最新富祥煤矿瓦斯发电站可行性研究报告

PAGE96贵州省织金县富祥煤矿低浓度瓦斯发电工程可行性研究报告贵州亿利新能源开发有限公司贵州省织金县富祥煤矿瓦斯发电工程可行性研究报告目录第一章概述11.1项目概况及编制依据11.2研究范围31.3项目建设的必要性41.4主要技术设计原则111.5工作简要过程11第二章燃料供应及供方式132.1燃料供应132.2瓦斯供应方式15第三章机组选型和规模确定163.1低浓度瓦斯利用工艺技术方案选择163.2发电机组选型183.3低浓度瓦斯燃气高压发电机组的系统组成193.4建设规模的确定203.5发电系统流程203.6主要技术指标21第四章电力系统224.1厂区供电现状224.2电站接入系统224.3电气主接线22贵州省织金县富祥煤矿瓦斯发电工程可行性研究报告第五章厂址条件235.1选址概述235.2交通情况235.3厂址自然条件235.4水源255.5厂址选择意见25第六章工程设想266.1总图266.2热机系统286.3瓦斯输送系统296.4余热利用部分346.5水工部分396.6电气部分436.7热控486.8建筑结构496.9暖通部分50第七章环境卫生527.1环境现状527.2执行的环境保护标准527.3低浓度瓦斯发电环境影响分析537.4瓦斯利用污染防治基本原则56贵州省织金县富祥煤矿瓦斯发电工程可行性研究报告7.5污染防治措施577.6项目的环境效益577.7结论与建议58第八章消防专篇598.1设计依据598.2消防设计的主要原则598.3工程概述598.4火灾爆炸危险性分析608.5防火及消防措施60第九章劳动安全与工业卫生659.1职业危害659.2安全卫生规程及标准669.3主要危害因素分析669.4主要防范措施66第十章劳动安全与工业卫生6810.1用能标准及节能规范6810.2节能措施6910.3减排措施7010.4节能减排效果71第十一章劳动组织与定员73第十二章工程实施的条件与实施进度74贵州省织金县富祥煤矿瓦斯发电工程可行性研究报告12.1编制依据7412.2实施条件7412.3实施进度74第十三章财务评价7613.1投资估算7613.2财务评价77第十四章结论8314.1主要结论8314.2存在技术经济指标8314.3主要技术经济指标83附表：经济分析估算表84贵州省织金县富祥煤矿瓦斯发电工程可行性研究报告第一章概述1.1项目概况及编制依据1.1.1建设单位概况贵州亿利新能源开发有限公司注册资金5000万元人民币，主要立足于新能源开发、煤层气的综合利用、节能服务、能源行业务产品及副产品的销售等业务，主要经营范围包括瓦斯发电、焦炉煤气发电、生物质能发电、粉煤灰及煤矸石利用、电力设备和物资的加工和销售、非金融性项目投资、投资策划咨询服务。1.1.2矿井概况富祥煤矿为股份合作企业，隶属织金县城关镇管辖，经济上独立经营、自负盈亏。富祥煤矿位于织金县城关镇西部，地处后寨～高寨一带，地理坐标为东经105°39´55"～105°40´38"，北纬26°33´12"～26°33´45"。矿区由5个拐点坐标组成，矿区范围为北侧后寨～平寨，东侧坝子头～新寨，南侧包包上，西侧祭山坡。矿区东西长约1.1km，南北宽约1km，呈菱型状，面积约0.6151km2。矿井地质资源量为（331+332+333）为511.2万吨，扣除永久煤柱损失后的资源量为383.6万吨，可采储量为236.2万吨。矿井生产能力为30万吨/年，服务年限为18.7年。1.1.3项目概述本项目为低浓度瓦斯综合利用及节能环保项目，利用富祥煤矿矿井抽排瓦斯作为燃料进行发电，减少环境污染，降低大气温室效应该；同时回收机组排烟中热量，产生热水供富祥煤矿矿区使用，提高能源利用率。本项目集低浓度瓦斯发电及系统自动控制为一体，主要技术特点如下：1.根据富祥煤矿瓦斯抽排的实际情况建站，利用煤矿低浓度瓦斯发电。为保证输送安全，采用低浓瓦斯细水雾输送技术、专用防爆配套装置、燃气空气混合等技术，使瓦斯发电现组可以更平稳、安全地运行。此项技术于2005年12月通过国家安全生产监督管理总局的鉴定。2.采用瓦斯发电综合自动控制技术。发动机采用先混合后增压的方式，混合后的气体浓度不随瓦斯进气浓度的变化而变化，当气体浓度变化时，计算机对运行参数进行分析判断，自动调节混合器，使瓦斯与空气混合比例发生变化，瓦斯浓度低时多供瓦斯少供空气；当浓度高时，少供瓦斯气多供空气，实现了气源浓度不同但经过混合器后的混合气浓度保持不变。先混合后增压技术优势在于对瓦斯气的压为要求低，不需要再上增压设备，就能达到使用要求。实施方案：根据富祥煤矿矿井现有瓦斯抽排数据和预测的瓦斯抽排数据，拟采用6台600GJZ1-3PWWD低浓度瓦斯燃气高压发电机组进行发电，选址位于富祥煤矿瓦斯抽放泵房西南侧40米左右处的一块耕地上，电站内配套水雾输送系统、冷却循环系统、余热利用系统、变配电系统及其他辅助生产系统。本项目建设的宗旨是：充分利用优质清洁能源，减少环境污染，达到节约能源、保护环境、美化环境的目的。该项目是集资综合利用、节约能源、环境保护和矿井安全生产为一体的工程，具有良好的节能效果、环境效益、经济效益和社全效益。1.1.4编制依据1.国家计委、国家经贸委、建设部印发的计基础[2001]26号文件《热电联产项目可行性研究技术规定》。2.《中华人民共和国可再生能源法》（2005年2月28日第十届全国人民代表人会常务委员会第十四次会议通过）。3.国家发展与改革委员会发改能源[2005]2517号关于印发《可再生能源产业发展指导目录》的通知。4.国家计委、国家经贸委、建设部印发的计基础[2000]1268号《关于发展热电联产的规定》。5.国家发展与改革委员会发改能源[2006]13号关于印发《可再生能源发电有关管理规定》的通知。6.《煤矿安全规程》。7.国家及行业现行的标准、规范。8.贵州亿利新能源开发有限公司和富祥煤矿提供的基础资料。1．2研究范围根据贵州亿利新能源开发限公司提出的工程要求，本可行性研究的主要范围为：1.利用低浓度瓦斯发电的必要性。2.瓦斯利用的技术方案选择。3.瓦斯发电机组选型及设备布置。4.低浓度瓦斯输送系统方案设计。5.电气主接线技改设计方案。6.余热利用系统设计方案。7.监控系统设计方案。8.供、排水及消防系统。9.节能和节能量的计算。10.发电站主要建、构筑物。11.编制投资估算及财务评价。1.3项目建设的必要性1.3瓦斯是赋存于煤层中的非常规天然气。全世界瓦斯资源十分丰富，据有前资料表明，总资源量达260万亿m3。我国埋深小于2000米煤层气地质资源量约为36.81万亿m3，继俄罗斯、加拿大这后居第三位，是美国的3倍。近十几年来，许多国家瓦斯勘探开发活动十分活跃。特别是在美国，瓦斯开发获得重大突破，已发展成为一个新的产业，2008年瓦斯量达550亿m3。在美国瓦斯工业发展中，瓦斯经济鼓励政策起了极大的推动作用，其他配套法规也在逐步建立和完善。其他一些国家，如英国、澳大利亚、德国和波兰也相继制订了一些与瓦斯有关的法规。这些国家的瓦斯政策法规和经验可供我们研究和借鉴。瓦斯的主要成份是甲烷（CH4），是很好的燃料。目前瓦斯利用的主要方式：作为工业或民用燃料直接加热、作为化工原料和燃气发电。但因用作燃料直接加热的间断性以及用量的有限性，使许多瓦斯的利用受到影响。富祥煤矿富含瓦斯，瓦斯排空将造成大量的资源浪费，因此，将其作为低热值能源综合利用是最便捷的途径。同时，瓦斯中的甲烷是一种仅次于氟利昂占第二位的重要温室气体，能破坏大气的臭氧层，根据气候变迁跨国委员会研究报告，其温室效应是CO2的21倍。大量的瓦斯排入大气，使地球表面热量通过大气层向宇宙空间散发的“热阻”增大，从而增强地球表面的温室效应，导致全球变暖，破坏了地球的生态环境。1997年12月，149个国家和地区的代表在日本东京如召开《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议，通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暧的《京都议定书》。按照《京都议定书》的规定，各缔约方需要控制六种温室气体：二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫。2005年2月16日《京都议定书》正式生效。虽然《京都议定书》只为发达国家规定了具体减排义务，但由于发展中国家温室气体排放数量的快速增长，发达国家要求发展中国家参与温室气体减排或限排放数量的快速增长，发达国家要求发展中国家参与温室气体减排或限排承诺的压力与日俱增。作为发展中国家，中国尚不承担减排义务。但由于中国经济的快速发展，而技术和设备相对陈旧、落后，能源消费强度大，导致单位生产总值的温室气体排放量较高。从总量上看，目前，我国二氧化碳排放量已居世界第二，甲烷、氧化亚氮等温室气体的排放量也居世界前列。如果还是停留在目前的能源使用效率和排放标准上的话，中国有可能在2025年成为二氧化碳排放量最大的国家。这将对我国经济发展造成负担，我国在参与《联合国气候变化框架公约》活动中遭受的压力将会越来越大。为此，作为一个易受气候变化影响的发展中国家，中国政府对气候变化问题给予了高度重视，并采取了7项积极的应对措施，措施之一是采取一系列有利于减缓温室气体排放的政策措施。因此，对排放的瓦斯进行利用符合环境要求。1.3根据《国务院办公厅关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见》（国办发[2006]47号）和发改能源[2007]721号文（关于利用煤层气（煤矿瓦斯）发电工作的实施意见），为做好煤层气（煤矿瓦斯）综合利用工作，变害为宝，保障煤矿安全，节约利用能源，保护生态环境，特制定如下意见：1.国家鼓励各类企业利用各种方式开发利用煤层气（煤矿瓦斯）。2.各级政府部门应当督促煤矿企业结合本矿区实际情况制定煤层气（煤矿瓦斯）综合利用规划，并组织审查批准，引导企事业合理利用能源资源。发电可以作为煤层气（煤矿瓦斯）综合利用规划的一项内容。3.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：煤矿企事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。省级人民政府投资主管部门要将核准和备案情况及时报送国务院投资主管部门。4.鼓励煤层气（煤矿瓦斯）发电企业通过技术进步和加强与国内外瓦斯发电机组制造企业合作，提高能源利用效率和电站的安全稳定运行水平。5.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，需要上网的富裕电量，电网企业应当予以收购，并按照有关规定及明结算电费。6.煤层气（煤矿瓦斯）电厂不参与市场竞价，不承担电网调峰任务。7.电网企业应当为煤层（煤矿瓦斯）电厂接入系统，提供各种便利条件。原则上，由电网企业负责投资建设电网至公共联结点的工程，由发电企业负责投资建设电厂至公共联结点的接入系统工程。8.电网企业要按照国家标准、行业标准和规程规定验收电厂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厂的正常运行。9.煤层气（煤矿瓦斯）电厂上网电价，比照国家发展改革委制定的《可再生能源发电价格和费用分摊管理度行办法》（发改价格）〔2006〕7号）中生物质发电项目上网电价（执行当地2005年脱硫燃煤机组标标杆上网电价加补贴电价）。高于当地脱硫燃煤机组标杆上网电价的差额部分，通过提高煤层气（煤矿瓦斯）电厂所有省级电网销售电价解决。10.有关政府部门应当制定鼓励煤层气（煤矿瓦斯）发电的配套政策和措施，为煤层气（煤矿瓦斯）综合利用工作创造有利条件。电力、价格等监管机构应当加强煤层气（煤矿瓦斯）发电项目上网交易电量、价格执行情况的监管和检查工作。为加快推进煤层气资源的抽采利用，鼓励清洁生产、节约生产和安全生产，经国务院批准，颁布了财税金[2007]16号文件，其中规定了鼓励煤层抽采有关税收政策如下：a.对煤层气抽采企业的增值税一般纳税人抽采销售煤层气实行增值税先征后退政策。先征后退税款由企业专项用于煤层气技术的研究和扩大再生产，不征收企业所得税。煤层气是指赋存于煤层及其围应岩中与煤炭资源伴生的非常规天然气，也称煤矿瓦斯。煤层气抽采企业应将享受增值税先征后退政策的业务和其他业务分别核算，不能分别准确核算的，不得享受增值税先征后退政策。煤层气抽采企业增值税金先征后退政策同财政部驻各地财政监察专员办事处根据财政部、国家税务总局，中国人民银行《关于税制改革后对某些企业实行“先征后退”有关预算管理问题的暂行规定的通知([94]财预字第55号)的规定办理。b.对独立核算的煤层气抽采企业购进的煤层气抽泵、钻机、煤层气监测装置、煤层气发电机组、钻井、测井等专用设备，统一采取双倍余额递减法或年数总和法实行加速折旧，具体加速折旧方法可以由企业自行决定，但一经确定，以后年度内不得随意调整。1.3CDM中英文CleanDevelopmentMechanism（清洁发展机制）的缩写，是“京都议定书”规定的跨界进行温室气体减排三种机制之一。CDM是“京都议定书”所规定的国家在境外实现部分减排承诺的一种履约机制。发达国家通过向发展中国家实现可持续发展。同时发达国家通过从发展中国家购买“可核证的排放削减量（CERs）”以履行“京都议定书”规定的减排义务。我国一直在认真履行“气候变化框架公约”，积极促进“京都议定书”的生效，并于2002年8月批准了“京都议定书”。这些努力与中国完成国内发展目标的努力密切相关，实行可持续发展战略已经成为中国实现自己社会经济发展目标的重要考虑。继续保持较高的经济增长速度，通过节能降耗、提高经济效率来实现经济增长方式的转变，进一步扩大对外开放，改善利用外资的效果，引进人才和技术，大力加强能源、交通等基础设施建设，加强环境保护和生态建设，加快农村和边远地区的经济发展，特别是加快西部地区的开发速度，这些都将构成今后很长一段时间内中国社会经济发展目标的重要组成部分。环境保护一直以来就是我国的基本国策。借鉴国外的经验教训，引进和吸收国外先进的技术和资金，走新型工业化道路，实现经济、社会和环境的协调和可持续发展是我国政府长期坚持的战略目标。而实施CDM项目，在帮助缔约方以较低的成本实现其减排温室气体承诺的同时，可以通过先进和适用技术的引进中国实施可持续发展战略。是一种双赢的活动。我国强调CDM项目必须同时满足帮助发展中国家实现可持续发展和减少温室气体排放的要求。CDM项目产生的经核证的减排量只能是缔约方国内减排理的补充。2004年7月1日我国政府颁布了“清洁发展机制项目运行管理暂行办法”，办法提出CDM实施的优先领域、许可条件、管理和实施机构、实施程序，以及其它相关安排。中国开展清洁发展机制项目和重点领域是以提高能源效率、开发利用新能源和可再生能源及回收利用甲烷和煤层气为主。富祥煤矿低浓度瓦斯发电工程符合CDM项目在以下三个方面的要求：1.符合项目所有国可持续发展的要求a.有利于国民经济经发展b.有利于环境保护和减缓温室效应；c.有利于当地的经济发展和减少贫困；d.有利于社会进步和增加就业务员；2.符合我国环境保护的有关规定中国目前前正处在经济迅速发展的时期。如何适应国际潮流，寻找与发达国家不同的发展模式，走出一条有中国特色的新型工业化道路，实现经济、社会和环境的协调和可持续发展是摆在我们面前的重大和现实的课题。CDM机制无疑为发展中国家引进发达国家资金和技术，提供了一个机会。贵州亿利新能源开发有限公司可利用本项目，使之最大限度地服务于经济、社会和环境的协调和可持续发展。3.减排量是长期的、可测量的1.富祥煤矿富含瓦斯，抽排瓦斯若直接排空而不利用，既浪费大量洁净能源，又污染大气环境，十分可惜。低浓度瓦斯发电技术的开发与利用，不但可以有效利用富祥煤矿煤层的洁净能源，而且具有良好的经济效益和环境效益。为了解决矿井排空瓦斯造成的浪费和对环境污染问题，在治理矿井瓦斯灾害的同时，将原煤生产的“废物”变为综合利用的资源“宝”，利用与其发电可以使抽放瓦斯成为盈利工程，抽放的瓦斯越多，产生的经济效益也就越好，可以形成良性循环。有了经济杠杆的作用，就能进一步调动抽放瓦斯的主动性，促进煤矿安全生产，少发生或不发生瓦斯爆炸事故。因此最大限度地利用资源，开发瓦斯发电项目是十分必要的。综上所述，利用瓦斯能源有助于加强煤矿瓦斯综合治理，可以有效减少甲烷等温室气体排放，减少环境污染，增加企业环境、经济及社会效益，因此该项目的建设是十分必要的。1.4主要技术设计原则根据节能建设方针、相关法律细则和地方法规、国家和行业有关设计规范和规程，本项目在设计中将体现以下技术原则：1.总体考虑、统一规划、以气定电、适度规模、留有余地、效益优先和方案最优的原则，以最大限度的利用瓦斯为主要任务。2.尽量控制工程造价，提高经济效益，工艺流程合理，管线布置短揵，建筑物布置紧凑，减少工程占地，缩短建设工期，提高综合经济效益。3.根据能源供应条件和优化能源结构的要求，从改善环境质量、节约能源出发，优化电站方案。4.借鉴国内外先进技术和经验，坚持从实际出发，选择成熟的技术和设备，使瓦斯发电工程运行效果稳定可靠。5.电站设计体现代化、规范化、自动化。6.余热利用工程应考虑与现有供热系统的良好衔接。7.电站接入系统应考虑与周围电网的良好衔接。1.5工作简要过程山东胜动燃气发电工程设计咨询有限公司有关专业人员根据建设单位的委托于2011年6月下旬进行了现场踏勘，收集资料，对建设的条件及有关技术问题作了认真分析和讨论，并征询了贵州亿利新能源开发有限公司和富祥煤矿领导的意见，山东胜动燃气发电工程设计咨询有良公司对展开工作所需的资料提出了要求。山东胜动燃气发电工程设计咨询有限公司在结合贵州亿利新能源开发有限公司和富祥煤矿提供资料的基本上，各专业展开了全面的工作。对厂房的布置、瓦斯现有排量和预计抽排量、装机容量、燃气输送、水工、电气、余热利用、环境等等工程做了充分的研究的比较，于2011年7月完成可行性研究报告的编写。第二章燃料供应及供应方式2.1燃料供应2.富祥煤矿目前已建有地面永久瓦斯抽放泵站。瓦斯抽放泵站内设置高、低负压两套抽系统。其中高负压抽放系统选择用3台（2开1备）2BEA-253型水环式真空泵，最大气量35m3/min,极限真空33hPa,，转速660r/min，电机功率55Kw；低负压抽放系统选择用2台（1开1备）2BEA-303型水环式真空泵，最大气量52m3/min，极限真空33hpa，转速590r/min，电机功率75kW。富祥煤矿2009年至2011年1月至6月的瓦斯抽放数据如表2．1-1所示。富祥煤矿瓦斯抽放泵站2009年至2011年1月至6月瓦斯抽放表表2.1-1年份纯量万Nm3混合量万Nm3浓度%2009935.64872.819.22010946.14851.719.52011年1月至6月475.72426.919.62.根据富祥煤矿瓦斯抽采设计及矿上提供的资料，预测煤矿开采期内瓦斯抽放数据见表2.1-2。富祥煤矿瓦斯抽放泵站未来五年预测抽放表表2.1-2年份纯量万Nm3混合量万Nm3浓度%2011年7月至12月478.32440.319.62012967.14884.419.82013988.14916.120.120141003.94969.820.220151024.94999.620.52.2.1富祥煤矿风井现有FBCDZ54N017型煤矿地面用防爆型抽出式串联轴流式通风机二台（一台工作，一台备用），风量为1320-4500m3/min，额定功率为2*75Kw，风压为1200-2200Pa。富祥煤矿回风井2009年至2011年1月至6月风排瓦斯抽排情况见表2.1-3。富祥煤矿回风井2009年至2011年1月至6月风排瓦斯抽排情况表2.1-3项目单位200920102011年1月至6月风量m3/min231023502420浓度%0.350.380.402.1根据矿上提供的资料，预测富祥煤矿后期矿井开采期内回风井瓦斯抽采情况见2.1-4。富祥煤矿回风井未来五年预测抽放表表2.1-4表项目单位2011年7月至12月2012201320142015风排总风量m3/min24302510255025802595风排瓦斯浓度%0.400.420.430.430.452.2瓦斯供应方式2.由于低浓度瓦斯易爆，根根已颁布并已于2010年7月1日正式实施的《煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保证系统设计规范》（AQ1076-2009）规定，低浓度瓦斯管道输送系统不得设置缓冲抽出式冲罐，故低浓度瓦斯不能储存，只能利用瓦斯抽放泵背压直接向发电机组供气。另外还规定，瓦斯发电用低浓度瓦斯管道输送安全保证设施应设阻炎泄爆、抑爆、阻爆三种不同原理的阻为防爆装置。为了确保瓦斯抽放站的安全，本工程在瓦斯抽放站出口管道上阻火防爆采用水封阻火器，阻爆装置采用快速关闭阀、抑爆装置采肜细水装置。2.为便于维护，瓦斯发电站与瓦斯抽放站间瓦斯输送管考虑采用架空方式敷设。2.低浓度瓦斯燃气高压发电现组要求气源中不得含有游离水，为防止水滴进入发电机组，进入站区的低浓度瓦斯气需经脱水处理。第三章机组选择型和规模确定3.1低浓度瓦斯利用式艺技术方案选择3.目前实用的低浓度瓦斯发电技术可采用以下三种：1.往复式发动机往复式发电动机又称内燃烒发动机，其热效率高，国产机组发动机效率为30%～35%，燃料气的入口压力低，通常为3kPa~10kPa之间。低浓度瓦斯内燃式发动机可利用的瓦斯浓度为9%～30%，目前国内较成熟的低浓度瓦斯内燃式发动机，其规格500Kw、600kW两种。国内较大规格的低浓度瓦斯内燃式发动机应用实例较少，还没有经过长期运用的检验。2.低浓度瓦斯掺入风排瓦斯发电风排瓦斯发电是利用乏风甲烷热氧化装置将风排瓦斯进行氧化反应产生热能，制取过热高压蒸汽轮机发电。风排瓦斯发电要求风排瓦斯的的浓度最好在0.8%以上，当风排瓦斯浓度较低时，需配入低浓度瓦斯，将风排瓦斯的浓度提高到0.8%以上进行发电。3.燃气—蒸汽联合循环系统联合循环是煤层气能源动力转换效率最高的一种方式。联合循环是将燃气送入内燃式发动机发电，再利用其排放的高温烟气生产蒸汽，驱动蒸汽轮发电机组电。这种联合循环系统可获得大约45%以上的热效率。3.分析上节三种利用方案：联合循环系统厂区设备较多、占地较大，除受到占地面积的限制外，还受到汽轮发电机组最小发电机型号的限制。按低浓度瓦斯量计算，可供发电3.6KW，其烟气余热可产生蒸气量约2.19t/h。目前市场能够采购到的最小凝汽式汽轮发电机组空额定功率为750Kw，耗气量为4.4t。余热蒸汽不足以满足凝汽式汽轮发电机组的用汽需求。因此本人工程不考虑联合循环发电系统方案。根据富祥煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯的气量、浓度分析上节1、2两种瓦斯利用方案并比较如下：方案一：在富祥煤矿瓦斯抽放泵站附近建设低浓度瓦斯发电站，并利用瓦斯发电站余热供矿区洗浴和采暖。方案二：在富祥煤矿瓦斯抽放泵站附近建设风排瓦斯发电。并从富祥煤矿瓦斯抽放泵站抽取低浓度瓦斯气体混入风排瓦斯中，提高风排瓦斯气休浓度通过氧化装置发热，所产热量带动汽轮机进行电建设风排瓦斯发电站。方案一中发电规模见表3.1-1：方案一富祥煤矿未来五年瓦斯发电量表表3.1-1年份纯量万Nm3每小时纯量Nm3/h发电能力（Kw）年发电量（万度）2011年7月至12月478.3109239561186.92012967.11104400024002013988.111284087245220141003.911464152249120151024.911704239254方案二中富祥煤矿瓦斯发电情况进行分析如下：风排瓦斯发电要求风排瓦斯的浓度最好在0.8%以上，富祥煤矿与有风排瓦斯浓度均在0.4%左右，因此需配入低浓度瓦斯，将风排瓦斯的浓度数加到0.8%以上，分析风排瓦斯发电和掺混后剩余和低浓度瓦斯发电量总和详见表3.1-2：方案二富祥煤矿未来五年瓦斯发电量表表3.1-2项目单位20112012201320142015风排总风量m3/min24302510255025802595利用风量m3/min24302510255025802595风排瓦斯浓度%0.40.420.430.430.45混入低浓总纯量Nm3/min10.19.99.89.99.5混合风排总风量m3/min2481.72560.22598.92629.22641.1混合风排浓度%.80.80.80.80.8产生热量MJ/h27512.128382.428811.329147.429279.3产生蒸汽量t/h7.78.08.18.28.2发电量kW1288.41329.21349.31365.01371.2备注：凝汽式汽轮机汽耗6kg/kW·h。由上述表格可以看出要使混合后风排瓦斯的浓度达到0.8%发上，需将全部的风排风量用上，且不能充分利用低浓瓦斯量，且方案二的发电量远小于方案一的发电量。综上所述：方案一具有发电量大，不需要消耗大量水、电站自用电少等等优点。故本设计推荐方案一为瓦斯发电的主导方案。3.2发电机组选型根据调查，目前国外尚无适用于甲烷浓度低于30%的瓦斯发电机组，国内仅济南柴油股份有限公司、淄博柴油机厂和胜利油田胜利动力机械集团有限公司有低浓度的发电机组在运行，主要现型有500kW，600kW等机型。在气量丰富、浓度满足要求的情况下，综合考虑每千瓦的投资成本、电站占地面积以及贵州区域地形的复杂性，选择用600kW的发电机组相比500kW的发电机组更为合适。故本工程选用600kW集装箱式低浓度瓦斯燃气高压发电机组为发电主机设备。600kW集装箱式低浓度瓦斯燃气高压发电机组根据冷却方式的不同分为600GJZ1-3RWWD开式机组和600GJZ1-3PWWD闭式机组两种，开式低浓度瓦斯燃气高压发电机组采用开式循环、玻璃钢冷却塔冷却，适用于现场水源充足的瓦斯电站长；闭式低浓度瓦斯燃气高压发电机组采用闭式循环、卧式多风扇水箱冷却，适用于现场水源紧缺的瓦斯电站。根据富祥煤矿现场水源的实际情况，本工程采用600GJZ1-3PWWD低浓度瓦斯燃气高压发电机组。3.3低浓度瓦斯燃气高压发电机组的系统组成低浓度瓦斯燃气高压发电机组由润滑系统、空气过滤系统、点火系统、冷却系统、排气系统及发电机组控制系统组成。全套装置包括：燃气发动机、发电机、空气过滤器、排气消音器、机组辅助系统，燃气调压装置、机组系统同期控制屏等等装置。电站的性质：分布式能源燃气电站控制和操作方式：集中控制系统发动机工作循环：四冲程额定转速：1000r/min进气方式：增压式气缸布置方式：双列V型冷却方式：循环水强制冷却启动方式：24V直流电启动3.4建设规模的确定本工程按照“以气定电，适度规模”的原则确定电站规模，以充分利用富祥煤矿排瓦斯为主要原则。1Nm3纯瓦斯热值为35.8MJ，600GJZ1-3PWWD机组热耗率为9.88MJ/kW·h，每台发电机组持续运行发电功率按600kW计算，则1Nm3纯瓦斯可发电3.623k/kW·h。根据富祥煤矿瓦斯抽放系统预计的抽排瓦斯量，每小时可发电3956kW至4239kW，根据总体考虑、统一规划、效益优先、留有余地的原则，本工程总装机容量拟定为3600kW，采用6台600GJZ1-3PWWD发电机组。3.5发电系统流程富祥煤矿低浓度瓦斯发电工程系统流程详见下图3.6主要技术指标表3.6-1序号项目单位技术指标1总装机容量kW36002发电持续功率kW36003发电年运行时间h60004电站自用电率%4.945发电年均热耗MJ/kW·h9.886年发电量万kW·h/a21607年供电量万kW·h/a2053.38消耗纯瓦斯量万Nm3/a596.169供电节约标煤t/a6775.8910余热利用年节约标煤t/a175注：计算发电节煤量按发1kW·h电需标煤330g计算是；余热节煤量按标煤热值为29260Kj/kg计算，余热利用年约标煤的计算间，结合矿上员工工作制度“每天三班作业”，洗浴时间按每班2h计，年洗浴天数按330天计算，年采暖天数按60天计算。第四章电力系统4.1厂区供电现状富祥煤矿现有10kV变电所一座，为双回路供电，所需电源分别引自织金县35kV变电站10kV侧母线段，另一电源引自织金县110KV变电站10KV侧母线段，钢绞线型号为LGJ-70mm3，线路长为3km。变电所内高压开关柜型号为KYN28-12型号。富祥煤矿矿井用电负荷装机容量1830Kw，平均负荷为1500Kw.4.2电站接入系统本工程位于富祥煤矿矿区附近，内高压配电室距10kV变电所直线距离约190m，装机规模为6台600GJZ1-3PWWD低浓度瓦斯燃气高压发电机组，发电机出口为10.5Kv。考虑电站装备机容量、供电性质及矿井已形成的供电现状，本工程以10kV电压等等级接入系统，接入点为富祥煤矿10kV变电所10kV母线采用一回高压架空线路输送至矿区10kV变电所，输送距离约240m。电站所发电能供矿自用部分为1500kW，富裕部分1922.2kW的电量并入贵州电网。4.3电气主接线电站共设6台600GJZ1-3PWWD发电机组。单机额定功率为600kW，持续运行功率600kW，每台发电机组所发电量通过1强高压机组断路器柜输送及控制，共6台高压机组断路器柜的电能经1台高压输出柜以一回高压架空线路送至富祥煤矿区10kV电所10kV母线系统与之并网。电气部分主接线图见附图。第五章厂址条件5.1选址概述5.根据安全生产行业标准AQ1077-2009《煤矿瓦斯往复式内燃机发电站安全要求》的相关规定并结全现场实际情况，本电站厂战址的选择原则为：考虑瓦斯电站与并网变电所的位置及瓦斯发电站与现有系统的功能协调，做到工艺流程布局合理、有利于生产；综合考虑输送管网距离和输送电路距离，场地地形和工程地质条件良好，交通运输便利用；要做到投资小、工期智短、见效快。5.根据以上选址原则，本工程选址位于富祥煤矿瓦斯抽放泵房西南侧40米左右处的一块耕地上。5.2交通情况瓦斯电站选址位于富祥煤矿瓦斯抽放泵房西南40左右处的一块耕地上，在富祥煤矿矿区附近。富祥煤矿矿区范围内的交通仅有公路，安顺到织金的209省道位于矿区东侧3.5km，织金至阿弓到六枝的107县由矿区南侧通过，并有乡村公路通至矿区内。由矿区东行织金县城约28公里，至珠藏区约3.5公里，西行至阿弓镇约30公里，交通较方便。5.3厂址自然条件5.本工程所工区域位于织金煤矿区红梅井田勘探区西侧煤层浅部入ZF1正断层发南地地带，矿区范围内山峦连绵，沟壑交错，这中低山高原地貎，以构造剥蚀地形为主，仅骂垭河谷有零星分布的河漫滩堆积，矿区地势起状较大，地形总体西北高东南低，呈斜坡状，最高点西部祭山坡，海拔标高1645.37m；最低为东部冲沟中，标高约1527.5m；相对高差117.87m。区内大部分位于海拔标高1600～1550m之间。5.区域位于乌江水系上游支流之一的三岔河及六冲的中下游的分水岭部位，南部河流汇入三岔河，北部河流汇入六冲河，分水岭经井田内新街、道班房、凤凰山、华口山，小水井坎脚、羊庙大山一线，井田最低侵蚀准面为1420m，矿区范围河流有骂垭河及洋来河。5.该区属高原型气候，冬夏及早晚温差较大，昼夜最大温差经常在十余度以上，降雨多集中于5～8月间。年平均气温为14.1℃,月平均最高气温为25.4℃，历年极端最高气温为33.5℃，历年极最低气温-10℃，历年年总降雨量为880.2～1881.7mm，降雨以五、六、七月为最多，十二、一、二月最少，每年二～四月为干旱季节，历年月最大降雪量的为610.6mm，历大积雪深度为60cm，历年10月3月均见有霜冻，最长霜冻时间过131天。冰雹最早时间出现3月，冰雹最大直直径过25mm。5.3.4地震情况根据《中国地震动参数区划图》（GB183606-2001），区域地震烈度为VI度，地震动峰值加速度为0.05g。5.4水源矿区水源主要来自矿井0.5km处的泉水入附近小溪和骂垭河河水，水质无污染。矿区内已建300m3水池，供水量及供水压力均满足电站用水需求。5.5厂址选择意见综上所述，贵州省织金县富祥煤矿低浓度瓦斯发电工程拟选的站址位于富祥煤矿瓦斯抽放泵房西南侧40米左右处的一块耕地上是可行的。第六章工程设想6.1总图6.1.1建设规模根据富祥蒌矿矿井现有瓦抽排数据和预测的瓦斯抽排数据，本工程建设规模为6台600GJZ1-3PWWD低浓度瓦斯燃气高压发电机组，总装机容量为3600kW。6.根据站址位置、场地所需面积，按照片（煤矿安全规程）、《建筑设计防火规范》、《工业企业总平面设计规范》、《煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范》、《煤矿瓦斯往复式愉燃机发电站安全要求》等规程规范要求，站区平面布置既要满足工艺要求，又要符合防火防爆的安全求，同时还要创造成良好的生产生活环境。结合山区特殊的地形条件，因地制宜地将瓦斯发电站设施紧凑布置，尽量做到有利生产、方便施工、纺一规划，分期建设、节约用地、节省土石方工程量。6.电站规划要依据总体考虑，满足工艺流程合理，管线布置短揵，建筑物布置紧凑，减少工程占地并考虑后期电站扩建的原则。本工程机组安装方式选择集装箱式安装，由厂家在工厂内将机组来体及辅助系统装在特定集装箱内及集装箱顶部，出厂前测试合格后将集装箱顶部设备分拆装箱运输，到现场后拼装并完成外部接管、接线后，即可进入调试阶段。集装箱式发电机组外形见图6.1-1。电站内主要的建构筑物包括：集装备箱式发电机房、雾化水池安装区、高压配电室、控制室、余热泵房、配件室、休息室及厂变安装区等。在满足电站各部分系统工艺要求的前提下，保证建筑之间尽量满足防火间距要求，高压配电室、控制室、余热泵室、配件室、休息室等建成连体结构，布置在箱式发电机房东北侧，与箱式发电机房之间的间距为12m。雾化水池安装区设置在箱式发电机房西北侧，与箱式发电机房这间的间距为3m。充分利用电站场地，利用雾化水池兼做站内消防水池。瓦斯电站内发电机房区周围设置环形消防车道，消防车道宽度为4.0m。瓦斯电站设有围墙，其高度为2.0m。具体布置见附图：电站平面布置图。6.拟建站区场地比现有的瓦斯抽放泵房地面高3米左右。场地较为平整。站区室内外高差一般为0.30m。站区排水采用分流制排水系统，少量生活污水经过排污沟及埋地污水管线从电站东南角接入矿区污水处理站。雨水经道路明沟收集后从电站东南角排入矿区雨水系统。6.电站内电缆敷设尽量利用电缆沟敷设，不能利用的部分可直埋、经电缆桥架或穿管架空敷设。电站瓦斯输送管线由抽放泵站到发电机房做架空敷设；冷却及余热管线架空敷设。对站区内空闲违场地进行绿化，不仅可以美化环境，又可以起到保护环境、净化空气、减少噪音的作用。因此必须充公利用空地并因地制宜进行绿化，对于本低浓度瓦斯发电站区，尤其显得理重要。站区内根据具体情况种植果树、乔木、灌木和草坪，使站区绿化面积达到280m2，绿化系数达到15.34%。6.2热机系统6.2.1600GJZ1-3PWWD低浓度瓦斯燃气高压发电机组的主要技术参数：机组型号:600GJZ1-3PWWD发动机型号：W12V190ZLDK-2L发电机型号：1FC4503-6LB42机组控制柜型号：FCP1-TEM2-600WD/P高压机组断路器柜：GCBP2-TEM2-630额定转速（r/min）：1000额定功率（kW）：600持续功率（kW）：600额定电流(A)：41额定电压(kV)：10.5额定频率(Hz)：50功率因数(cosΦ)：0.8（滞后）接线方式：三相四线制电压调整方式：自动励磁方式：无刷机油消耗率（g/kW·h）：≤1.0外型尽寸(㎜)：9014×30000×2900净质量(㎏)：200006.1.在距离机组燃气进气调压阀前1m内，瓦斯温度不超过40℃；2.压力3kPa～10kPa，压力变化速率≤1kPa/min；3.瓦斯中甲烷体积含量不低于9%，变化速率≤2%/min；甲烷与氧气的体积食量之和不低于28%，氧气的含量应不低于16%，CO2≤2%；4.按理论混合比混合后，混合气体的低热值不低于3MJ/Nm3；5.杂质粒度≤5µm，杂质含量≤30mg/Nm3；6.3瓦斯输送系统6.3.1设计依据1.GB50028-2006《城镇燃气设计规范》2.GB/T2091-2008《低压流体输送用焊接钢管》3.GB/T8163-2008《低压流体输送用焊接钢管》4.SY/T5037-2000《低压流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管》5.CJJ33-2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》6.DL/T5072-2007《为力发电厂保温油漆设计规程》7.AQ1077-2009《煤矿瓦斯往复式内燃机发电站安全要求》8.AQ1078-2009《煤矿低浓度瓦斯与细水雾混合安全输送装置技术规范》6.3.2设计范围从瓦斯抽放泵站放散管接口到低浓度瓦斯燃气高压发电机组进气接口法兰的所有管道、阀门、燃气处理设施及附件的造选型。6.3.3气量平衡单台600kW发电机组正常连续运行功率为600kW，纯瓦斯消耗量为165.6Nm3/h,，6台机组正常连续运行消耗瓦斯纯量为993.6Nm3/h。根据富祥煤矿瓦斯抽放泵站预测的瓦斯抽排量和浓度，富祥煤矿预期未来五年内抽排瓦斯纯量为1092Nm3/h至1170Nm3/h，浓度为20%左右，可以满足6台机组的正常运行需求。6.3.4瓦斯输送系统根据《煤矿低浓瓦斯管道输送安全保障系统设计规范》（AQ1076—2009）的要求，低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计时遵循“阻火泄爆、抑爆阻爆、多级防护、确保安全”的基本原则。瓦斯管道输送管安设阻火泄爆、抑爆、阻爆三种不同原理的阻火防爆装置。阻火泄爆装置选择水封阻火泄爆装置，抑爆装置选择细水雾输送抑爆装置，阻爆装置应选择自动阻爆装置。基于以上思想，本系统设计为：本工程敷设1条DN500的管线为6台发电机组供气，为了确保发电机组的正常运行，在瓦斯管线上安装水位自控式水封阻火器、丝网过滤器、瓦斯管道专用阻火器、常温湿式放散阀、防爆电动蝶阀等设备，并通过瓦斯与细水雾混合输送系统，将低浓度瓦斯输送到发电站。在瓦斯输送主管线上每隔20米设置一个水雾发生器，根据本工程输气管线敷设路由及距离，共设置2个雾发生器。瓦斯通过水雾发生器后含有水雾，避免了火焰的产生（静电或其它产生的火焰），并起到阻火的作用，保证了瓦斯管道输送的安全性。瓦斯与细水雾混合输送安全机理如下：冷却：细水雾颗粒直径越小，相对表面积越大，受热后更容易汽化，在汽化的过程中，从燃烧物表面或火灾区域吸收大量的热量，从而使燃烧物表面温度迅速降低，当温度降至燃烧临界值以下时，热分解中断，燃烧随即终止。稀释：火焰进入细水雾后，细水雾迅速蒸发形成蒸汽，由液体变为气体，气体急剧膨胀，最大限度地使燃烧反应分子在空间上距离拉大，抑制火焰。瓦斯输送系统工艺流程如下：6.3.5瓦斯输送系统主要设备1.水位自控式水封阻火器水位自控式水封阻火器的基本原理主要是当火焰通过水汽混合层时，火焰与水接触，能量被水蒸发吸收，化学反应的自由基减少并消除，同时，水的瞬间气化也降低了瓦斯中的甲烷浓度，使火焰熄灭。自控式水封阻火器采用雷达水位监测（雷达液位计是德国E+H公司生产）和计算机自动控制，当水位低于设定下限水位时自动补水，当水位高于设业上限水位时自动放水，从而维持水位的恒定，保证阻火器可靠式工作。此套系统同时带有计算机网络远传和无限传输系统，可实现远程监控。2.丝网过滤器丝网过滤器是用于过滤由瓦斯带来的水汽和灰尘，防止瓦斯管道专用阻火器堵塞，延长其清洗周期的装置。其过滤材料采用不锈钢丝绒，利用拦截、碰撞机理过滤瓦斯中的粉尘颗粒和水分。3.瓦斯管道专用阻火器瓦斯管道专用阻火器的原理主要是基于火焰通过狭窄通道时的熄灭现象研究。火焰在狭缝中淬熄主要是由于火熄表面的化学反应放热与散热条件不匹配引起的。火焰以一定速度进入狭缝时，火焰面内靠近近狭缝冷壁处，作为化学反应活化中心的自由基和自由原子与冷壁相碰撞放出其能量，这相当于反应区的热量流向冷壁边界，从而当火焰面达到一定距离时，开始形成熄火层，随着火焰面的运动，熄火层度不断增大，以至由于自由基进入熄火层内就复合成分子并放出能量，自由基越来越少直到没有，火焰熄灭。4.常温湿式放散阀当系统用气量突然减少时（如瓦斯发电机组突然减少开机台数或突然降低负荷），为保证煤矿水环真空泵的安全运行和整天个输送系统工作在设定的压力范围内，在输送系统的输气主管道具上设置常温式放散阀。当输送系统管道压力增高时，瓦斯便通过水溢出排空。放散压力可通过改变放散阀内的水位来调整或设定。通过液位变送器可实现计算机远程控制。瓦斯的排空是通过水而产散到空中的，因此该放散阀能够将外部可能产生的火源与系统内瓦斯隔离，实现安全放散。6.3.6雾化水池安装区设置在电站内设置1个雾化水池安装区，雾化水池安装区内设置1座雾化水池及2台雾化水泵，一开一备。雾化水泵扬程144m，流量8.4m3/h，可满足瓦斯输送管线上每个水雾发生器的工作要求。

6.3.7管材水雾发生器给水管采符合GB/8163-2008《输送流体用无缝钢管》标准生产制造的20#钢无缝钢管；DN200及发下其他管线采肜符合GB/T3091-2008《低压流体输送用焊接钢管》标准生产的普通焊接钢管；DN300及以上输气管线采用符合SY/T5037-2000《低压流体输送道用螺旋缝埋弧焊钢管》标准生产制造的螺旋缝埋弧焊钢管。6.3.8管线除锈、涂锈电站内所有进气管线，水雾输送系统进、回水管线，补水、溢水管线以及旋风重力脱水总管线均须除锈处理论；所有所管线面漆颜色均采用黄色；所有水管线面漆均采用绿色。为便于识别，管道施工时应在管道弯头、穿墙处等涂刷介质名称和介质流向箭头，其位置和形状须符合DL/T5072-2007《火力发电厂保温油漆设计规程》的要求。6.4余热利用部分6.4.1设计范围电站内从软化水箱进口水水换热器二次水进出口法兰的整个余热回慢系统的所有管线、附件及设备的设计选型和布置。6.4.2设计原始资料1.供水温度：95℃；2.机组排烟温度：550℃左右。6.4.3现有热源及热负荷概况富祥煤矿目前无采暖洗浴热源，矿区计划利用瓦斯发电余热用于办公综合楼、单身公寓、灯房主浴室、食堂等以及职工洗浴。矿区整合建设完成后所需最大洗浴人数为80人，每天3班。6.4.4系统概述本工程安装6台600GJZ1-3PWWD型低浓度瓦斯燃气高发电机组，低浓度瓦斯燃气高压发电机组的尾气从机组内部排出的过程中携带有大量的热量，排气瘟度在550℃左右。将机组高瘟尾气引入针形管换热器通过余热回收系统，产生65℃热水供矿区职工洗浴。6.4.5发电机组排烟余热回收计算1Nm3纯瓦斯热值为35.8MJ，600GZ1-3PWWD机组热耗率为9.88MJ/Kw·h，每台发电机组持续运行发电功率按600kW计算，则单台机组瓦斯消耗量为：V1=600×9.88/（35.8a）；V1—单台机组瓦斯消耗量（Nm3/h）a—瓦斯浓度（%），本工程利用的瓦浓度为20%；则单台机组瓦斯耗量为：V1=827.9Nm3/h空气流量为：V2=(a/8%-1)V1其中V2—空气流量（Nm3/h）；a—瓦斯浓度（%），本工程利用的瓦浓度为20%；则单台机组消耗空气量为：V2=1241.85Nm3/h烟气质量为：M=0.7174×827.9×20%[(827.9－827.9×20%)＋1241.85]×28.9/22.4＝2576kg/h排烟的比热容易按烟道气体计算，排烟温度取550℃，（烟道气体的成分CO2:13%H2O:11%N2:76%，在100℃～600℃的平均定压比热容为1.134Kj/kg·℃），经余热回收后的排烟温度约为150℃。每台机组可利用排烟余热为（550－150）×1.134×2576＝116.85万kJ/h，余热回收效率按95%计算，则每台机组回慢排烟余热为Q＝117.16×95%＝111万kJ/h。每台发电机组95℃热水产量计算：（供回水温度分别按95℃、70℃计算）M＝Q/(C×△t)＝111×104÷[4.18×(95-70)]＝10622kg/hm:产生热水的质量，kg/hQ:单强机组可回收排烟余热量，kJ/hC:水的比热容为4.18kJ/（kg·℃）△t：一次水进出水水温的差值班，℃。单台发电机组余热利用产生95℃热水总量为10622kg/h。水-水换热器二次水进入温度为10℃，出水温度为65℃，水-水换热器的效率按95%计算，每台机组二次水产量计算：m＝Q×95%÷(C×△t)＝111×104×95%÷[4.18×(65-10)]＝4586kg/hm：产生热水的质量，kg/hQ:单台机组可回收排烟余热量，Kj/hC:水的比热容为4.18kJ/（kg·℃）△t：二次水进出水水温的差值班单台发电机组余热利用产生65℃热水为4586kg/h.6.4.6热平衡分析经计算，单台发电机组余热量为111万kJ/h，管道损失按95%计算，去除热损失按95%计算，去除热失单台发电机组余热回收可利用热能为111×0.95＝105.45万8kJ/h，合292.9Kw。采暖负荷按70W/m2计算，单台机组可供最大采暖面积4184m2，即共需2台机组的余热量供采暖，年采暖天数按60天计算，单位台机组余热回收装置采暖年运行时间1440h。用于洗浴时，用水量按100L/人·次，单台发电机组余热年运行时间每小时产生65℃热水总量为4586kg/h，则单台发电机组余热每小时产生热水可供45人洗浴，单台发电机组余热每班供给热水2小时即可满足矿区职工洗浴，煤矿年工作日按330天计算，单台机组余热回收装置洗浴年运行时间为1980h。则本工程共配套安装4台（3用1备）针形管换热器回收机组热量，可以足矿区热需求。6.4.7主要设备选型1.针形管换热器名称换热面积㎡数量针形管换热器6042.循环水泵的选择名称流量ｍ3/h扬程m功率kW数量热水循环泵50321123.水水换热器的选择名称全容积（ｍ3）数量水水换热器3014落地膨胀水箱名称全容积（ｍ3）调节容积（ｍ3）数量落地膨胀0.820.3516.4.8管径、管材及管线保温1.余热循环管线管径针形管换热器进出水总管选择型号D114×4.0的无缝钢管，管内热水实际流速为1m/s。针形管换热器进出水支管造择型号为DN80的无缝钢管，与针形管换进出水接口管径相同。矿区采暖系统进回水管线选择型号为D89×4.0无缝钢管，管内热水实际流速为1.15m/s。水水换热器二次水管径D76×3.5管内热水实际流速0.79m/s。2.管材选择余热利用系统线选用符合GB/T8163-2008《输送流体用无缝钢管》标准生产制造的20#钢无缝钢管。3.涂漆及保温管线涂刷防锈漆应符合《工业金属管设计规范》GB20316-2000中12.3条涂漆部分规定。所以余热管线采取保温措施，保温的工艺要求为：包岩棉管壳—包扎镀锌铁丝网—外色0.5㎜镀锌铁皮。管道具的保温每隔2—3米，应留出一条伸缩缝，在伸缩缝处，主保温层和金属保护层要同时断开。施工中遇到阀门、弯头、法兰等等异形零部件时，其保做法参照片图集98R418《管道及设备保温》。针形管换热器本保温同厂家负责。4.管线冲洗所以管线安装完毕后进行扫线冲洗，冲洗时，在管道电低处选择几个放水点，将冲冼水排出，直至冲冼到报排出水不含杂质为止。具体操作规程按GB50235-97

《工业金属道工程施工及验收规江范》进行。5.管线试压及密封试验管线扫线守毕后，采用水进行压力试验，锅炉不参与试验。试验压力为0.4Mpa.试验时行排出空气，升压至0.12Mpa试验压力，检查管道有无渗漏现象，发现渗漏应降压处理后再进行试压。升压至试验压力，历时10min，压力降不大于0.05Mpa有，且管道、管道配件、接口未破坏，可认为强度试验合格；然后将试验压力降至0.32Mpa，对系统进行严密性试验，试验稳压的持续时间应为24h，元渗漏为严密性试验合格。6.管线施工及验收所有余热循环水管线均在低位处安装放水阀，在高位处安装放气阀。管道施工及验收应执行GB50235-97《工业金属管道工程施工安装及验收规范》、GB50236-1998《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》。6.5水工部分6.5.1设计依据1.《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）2.《室外给水设计规范》（GB50013-2006）3.《室外排水设计规范》（GB50014-2006）4.《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）5.《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3091-2008）6.《为力发电厂保温油漆设计规程》（DL/T5072-2007）7.《煤矿瓦斯往复式内燃机发电站安全要求》（AQ1077-2009）6.5.2设计范围本工程水工部分设计范围包括：电站内6台600GJZ1-3PWWD发电机组的冷却循环系统，机组内循环补水系统，电站供水系统。生产、生活污水排放及处理。6.5.3设计主要原则电站冷却循环水采用闭式循环，卧式多风扇水箱进行冷却。软化水由余热泵房软化水处理装置提供，在与雾化水池安装区连体的泵房屋顶设置一个高架软化水箱，利用自然压差为机组冷却循环系统补水。站区排水采用分流制作排水系统，即生活污水、生产废水与雨水开排放。6.5.4水处理系统本工程余热利用系统采用4台针形管换热器，根据《工业锅炉水质标准》GB1576-2008的要求，针形管换热器给水需进行处理，给水总硬度≤0.6㎜o1/1，含氧量≤0.1mg/1。机组内循环冷却统补水设计考虑使和软化水，软化水硬度以碳酸钙计小于150mg/L。每台发电机组的耗水量为5kg/d，最大运行6台机组耗水量为30kg/d。故本工程余热利用系统补水、细水雾系统补水、机组冷却内循环系统均采用软化水。化学补充水量计算详见表6.5-1。化学补充水量计算表表6.5-1序号项目计算公式补水量（t/h）1余热利用系统给水3×10.6×2%0.6362细水雾系统补充水2×4×0.5%0.043机组冷却内循环系统补水0.0014全厂补水量0.677电站水处理系统采用一套全自动软化处理系统，站区自来水引入全自动软水器进行处理，处理后产生的软化水为余热利用系统、机组冷却内循环系统主细水雾输送系统补水。电站水处理系统主要设备如下：全自动软水器设置如下：名称处理量ｍ3/h数量（台）全自动软水器1-21软水器给水泵设置如下：名称流量ｍ3/h扬程m功率kW数量（台）软水器给水泵2.5321.12（1开1备）6.5.5电站耗水量计算本工程机组冷却循环系统为闭式循环系统，耗水量较少，且不需要连续供水。本工程6台机组的最大时用水量为0.872ｍ3/h（折合20.9ｍ3/d），用水量详见表6.5-2序号项目最大时用水量（ｍ3/h）备注11软化水补充量0.6772生活用水量0.0735L/(人·班)3发电机房清洁用水0.024浇洒道路用水量0.042L（㎡·d）5未预见水量0.065按8%计6总计0.8726.电站用水取自矿区内抽放泵站附近30米左右的100m3水池，水池连续补水量为3ｍ3/h，水池给瓦斯电站每天可供水量72ｍ3，供水压力大于0.3MPa，供水量及供水压力均可满足电站补水需求。6.机组冷却循环系统流程为：6.冷却循环水管线设计压力为0.3MPa。冷却循环主管线选用DN100焊接钢管。大于DN32的管路采用焊接或法兰连接收；小于等于DN32的管路GB/T3091-2008标准生产制造的焊接钢管。6.外形尺寸：长×宽×高3790×1940×1760㎜电机功率：8×1.5kW＝12kW散热面积：高温芯子300㎡低温芯子300㎡水箱容量：0.1ｍ3进、出水管：DN65特点：卧式多风扇水箱采用叶片轴流吸风式冷却风扇。冷却风扇共有8个，每个风扇功率为1.5kW，可以通过控制风扇开启数量来自动控制水温。冷却部分分高低温两排换热器，高温在上低温在下。开机前应观察水位，如果水位偏低可通过进水口加水，加水时打开放气口，直到放气口有水冒出为止。6.根据《工业金属管道设计规范》要求，冷却管线均应除锈，除锈等级St2。管线涂漆要求：刷2道防锈底漆，2道绿色醇酸磁漆：干膜厚度≥150µm。为便于识别，管道施工时应在管道弯头、穿墙处等涂刷介质名称和介质流向箭头，其位置和形状须符合DL/T5072-2007《火力发电厂保温油漆设计规程》的要求。6.站区排水采用分流制排水系统，少量生活污水经过排污沟及埋地污水管线从电站东南角接入矿区水处理站。雨水经道路明沟收集后从电站东南角排入矿区水系统。6.6电气部分6.电气部分设计主要包括电力接入系统、电站内部的照明、防雷接地、高、低压配电有并网设计。6.电站共设6台600GJZ1-3PWWD发电机组。单机额定功率为600kW，持续运行功率600kW，每台发电机组所发电量通过1台高压机组断路器柜输送及控制，共6台高压机组断路器柜，6台高压机组断路器柜的电能经1台高压输出柜以一回高压架空线路送至富祥煤矿区10kV母线系统与之并网。电气部分主接线图见附图。发电站开始运行前，先由10kV变电所高压系统通过电站新增的315kVA降压变压器低压侧向电站送电，为其发电机辅助系统供电。待辅助系统工作正常时，启动发电机组，在发电机组控制屏上检测低压同期信号，过到并网条件后，发电机通过降压变压器升压后与10kV变电所系统并网，向富祥煤矿区变电所10kV母线系统送电。6.电站6台机组，每台机组长期连续运行功率为600kW，机组发电叫量为600×6＝3600kW。电站自用功率约为177.8kW，自用电率＝177.8/3600＝4.94%，发电站向富祥煤矿矿区变电所送电功率为3600－177.8＝3422.2kW。矿区平均用电负荷为1500kW，发电站所发电能除供矿区自用电外，富裕部分1922.2kW并入贵州电网。电站自用电负荷表详见表6.6-1电站自用电负荷表表6.6-1序号用电负荷额定功率实际功率P(kW)kW1对旋式轴流风机36×1.864.83卧式多风扇水箱电机6（8×1.5）723雾化水泵2×11114热水循环泵2×11115水处理系统446消防水泵2×7.507其它1515合计214.8177.86.6.4降压变压器容量的选择电站自用功率约为177.8kW，功率因数按0.8考虑，视在功率Sf＝177.8/0.8＝152.125kVA,选容量为315kVA变压器，负荷率＝222.25/315＝70.56%。降压变压器选用1台S11-M-315/10F系列全密封低损耗电力变压器，该种变压器具体设计结构合理、损耗低、噪声小、过载能力强等特点。6.6.5站用电接线及布置6.6.5.1低压配电系统（0.4kV）集装箱发电机房分为机组房单元与控