川煤集团芙蓉公司杉木树瓦斯气发电技术创新项目计划任务书 精品.doc

川煤集团芙蓉公司技术创新项目计划任务书 项目名称：杉木树煤矿瓦斯发电（含余热利用）技术推广应用 起止年限：20XX年-20XX年 承担单位： 四川煤炭产业集团芙蓉公司 （盖章） 项目负责人： E-Mail： 电 话：填报日期：20XX年12月芙蓉公司技术中心制20XX年 一、项目意义（3000字以内）1、立项背景及必要性立项背景1） 立项背景：芙蓉集团公司所辖4对生产矿井，瓦斯浓度30-40，矿井20XX年抽放纯瓦斯总量4655万立方米，矿井煤层瓦斯压力0.32MPa。民用瓦斯与内部锅炉用瓦斯量仅需1500万m3/年，已基本饱和，由于管道输送困难，实际只完成瓦斯发电3200万kwh，消耗瓦斯882剩余约2400万m3/年瓦斯基本排空。杉木树煤矿为煤与瓦斯突出矿井，杉木树煤矿建有永久抽采系统，按“先抽后掘、先抽后采”,实施底板抽采巷穿层钻孔和顺煤层密钻孔高负压预抽、底板巷抽卸压瓦斯,强化了瓦斯涌出异常地带的超前抽采及卸放工作, 系统抽采能力达50m3/min。2） 必要性：芙蓉公司十二五煤层气（瓦斯）抽采计划将进入实施阶段。通过瓦斯发电可实现“以利用促抽采，以抽采保安全”的良性循环发展。煤矿瓦斯经过燃烧发电，不仅缓解了矿区电力供应紧张，还降低了直接排放给环境带来的污染。通过瓦斯发电，加大了煤矿瓦斯的利用率，减少温室气体排放。瓦斯发电项目是CDM项目的重要内容之一，该项目的顺利实施和及时建成投产，直接关系到后期CDM项目合作协议。2、国内外相关技术研究现状、发展趋势1） 内燃机在瓦斯领域的应用我国近几年在瓦斯、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。瓦斯发电机组已经在全国各地煤矿得到广泛应用。JMS-620GS瓦斯发电机组针对瓦斯特点设计，采用多项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。2） 瓦斯发电机组特点燃气机组针对瓦斯特点设计，机组特性： 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； 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3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，机组功率大，机械负荷小； 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。3） 瓦斯发电机组应用的发展趋势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，JMS-620GS瓦斯发电机组适应瓦斯的变化，其特点： 燃烧自动控制技术：使用四气门阀气缸盖，通过最新的计算和仿真技术(CFD)设计的中置的可净化预燃室，使机组加压-交换损失最小化，整机 效率高,燃烧稳定，点火条件得以优化。 热回收技术：通过润滑油热交换器采用两级板式换热器，即使回水温度较高或波动,仍能获得最大的热效率。 先进的空气/燃气技术：通过全新设计的空气/燃气混合器，在进入涡轮增压器之前,燃气和空气在低压条件下混合，使主要燃气供给可在低压状态完成 ，混合气体在涡轮增压器中分布更加均匀。 预压点火技术：通过预燃室设计，火花塞的点火能量通过预燃室被放大，使点火效率最标准，机组 Nox排放值最低 ，燃烧稳定、可靠。 特殊气体混合器：专门为低热值的特殊气体提供特殊型号，对大范围热值的特殊气体都能应用自如。 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。 电子调速技术：电调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。 全电子控制技术：利用全电子控制技术系统对瓦斯浓度、发动机缸温、排温、混合器转角、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。全电子控制系统还可以根据用户的需要实现信息远传和远程监控。 防回火技术：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。二、项目内容（2000字以内）1、项目研究的主要内容1） 发电机组控制。2） 机组启动方式。3） 电站技术方案：输气系统、发动机冷却水系统、电气系统、消防系统、防雷接地系统。4） 瓦斯发电安全性：机组安全系统、煤矿应用安全性。5） 气源。6） 瓦斯进气配置。7） 消防与瓦斯报警。8） 瓦斯报警及通风。9） 土建与安装。节能与环保及职业安全措施。2、项目的技术特点、关键技术和关键工艺1） 技术特点：有可视化界面、实时机组工业化控制系统、发动机采用封闭式冷却循环、6kv高压瓦斯发电、瓦斯发电安全性高、集装箱内设置瓦斯报警与通风、节能环保。2） 关键技术：发动机管理系统可视化，配备发动机与机组中控；机组发出6kv高压 、系统管道阻火器。3） 关键工艺：3、技术路线和应用方案1） 技术路线 输气系统：燃气输气管道系统按规划规模设计，瓦斯气体要求为：参数单位要求值压力Kpa845最高温度40最高相对湿度%80最大粉尘颗粒度m3粉尘最大量mg/1 kWh5 发动机冷却水系统：封闭式冷却循环，包括：膨胀罐、填注设备（止回阀和减压阀，压力计）、安全阀、温度调节阀、机组上要求的管道、排气和排水、冷却水泵，包括止回阀 电气系统：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，经升压变压器升压后与电厂6KV高压母线并网。站房内的电气开关、电磁阀、照明灯具采用矿用隔爆型。 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，与发电厂工业水系统共用。 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，计算机接地系统独立设置，接地电阻不大于0.4。2） 应用方案根据现有杉木树煤矿瓦斯抽放站位置、瓦斯储存罐位置以及输气管网分布情况，供电网络及运行方式。瓦斯发电站机房建在杉木树煤矿瓦斯抽放站下平台位置，面积约1200m2，紧邻杉木树煤矿瓦斯抽放站，与煤坪有垂直高差20米。计划总装机容量为6000千瓦。三、项目目标（800字以内）1、主要技术指标、经济指标1） 计算依据：1）1台3000KW机组的气耗量为2500 m3/h（浓度33%）-20XX年运行平均数据。2）杉矿入网将达到总量7200 m3/h，其中自用气1800 m3/h的50%用于澡塘-瓦斯监控系统数据。3）杉木树瓦斯罐加压机输送能力4500 m3/h瓦斯监控系统数据。4）瓦斯机组单台年运行时间7500小时计算。2） 年总运行成本可以通过建站增加瓦斯发电量计算: 目前排空部分瓦斯发电入网量7200 m3/h,加压机输送能力4500 m3/h.被迫排空:7200-4500=2700m3/h 瓦斯站余热提供杉矿后，可以停用澡塘瓦斯用气用于发电。1800 m3/h50%=900m3/h 年可以增加发电量（2700+900） m3/h3000/25007500=3240万kwh 发电总收益: 32400.5=1620万元 发电成本瓦斯购置成本：（2700+900）7500 0.16=414.7万人工费用30万元，油料成本52万，其他维护材料100万元，管理费用80万元，折旧费用200万元，财务费用200万元，瓦斯购置成本414.7万,合计：1076.7万元/年。2、项目完成后到达的主要质量指标 年经济收益：16201076.7=543.3万元 投资回收期：4100543.3=7.55年3、项目完成后对技术提升的作用芙蓉集团公司在杉木树煤矿就近建立瓦斯发电站，加大了矿井瓦斯的抽采和开发利用，避开了因为巡场城市建设造成的瓦斯管路输送瓶颈,有利于煤矿瓦斯的综合治理和矿井的安全生产；减少了瓦斯直接排空造成的资源浪费；避免了对环境造成的污染。因此在杉木树煤矿就近建立瓦斯发电站，虽然投资回收期较长，利润率较低，但该项目的实施充分利用了排空瓦斯，提高了资源利用率，形成一个良性循环，是一项高效节能工程和安全效益工程。同时利用瓦斯发电机组发电，建设周期短，实现就地发电，就地使用，就地并网。它将改善能源结构，合理开发能源，减少因可燃气体的排空对大气的污染，具有显著的社会效益。四、项目基础条件和承担优势（1000字以内）1、技术来源杉木树煤矿于1996年建立永久抽采系统， 20XX年利用国债资金进行了抽采系统技改，现有3台2BE1 303-0型真空泵，装机功率1103kW，抽采能力50m3/min，矿井已积累了20多年的瓦斯抽采经验，特别是瓦斯抽采治灾的经验丰富，有相当的技术基础，有专业的抽采队伍和技术、管理人员，完全能够完成瓦斯抽采系统的技术改造。20XX年利用国债资金进行了抽采系统技改，现有3台2BE1 303-0型真空泵，装机功率1103kW，抽采能力50m3/min，矿井已积累了20多年的瓦斯抽采经验，特别是瓦斯抽采治灾的经验丰富，有相当的技术基础，有专业的抽采队伍和技术、管理人员，完全能够完成瓦斯抽采系统的技术改造。2、与项目有关的前期研究状况、实验设备及设备条件、近三年主持或主研的科研成果，获奖及发表情况等 五、项目的创新点（1500字以内）（包括理论创新、应用创新、技术创新） 六、项目实施进度1、进度安排及完成内容2、确保项目进度的措施七、项目预期效益1、项目实施能达到的技术指标（如形成的专利、新技术、新产品、新设备、专著等数量、指标及其水平等）2、投产后的直接经济指标及效益分析3、社会效益八、风险分析政策、技术、资金、市场风险分析九、研究人员项目组人数高级中级初级其他项目负责人职称职务主要研究人员姓名年龄职称文化程度工作单位对成果创造性贡献十、项目经费预算 单位：万元经费投入其中科技经费支出科目金额科目金额申请科技补助经费