在瓦斯 煤层气 天然气 石油炼化尾气 焦炉尾气的利用上取得了突破 产品已经在全国各地得到广泛 应用 我公司生产的瓦斯发电机组已经在贵州水城 重庆松藻 山西晋城 山 西阳泉 安徽淮南 淮北 辽宁阜新 辽宁抚顺等地煤矿成功应用 瓦斯发电机组针对瓦斯特点设计 采用了数字点火技术 电控技术 增压 中冷 稀燃技术等多项国家专利技术和实用新技术 很好地解决了燃烧控制 浓度变化等问题 3 23 2 瓦斯发电机组应用的技术瓦斯发电机组应用的技术 煤矿瓦斯抽放过程中 瓦斯的压力和 CH4浓度是在不断变化的 胜利油田 胜利动力机械有限公司生产的瓦斯发电机组适应瓦斯的变化 具有以下技术特 点 3 2 13 2 1 空燃比自动调节技术空燃比自动调节技术 煤矿抽排瓦斯过程中浓度和压力不稳定 该瓦斯发电机组采用电控混合技术 对发动机的空燃比进行实时控制 发动机自动实时监控燃烧状况 由中央控制 单元发出指令 执行器调整燃气通道 从而改变燃气进气量 达到自动调节混 合比的目的 使发动机空燃比始终保持在理想状态 整个调整过程自动实现 瓦斯发电机组采用电子控制技术 通过闭环自动调节混合气空燃比 显著 提高对燃气浓度变化的适应能力 瓦斯浓度在 6 100 之间变动时 机组都 能适应 3 2 23 2 2 低压进气技术低压进气技术 针对一些瓦斯压力低的特点 该发电机组采用先混合后增压技术设计使机 山东胜动燃气综合利用有限责任公司瓦斯发电站建设方案 组对燃气的压力要求较低 只需要燃气进气压力达到 300mmH2O 以上即可达到机 组的使用条件 不需要增加加压装置 减少投资 未采用此技术的国内其他厂 家的发电机组需要增加加压装置 这样不仅增加了投资 同时也增加了机组故 障点 安全隐患 并消耗了电力 3 2 33 2 3 稀燃技术稀燃技术 机组通过合理匹配配气系统 调低空燃比 利用自主知识产权的新概念燃 烧室技术在局部形成点火能量相对优势 尔后实现多点点火 增大了点火能量 提高燃气燃烧速度 实现了稀薄燃烧 降低了机组热负荷 提高了机组对燃气 的适应性和机组的热效率 其动力性和可靠性大大提高 未采用此技术的机组 对燃气的潮湿性较为敏感 表现为点火困难或点火不连续 3 2 43 2 4 燃烧自动控制技术燃烧自动控制技术 此技术为我公司独创 通过此项技术 可将机组的排气温度控制在 550 以下 显著降低热负荷 明显提高机组运行可靠性 特别是具有避免爆震发生 的作用 未采用此技术的机组一般是凭人的感官和经验来调整机组运行状况 机组 运行时排气温度会超过 650 其关键部件的寿命大大降低 不能满足机组长 期运行的要求 3 2 53 2 5 数字点火技术数字点火技术 该技术为胜利动力机械有限公司专利技术 点火系统由 ECU 火花塞 高 压线 高压点火线圈等部分构成 该技术由 ECU 根据不同类型的燃气机 或燃气机的不同工况 从软件上调 整点火能量和点火时间 保证燃气燃烧充分 机组可靠运行 此点火系统尤其 适合多缸机型 使每个气缸都能在最佳状态工作 发挥机器的最佳性能 3 2 63 2 6 增压中冷技术增压中冷技术 发动机针对瓦斯的特性合理匹配增压器和中冷器 增加了燃气进气量 提 高了发动机功率 与稀燃技术结合 实现燃气稀薄燃烧 减少燃气后燃与爆震 倾向 降低热负荷 改善排放 提高了燃气机的动力性 经济性 3 2 73 2 7 电子调速技术电子调速技术 选用美国 WOODWARD 电调系统 该系统是当前世界最先进的大功率调速系统 经过 20 多年燃气机研发经验和国内外机组的使用验证 该调速系统的使用性能 优越 具有高稳定性和反应快速等优点 适合多台机组并车或并网时使用 可 达到精确的速度控制 使机组调速率稳定 3 2 83 2 8 TEMTEM 全电子控制技术全电子控制技术 利用 TEM 全电子控制技术 系统对瓦斯浓度 发动机缸温 排温 混合 山东胜动燃气综合利用有限责任公司瓦斯发电站建设方案 器转角 监控仪测量参数 电量参数进行采集记录与故障报警 并能自动调节 混合器控制阀开度 使机组始终处于最佳工作状态 进气总管装甲烷传感器 符合煤矿防爆要求 TEM 系统还可以根据用户的需要实现信息远传和远程监控 3 2 93 2 9 防回火技术防回火技术 我公司针对瓦斯的特点 研制了专用的干式阻火器 用于发动机的三处阻 火点 防止发动机回火 此专用阻火器通过了国家消防总局的批准 3 33 3 胜动胜动 瓦斯发电机组特点瓦斯发电机组特点 燃气机组针对瓦斯特点设计 机组特性如下 可适用于燃气成份变化的燃气发电 计算机闭环控制 自动跟踪成份 变化 保证良好燃烧 保证机器运转平稳 国内唯一掌握 可适应极低压力的燃气 不必增压 减少投资和提高有效发电量 效率高 热效率可达 32 40 机组自成体系 辅助设备少 建站简单 投资少 建站周期短 一般不超过 2 个月 见效快 运行费用低 机组可单台使用 也可多台组合使用 可并机 也可并网 机器质量可靠 机组功率是同等柴油的功率的 50 多一点 机械负荷 小 转速低 主重要控制部分零件如调速器 点火系统 火花塞等 是从美国进口 机组的各种保护系统齐全 技术成熟 有近 20 年的生产历史 备件充 足 服务及时 从机组技术上分析及实际运行情况来看 利用胜利油田胜利动力机械有限 公司生产的 500GF1 2RW 瓦斯发电机组 以煤矿瓦斯为燃料发电 是可行的 4 4 机组系统组成及性能参数机组系统组成及性能参数 4 14 1 瓦斯发电机组的系统组成瓦斯发电机组的系统组成 主要包括润滑系统 冷却系统 瓦斯进气系统及控制单元 电子点火系统 排气系统 控制管理系统及发电机组控制系统 4 24 2 机组性能参数机组性能参数 机组型号 500GF1 2RW 控制屏型号 PCK1 RB500 额定功率 500kW 额定频率 50Hz 额定转速 1000r min 山东胜动燃气综合利用有限责任公司瓦斯发电站建设方案 额定电压 400V 额定电流 902A 功率因数 0 8 滞后 接线方式 三相四线制 起动方式 24V 直流电起动 电压调整方式 自动调节 调速方式 电子调速 循环水冷却方式 开式 带换热器 连接方式 弹性联轴器联接 外形尺寸 5506 1970 2750mm 机组质量 12500kg 4 34 3 发电机组控制发电机组控制 每台发电机组由生产厂家 胜利油田胜利动力机械有限公司 自带一套控 制 保护 监控设备 控制屏 发电机组控制 发电机组的启动 停机 调频 调压 投运 切除 并车 解列 发电机组的测量监视仪表包括 发电机的交流电流表 电压表 功率表 功率因数表 频率表 电能表 转速表 运行时间累计表及相应配套的电流互 感器 电压互感器 测量转换开关 瓦斯机的水温 油温 油压及排烟温度 瓦斯发动机的状态信号 运行状态预告 故障报警信号 水温 油温过高 报警 润滑油压过低 超转速故障 发电机组监控设备装在控制屏上 而且可以远传 4 44 4 机组启动方式机组启动方式 机组的启动方式 采用 DC24V 电源启动 5 5 电站技术方案描述电站技术方案描述 5 15 1 输气系统输气系统 燃气输气管道系统按规划规模设计 输送压力达到机组进气压力要求 不 需另行增压 考虑抗静电接地 控制阀门等 5 25 2 供水系统供水系统 自来水输送至电站冷却水池 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 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 补给水采用自来水 工业用冷却 塔冷却 山东胜动燃气综合利用有限责任公司瓦斯发电站建设方案 5 35 3 机组对冷却水的要求机组对冷却水的要求 根据 500GF1 2RW 燃气发电机的性能要求 燃气发电机冷却系统分为内外 两个循环 内部循环采用软化水 外循环又分为高温和低温两套循环冷却水系 统 水质为普通水质 循环冷却水补充水按循环水量的 0 8 计算补水量 a 机组对内部循环水的要求 由热力部分处理出的软化水 硬度 0 7 5 3me l pH 值 6 8 5 补充燃气发电机内循环补充水量 每台 500GF1 2RW 瓦斯发电机组每天正常消耗软化水量约 1 0 1 5kg 由软化水箱提供 b 机组对外部循环水的要求 单台机组高温外循环水 进水温度 60 65 出水温度 65 75 循环水量 30 50m3 h 单台机组低温外 循环水 进水温度 30 40 出水温度 32 42 循环水量 25 35m3 h 5 45 4 电气系统电气系统 胜利动力机械有限责任公司生产的燃气发电机组出口电压是 400V 经电缆 并接至主控室内机组控制屏 机组控制屏设有并网控制和常规保护装置 各机 组出线分别经控制屏和隔离柜汇接至 400V 母线 可低压输出也可经升压变压器 升压后高压输出 站房内的电气开关 电磁阀 照明灯具采用矿用隔爆型 5 55 5 消防系统消防系统 站内消防器材配置移动式泡沫灭火器或粉尘灭火器 消防水系统与循环冷 却水系统合并考虑 5 65 6 防雷接地系统防雷接地系统 发电站采用高杆避雷针保护全厂建筑物 接地电阻不大于 4 站内机电 设备 管线及金属构架均进行保护性接地 计算机基地系统独立设置 接地电 阻不大于 10 6 6 瓦斯发电安全性瓦斯发电安全性 6 16 1 机组安全系统机组安全系统 短路保护 短路保护 利用主回路低压断路器电磁式脱扣器做短路保护 动作电流整 定 8 10 倍额定电流 过电流保护 过电流保护 利用主回路低压断路器的延时脱扣器 按照发电机额定电流 的 1 25 倍整定 欠压保护 欠压保护 在主回路低压短路器装设失压脱扣器 当发电机电压低于 50 60 额定电压时 使主断路器分闸 逆功率保护 逆功率保护 并联运行时发生 5 15 额定功率的逆功率时 10s 内逆功率 保护装置使主断路器分闸 山东胜动燃气综合利用有限责任公司瓦斯发电站建设方案 发电机热保护 发电机热保护 定子温度超过 145 发出声光预告报警信号 超过 155 使主断路器分闸 机组油压低保护 机组油压低保护 当油压低到 392kpa 时 油压低指示灯亮 同时电铃报警 主开关 自动分离 6 26 2 煤矿应用安全性煤矿应用安全性 瓦斯输送管线设置专用阻火器 机组装有防回火装置 胜动 瓦斯发电机 组目前已大量用于煤矿瓦斯 煤层气发电 在重庆 贵州 山西 安徽 辽宁 等地已经广泛使用 通过在各大煤矿的使用 实践证明该瓦斯发电机组安全可 靠 有效的解决了瓦斯利用的安全性问题 7 7 瓦斯进气部分瓦斯进气部分 7 17 1 气源气源 瓦斯浓度 30 压力 调压阀前 不低于 3kPa 进气温度 35 瓦斯不含游离水或其它游离杂质 粉尘颗粒小于 5 g 总含量不大于 30mg m3 7 27 2 瓦斯进气配置瓦斯进气配置 从煤矿来的瓦斯总管线在发电机房外成为分管线 分别为每台机组供气 每条分管线上分别设一个管道阻火器 防止总管线上有回火现象发生 在至每台 发电机组的进气阀门前设置一个进气模块 上面安装有管道阻火器及电磁阀 过 滤器 防止进气支管线上的回火现象发生 对瓦斯进行过滤及自动关 合气源 瓦斯输送管线设置专用阻火器 包括雷达水位自控式水封阻火器和干式瓦 斯专用阻火器 瓦斯输送采用水雾输送 管路上设置水雾阻火点 瓦斯气流经水 雾阻火点后水分增加 瓦斯气超出爆炸范围 使瓦斯输送变得安全 进入每台机组的支管线采用符合 输送流体用无缝钢管 GB T 8163 1999 标准生产的 20 钢无缝钢管 分管线和总管线采用符合 石油天然气工业输送 钢管交货技术条件 第一部分 A 级钢管 GB T9711 1 1997 标准生产制造的 L255 螺旋缝埋弧焊钢管 8 8 消防及瓦斯报警消防及瓦斯报警 8 18 1 消防对象消防对象 站内的主要消防对象为瓦斯发电机组 高压配电室 低压配电室 户外变 压器 综合泵房等 8 28 2 消防方式消防方式 消防水源引自煤矿消防水管线 山东胜动燃气综合利用有限责任公司瓦斯发电站建设方案 按照 预防为主 防消结合 的原则 根据站内新建的建 构筑物设施 以及根据 建筑设计防火规范 GBJ16 87 2001 年版 的要求 站内消防以移动 式灭火器为主 同时利用煤矿消防水源引 条 DN200 消防水管线在站内设置消火 栓进行安全保护 8 38 3 消防内容消防内容 a 在厂区及瓦斯发电机组周围设置消火栓 SS 100 型及推车式磷酸铵盐干 粉灭火器和手提式磷酸铵盐干粉灭火器 b 高压配电室内设置推车式 CO2灭火器和手提式 CO2灭火器 低压配电室设 置推车式 CO2灭火器和手提式 CO2灭火器 c 变压器区设置手提式磷酸铵盐灭火器 d 循环水泵房设置手提式磷酸铵盐灭火器 e 循环水泵房配电值班室设手提式 CO2灭火器 9 9 瓦斯报警及通风瓦斯报警及通风 发电机房内设置瓦斯泄漏传感器 当瓦斯泄漏达到报警值时 低压配电室 内的发出报警信号 提醒操作人员进行瓦斯泄漏查找并排除泄漏点 当瓦斯泄漏 达到危险值时 瓦斯报警控制器输出一信号 联动发电机房内的防爆轴流风机 对机房内的空气进行强制通风 在最短的时间内达到安全界限内 当低于报警值 后 防爆轴流风机自动停转 防爆轴流风机也可手动启动 发电机房墙上布置轴 流风机的下墙面上安装铝合金百叶窗 综合泵房的墙面也设置有轴流风机及百叶窗 综合泵房的强制通风靠手动 进行控制 10 10 土建部分土建部分 发电机房为轻型彩钢板结构 高低压配电室 配件室 油脂库 综合泵房 及其配电室均为混砖结构 冷却水池为钢筋混凝土结构 1111 投资明细 见明细 投资明细 见明细 红色为甲方投资 黑色为乙方投资 1212 合作方式 合作方式 乙方提供燃气发电机组给甲方在投资的发电项目中使用 甲方负责发电站 土建基础建设 高压部分 变压器及变压器之后部分 输气管线接到发电站机 组进气端 乙方提供发电机组及标准配置 机组日常运行维护工作 电站运行 人员工资等由乙方负责 结算方式按设备租赁费 电费的方式进行 1 乙方按照单台机组3万元 月 含机组大修费用 的固定费用收取设备租赁费 从设备就位算起 2 根据双方抄表所确认的发电数量 当月的电费由乙