瓦斯综合利用有限公司建设可行性分析报告.doc

第一章 概 述
1.1 项目概况
项目名称： **市**瓦斯综合利用有限公司
——义城煤矿煤层气发电站建设项目
建设单位： **市**瓦斯综合利用有限公司
法人代表： **
项目负责人：**
项目地址： **市**县义城煤矿
**市义城煤矿煤层气发电站是由**市**瓦斯综合利用有限公司投资建设的，该发电站利用义城煤矿采煤伴生气体煤层气作为燃料，利用煤矿矿井水作为燃气发电机组冷却水进行发电，所发电量除自用电外全部经变压器升压，通过并网专线并入**电网。项目总装机容量1.5MW，年发电量648万KWH，消耗煤层气398.9万m3，实施后对节约能源、保护大气环境、降低煤矿生产成本均有积极作用，同时对当地电力供应具有补充作用。
1.2 可研编制依据
1、**市义城煤矿煤层气发电站建设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、《**市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》
7、《火电工程可行性研究报告书内容深度要求（试行）》
8、《小型火力发电站设计规范》GB50049－94
9、国家、省、市有关政策、法规、规范、标准
10、建设单位提供的基础资料
1.3 研究原则
1、严格遵守国家有关政策和法规，坚持经济效益、社会效益和环境效益并举的方针，提高城市电网供电能力；
2、推广使用较为成熟的工艺和节能环保的设备，降低能耗指标；
3、在瓦斯抽放站附近就近建立坑口发电站，就近入网，减少建设投资；
4、合理确定建设用地面积和配套设施建设规模，同时为远期发展留有余地。
1.4 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。
1.5 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648万KWH，对当地供电能力具有补充作用；该项目气源供应充足，工艺技术成熟，实施后具有良好的经济效益、社会效益和环境效益，项目可行。
1.6 主要技术经济指标
表1-1 主要技术经济指标表
序号
项 目
单位
数量
备注
一
总用地面积
m2
1339.5

二
规模（总装机容量）
KW
3×500

三
总发电量
万KWH/年
648

四
总建筑面积
m2
270.3

五
绿地率
%
25.5

六
年工作日
天
300

七
劳动定员
人
5

八
原辅材料用量

1
煤层气
万m3
398.9

2
机油
Kg
9720

3
水
吨
645

4
电
万KWH
12.96

九
工程总投资
万元
572.81

1
固定资产投资
万元
571.75

2
铺底流动资金
万元
1.06

十
年销售收入
万元
174.64

十一
年总成本费用
万元
89.04
第二年
十二
年均利润总额
万元
60.7
达产年
十三
年销售税金及附加
万元
0.96
达产年
十四
财务评价指标

1
投资利润率
%
10.6

2
投资利税率
%
10.7

3
财务内部收益率
%
16.18
税前
4
财务净现值（Ic=12%）
万元
69.99
税前
5
投资回收期
A
5.27
税前（含建设期）
6
财务内部收益率
%
12.18
税后
7
财务净现值（Ic=12%）
万元
3.44
税后
8
投资回收期
A
6.08
税后（含建设期）
9
盈亏平衡点
%
46

第二章 项目建设背景及必要性
煤层气俗称“瓦斯”，主要成分是CH4(甲烷)，是主要存在于煤矿中的伴生气体。长期以来，瓦斯作为煤矿“第一杀手”不仅对煤矿的生产安全和矿工生命安全构成了严重威胁，而且还是一种具有强烈温室效应的有害气体。煤层气随着煤炭的开采泄漏到大气中，会加剧全球的温室效应、破坏臭氧层，但同时煤层气也是一种清洁、高效、安全的新型能源，可用来发电、用做工业燃料、化工原料和居民生活燃料，1m3煤层气热值相当于1.13L汽油和1.22Kg标准煤。
2.1 义城煤矿简介
义城煤矿位于**省**市**县町店镇镇义城村西，属国营煤矿。煤矿井田面积5.79km2，采3#煤层，煤炭总储量57027kt，煤炭生产许可证设计能力210kt/a，技术改造后生产能力450kt/a，矿井剩余服务年限约40年。根据2004年义城煤矿瓦斯鉴定该矿瓦斯涌出量为22.06m3/min，相对瓦斯涌出量为22.71m3/min，为高瓦斯矿井。
2.2 项目背景
一、煤层气是煤矿安全生产的最大威胁，抽采后直接排空对环境有不利影响，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70％~80％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”。
目前，抽采的煤层气主要作为煤矿的生活用气。煤层气抽采量大但利用量小的矛盾较为突出，大部分煤层气直接排空，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。
二、我国油气资源短缺，煤层气是最现实的天然气接替资源。
我国的油气资源短缺，一次能源产量以煤为主，而煤炭消费约一半用于发电，采煤的伴生气体——煤层气作为一种非常规天然气，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。
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。
项目所在的**市沁水盆地是煤层气资源量最大的两大盆地之一，目前探明煤层气储量为1000亿立方米，**市在煤层气代替石油、煤炭资源方面做了有益的探索，在煤层气民用和做汽车燃料方面也积累了成功经验，2006年，由胜利油田胜动集团研制的国内首台2500千瓦瓦斯发电机组在**煤矿开机成功，标志着**在利用煤层气发电领域也有了重大突破。
三、**市用电负荷不断增加，供电存在一定缺口。
由于国民经济的快速发展，**市用电需求不断增长，从**供电公司的统计数据（如图2-1所示）可看出，**市的最大用电负荷整体呈上升趋势，2006年9月达到统计最高峰，为85万千瓦。

图2-1 2005.4～2006.9**市最大用电负荷统计图
针对**市的供电需求现状，**供电公司也逐步加大电网投入，供电能力有了一定程度的提高，但总体仍呈现出供不应求的局面，直接拉路限电和控制负荷天数仍总体偏高（详见表2-1所示）。
表2-1 2005.4～2006.9**市直接拉路限电与控制负荷天数统计
时间
2005.4
2005.5
2005.6
2005.7
2005.8
2005.9
2005.10
2005.11
2005.12
直接拉路限电
天数（天）
22
21
19
8
3
0
0
1

控制负荷
天数（天）
30
28
24
14
4
1
1
4

时间
2006.1
2006.2
2006.3
2006.4
2006.5
2006.6
2006.7
2006.8
2006.9
直接拉路限电
天数（天）
1
0
0
0
0
1
14
15
11
控制负荷
天数（天）
4
0
16
11
1
12
23
20
14
数据来源：**电力**供电分公司调度信息
**市煤层气资源丰富，而供电存在缺口，同时煤层气发电成为我国鼓励发展的产业，这些都为煤层气发电项目提供了良好的发展环境，**市义城煤矿煤层气发电站建设正是在这样的背景下提出的，**市工程咨询中心接受**市**瓦斯综合利用有限公司委托，对义城煤矿煤层气发电站建设项目进行了可行性研究。
2.3 项目建设的必要性
一、项目建设是合理利用新能源，减少温室气体排放，保护大气环境的需要。
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20～24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7～8倍。**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。义城煤矿煤层气发电站每年利用煤层气约398.9万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。
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30～40%，占重大事故的70～80%。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。利用煤矿瓦斯就近建立坑口发电站，它的好处有：其一，解决了煤层气“用”的问题，为煤矿带来收益，进而促进煤矿“抽”，从根本上防止瓦斯事故，形成了良性循环；其二，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、项目建设对**市电网供电具有一定的补充作用。
项目利用义城煤矿采煤过程中伴生的煤层气代替常规燃料原油、天然气、煤炭等进行发电，不仅可以缓解能源供应紧张局面，改善能源结构，增加洁净的气体能源，而且将通常直接排空的煤层气转化为电力，供当地生产和生活用电，缓解供电紧张局面，具有良好的经济和社会效益。
**市每月的供电完成量总体呈上升趋势，2006年8月达到最高峰，为52497万KWH，比上年同期增长了24.36％，从2005年4月到2006年9月供电完成量平均上涨水平为634万KWH/月，按这样的增长率，**每年需建设一座规模为8800KW的发电站，义城发电站总装机容量为1.5MW，项目建设**电网正常供电具有良好的补充作用。
2.4 项目建设的可行性
2.4.1技术可行性
目前**市多个设有瓦斯抽放站的煤矿装有瓦斯发电机组，运行基本正常，取得了一些经验，为义城煤矿建设坑口发电站积累了成熟的、可借鉴的经验。义城煤矿瓦斯抽放站的抽放浓度为52.4％≥40％，抽放出的煤层气可直接用于发电，技术上是可行的。
2.4.2国家政策支持
1、国家经济贸易委员会、财政部、国家税务总局《关于进一步开展资源综合利用的意见》要求：利用煤层气生产电力的企业，单机容量在500千瓦以上，符合并网调度条件的，电力部门都应允许并网，签订并网协议，对并网的机组免交小火电上网配套费，并在核定的上网电量内优先购买。
2、为贯彻落实国家对资源综合利用的优惠政策，国家经济贸易委员会、原国家计划委员会、财政部、国家税务总局联合印发了《资源综合利用目录》，瓦斯气的利用名列其中。根据财政部、国家税务总局《关于企业所得税若干优惠政策的通知》，综合利用煤层气（在《资源综合利用目录》里的资源）做主要原料生产的产品（本项目即为电力）所得，自生产经营之日起，免征所得税五年。
3、**市煤层气（天然气）综合开发利用领导组办公室《关于煤层气发电并网定价的情况说明》晋市煤层气办［2006］26号，为煤层气发电制定了合理的上网电价。
综上所述，该项目是利用新型能源发电的政策鼓励发展的项目，项目的技术条件成熟，实施后对缓解当地电力紧张、减少温室气体排放、促进煤矿安全生产均有积极意义，项目建设是必要的，也是可行的。
第三章 项目选址与建设条件
3.1 项目选址
项目选址于**市义城煤矿东南部的闲置土地上，东侧10m处为义城煤矿瓦斯抽放站，西、北边为义城煤矿矿区。项目区无煤矿采空区，周围无重点保护的自然区和人文遗址。项目位置详见附件2：《**市义城煤矿煤层气发电站地理位置图》。
3.2 建设条件
3.2.1气象条件
**县属暖温带大陆性气候，主要特征是大陆性气候明显，春夏秋冬四季分明。具体气象参数如下：
年平均气温 11.7℃
最冷月气温（一月份） -3℃
最热月气温（七月份） 24.9℃
年平均相对湿度 63%
频率最多风向 西北风
年平均风速 2.2m/s
最高风速 23.0m/s
年平均降雨量 659mm
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及气候条件，使项目的施工和使用符合本地区的气候特征。
3.2.2地形地质
**县位于**省东南端，地处太岳山脉东支，中条山东北，太行山以西，沁河中游的西岸。全县境内山峦起伏，奇峰叠嶂，沟壑纵横，河流交织。地势由西南向东北倾斜，南北部高而中间低，构成了高中山区、中山区、低山区、丘陵区和河谷盆地区五大地貌单元。该项目所在区为山地地形，项目区位于半山腰上的局部平坦地带，南侧紧靠山体地势较高，西边和北边地势较低。
3.2.3地震烈度
依据《中国地震烈度区划图》和《中华人民共和国防震减灾法》，项目所在地的地震烈度为6度，水平地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第三组，符合建设电力工程的具体条件。
3.2.4气源供应条件
项目发电所用煤层气由**市义城煤矿供给（已签订《供气协议》，详见附件3），发电站煤层气使用量小于抽采量，气源供应有保证。
3.2.5供电入网条件
项目年总发电量为648万KWH，经1250KVA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。建议尽快与供电公司签订《供电上网意向书》，保证电力正常上网。
3.2.6供水条件
项目每日用水量为2.15吨，其中补充冷却水2吨/日，生活用水0.15吨/日，水源为煤矿矿井水，经矿井水处理设施处理后可满足使用要求。
第四章 工艺方案及设备选型
4.1 设计原则
1、根据瓦斯抽放量合理确定生产规模
2、结合项目所在地瓦斯的气质条件，选择较合理的工艺技术
3、考虑生产过程中可能出现的意外情况，制定相应的安全保护措施
4.2 工艺流程
项目工艺流程分为输气系统、发电系统、电力并网系统，所发电力经电力并网系统最终并入区域电网，为保证区域电网的正常运行，在发电系统和电力并网系统中设自动化监控及监测系统，整个项目的工艺流程如下图示：
自动化控制系统
输气系统
发电系统
电力并网系统
瓦斯抽放站
区域电网
并网专线

图4-1 项目工艺流程图
4.2 输气系统
4.2.1瓦斯抽放系统
义城煤矿经2004年度矿井瓦斯等级鉴定，确定该矿绝对瓦斯涌出量为22.06m3/min，相对瓦斯涌出量为22.71m3/t，为高瓦斯矿井。现有的地面瓦斯抽放泵房安装广东佛山水泵厂生产的SK-30型水环式真空泵2台，一备一用，配用电机功率55kW，2004年抽放瓦斯量5.49×106m3。
4.2.2煤层气主要成分
本项目所利用的瓦斯气未做过成分检测、因本区瓦斯同属于沁水煤田，引用太原理工大学测试中心为**省沁水煤田瓦斯工程所做的瓦斯检测报告，瓦斯气的主要化学成分及物理成分如下：
表4-1 本区瓦斯气化学成分一览表
组分
CH4
H2
CO2
O2
N2
CO
H2S
尘
合计
平均含量V%
52.4
0.20
0.11
9.93
37.36
未检出
未检出
未检出
100%
表4-2 瓦斯气物理成分一览表
热值
密度
高热值
爆炸极限
运动粘度
华白指数
18.84MJ/Nm3
0.99kg/Nm3
20.90MJ/Nm3
下限：5.2%
上限：16.8%
22.8m2/s
22.8MJ/Nm3
4.2.3输气管道
义城煤矿瓦斯抽放站位于发电站东侧约10m处，在抽放站与发电站间铺设输气管道，煤层气经过抽放站与输气管道，送气到发电站内的瓦斯预处理模块（净化加压系统）。
4.2.4净化加压系统
瓦斯预处理模块露天布置，首先经过气水分离器初步过滤，除去大液滴和细粒，再将瓦斯气体引至加压风机，压力提升后送至机房。在瓦斯输送过程中为保证输气管道的安全运行，应在管道上安装防爆装置、防回火装置和监控设备，为保证供气压力的稳定性，在系统中设置水封。在紧急状况下瓦斯通过排空管排空。
井下瓦斯抽放管路
A
BA
监
风BA
排泵BA
气冷排泵BA
水封
瓦斯发电机组
注：
A
防爆装置
BA
防回火装置
监
抽放监控
气BA
气水分离器
排A
排空管
风
加压风机

图4-2 输气系统工艺流程图
4.3 发电系统
4.3.1燃气系统
将处理过的瓦斯送入燃气内燃机，经过电子点火、瓦斯爆炸、气体体积膨胀、活塞做功、带动曲轴转动等过程，最后由发电机组输出电能。整个过程是由可编程序控制器控制，燃气机的废气经排气管排入空气中。
空气
发电机组
废气
输气系统
排 空
燃气内燃机
电 能

图4-3 燃气系统工艺流程图
根据义城煤矿瓦斯抽放量及生活用气量，确定项目总装机容量为3×500KW，两用一备，发电机组功率因数按90％考虑，每小时发电量为900KWH，项目年发电量为：
900×24×300＝6480000KWH＝648万KWH
900——每小时发电量为900KWH
24——每天发电时间为24小时
300——每年工作日为300天
耗煤层气量为：
900÷3.1÷52.4％×24×300＝398.9万m3
900——每小时发电量为900KWH
3.1——每立方米CH4发电量为3.1KWH
52.4％——在抽采的煤层气中CH4的含量
24——每天发电时间为24小时
300——每年工作日为300天
4.3.2冷却水系统
电站工艺用冷却水为义城煤矿处理过的矿井水，根据电站的发电规模，其冷却系统选用一台P3NL3玻璃钢150T冷却塔，设一个300m3的循环水池。燃气发电机组循环水系统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，用于冷却机组内的空气加压机及燃烧室，采用软化水，软化水由项目区内水处理装置处理后，送入静压水箱，由静压水箱补给，水处理装置采用加药处理法。外循环水系统采用冷却塔循环二次供水方式，补给水来源为南凹寺煤矿矿井水。项目日补水量为2m3，年补水量为600m3。
喷水冷却
厂区内生活用水
软化补水
加药装置
井下矿井水
中冷换热器
高冷换热器
燃气机组
高温
冷却水
静压水箱
低温
冷却水
蒸发、飘逸、 排污
矿井水处理系统

4-4 项目区供水系统图
4.4 电力并网系统
该项目采用的500GF18－TK瓦斯发电机组出口电压是400V，出口接线端子经2根电缆并接至配电室内机组控制屏电源侧，瓦斯发电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汇接至400V母线，经低压配电屏接至2000KVA的变压器，由高压开关柜升压至10KV，通过3.7km的并网专线输送至最近的变电站。断路器采用ZVV10-10型户外真空断路器，上下隔离开关选用GN19-10型，高压开关柜采用KYN28A-12型金属铠装移动式高压开关柜。进线采用电缆接入方式，出线采用架空方式。
项目的电气设备布置详见附件4，电气主接线系统详见附件5。
4.5 自动化监控及监测系统
自动化监控及检测系统分为主机微机监控系统和继电保护系统。主机微机监控系统为单机单控，高压继电保护采用微机保护装置，并设后台监控系统。主机微机监控系统和高压继电保护装置集中安装于站内（配电室）实现集中监控。
4.5.1主机微机监控系统
主机微机监控系统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、打印以及与系统调度通讯、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，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备的数据采集、状态监视、控制调节及通讯等功能。
4.5.2继电保护
1、发电机保护
简易差动保护：作为定子绕组的多相短路的基本保护，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0.5秒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：为变压器内部故障的基本保护，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，当供气不足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，站用电消失或电压过低装有信号装置，远离值班人员而又启动频繁的电动机装两相运行保护装置。
4.6 设备选型
根据项目所采用的工艺技术，确定项目的设备选型如下：
表4-3 项目设备选型表
序号
名 称
型号
数量
备注
1
发电机组
500GF18-TK
3台
三用一备
2
变压器
S9-1250/10，10/0.4KV，1250KVA
1台

3
冷却塔
P3NL3玻璃钢150T
1台

4
输气管道

10m

5
净化加压系统

1套

6
气水分离装置

1套

7
水泵

2台
一用一备
8
并网专线

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第五章 原辅材料供应
项目主要原材料为煤层气，辅助材料为机油，动力消耗包括水、电两部分，材料的用量、价格及来源如下表所示：

表5-1 主要原料能源消耗一览表
名称
每日消耗量
每年消耗量
价格
来源
煤层气
1.33万m3
398.9万m3
0
义城煤矿供给
机 油
32.4Kg
9720Kg
12.2元/Kg
市场购买
水
2.15吨
645吨
0.5元/吨
义城煤矿矿井水
电
432KWH
12.96万KWH
——
自 给
第六章 工程技术方案
6.1 设计依据
1、《小型火力发电厂设计规范》GB50049－94
2、国家现行的相关法律法规
3、**市**瓦斯综合利用有限公司提供的相关资料
6.2 设计原则
该煤层气发电站设计中，本着讲求经济效益、社会效益、节约能源、节省工程投资、节约原材料、缩短建设周期为原则，因地制宜地利用煤层气资源，实行综合利用，并执行劳动安全和工业卫生等现行的国家标准的规定，最终做到符合国情、技术先进、经济合理、运行安全可靠。
6.3 总图布局
场区整体不规则，最长处长48.15m，宽30m，用地面积总计1339.5m2。该项目总计建筑面积270.3m2，建（构）筑物占地460.7m2，绿地率25.5%（面积341.6m2）。场区南边靠山，场区建在山体的北侧，由东向西依次布置配电室、仓库、机房、冷却水池和室外厕所，采用这样的布局，在工艺上缩短了工艺管线。场地北边现为煤矿的输煤走廊，故在场地北边布置条状绿化带，紧邻绿化带南边为场区内小路，项目总硬化面积537.2m2。
职工宿舍充分利用入口东边的煤矿现有平房，在本工程中不做考虑。发电站平面布置详见附件6：《义城煤矿煤层气发电站平面布置图》。
6.4 工程方案
机房建筑面积195.3m2，罩棚长18.6m，宽10.5m，建筑高度6m。为了防止煤层气泄漏造成爆炸的风险，机房采用轻钢彩板半封闭结构，钢管柱承重，彩板采用隔声吸音复合材料。燃气发电机基础宽2.3m，长6m，基础间距3m。基础上预留锚固件，对发电机进行固定。在基础的下方预留相关水、电的管沟，将来与发电机有关的管线均采用暗铺方式，增强电站的整洁形象，提高安全系数。
配电室与仓库并排布置，座东朝西，配电室位于南侧，长6m，宽4m，建筑面积24m2；仓库位于北边，长5.5m，宽4m，总计面积22m2，均采用砖混结构，地上一层，层高3.0m，墙体及屋盖做保温隔声措施，基础采用砖砌条形基础，地面采用抗静电地板，屋顶做轻钢龙骨吊顶。房间内部刷仿瓷涂料，外墙沟缝抹面，漆成色调简洁、明朗的淡蓝色或淡黄色，亦可以采用**瓦斯有限公司的统一外装修样式，增强企业的外在气质形象。
1250KVA变压器布置配电室的西北，东侧用铁栏杆围护。
室外厕所建筑面积15m2，长5m，宽3m，采用砖混结构，层高3m。
300m3循环水池采用钢筋混凝土结构，水池内壁贴瓷砖，外壁用砂浆抹面。水池的北边建2×7m2的小仓库。
挡土墙沿场区南侧沿山体建设，挡土墙下部厚2m，上部厚1m，总长48.15m，采用片石砌筑。
该项目场区道路及硬化采用强度等级不低于C10混凝土垫层，面层采用强度不低于C25细石混凝土面层，道路两侧设标准路沿石。
6.5 公用工程
6.5.1电气设计
建筑供电采用低压方式，供电由发电站自己供给。照明系统采用变压器和蓄电池两路电源的配电系统，照明电压采用220V电源电压，照明配电采用树干式和放射式相结合的方式。疏散照明的出口标志灯和指向标志灯采用蓄电池电源。
发电站防雷接地系统采用高杆避雷针保护全厂建筑物，接地电阻不大于4Ω，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10Ω。
6.5.2供热设计
项目的供暖因建筑物供暖面积较小，采用电暖器采暖。
6.5.3给排水设计
该项目生活日用水量为0.15吨，生产用水量按每台机组每天补充1吨，两台机组日用水量2吨，补给用水和员工生活用水水源采用煤矿处理过的矿井水。在生产过程中，不会产生污水排放的问题，仅会以蒸汽的形式产生损耗，少量生活污水排入室外厕所。
雨水排放充分利用场地坡度，屋面采用普通外排水系统。降落到屋面的雨水经檐沟、落水管排至地面，然后与场地雨水一并经明沟排出场区。
第七章 节能措施
从长远来看，大力发展新能源和可再生能源可以逐步改善以煤炭为主的能源结构，尤其是电力供应结构，促进常规能源资源更加合理有效地利用，缓解与能源相关的环境污染问题，使我国能源、经济与环境的发展相互协调，实现可持续发展目标。
7.1 设计依据
节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针。根据《中华人民共和国节约能源法》和国家《能源节约与资源综合利用“十一五”规划》，企业应把能源节约作为主导思想和生产原则，提高资源综合利用率。
7.2 节能措施
该项目属于资源的综合利用项目，项目充分利用了“煤矿隐形杀手”——瓦斯气体，既减少了排入空气中的温室气体的数量，又可以形成新能源，项目节能效果明显。
7.2.1节水
1、该项目所在地为山区，用水比较紧张，充分利用矿井水可以达到节约水资源的目的，项目生产、生活用水都来自于处理过的矿井水。由煤矿对矿井水进行除杂、软化等处理工艺，达到生产补给用水和生活用水的要求。
2、发电机机组冷却用水，由于采用了循环工艺，既实现了水资源的有效利用，也减少了大量水处理的费用，并能降低电站生产成本，最终使该项目在生产过程中不产生废水排放。
7.2.2节能
1、合理进行工艺总平面布置和室内布置，尽量缩短输电线路距离，提高生产率，降低动力消耗，达到总体节约能源的目的；
2、采取先进工艺，充分考虑节能要求，进行相关的技术改造；
3、建立节能机构，健全节能管理制度（包括能源计量管理制度、能源消费统计和报告制度、能源消耗成本管理制度、节能工作责任制），做到节能与奖惩挂钩，随时掌握能源管理岗位设立、节能奖惩、主要用能设备操作人员持证上岗、培训等情况，使能源消耗在受控下良性运行，最大限度提高煤层气的单位产能。
第八章 环境影响评价
8.1 编制依据
1、《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）
2、《中华人民共和国大气污染防治法》（2000年4月）
3、《中华人民共和国水污染防治法》（1996年5月）
4、《中华人民共和国固体废物污染防治法》（1996年5月）
5、《中华人民共和国环境噪声污染防治法》（1995年10月）
6、《环境空气质量标准》（GB3095－1996）
7、《火电厂大气污染物排放标准》GB13223－2003
8、《地表水环境质量标准》（GB3838－83）
9、《工业企业厂界噪声标准》（GB12348－1990）
8.2 施工期环境影响分析及防治措施
该项目施工建设期对环境的主要影响为：平整场地扬尘、施工原料运输产生的扬尘，土建工程和设备安装引起的噪声。因此，在施工过程中，要严格防止噪声和扬尘的污染。不同施工阶段噪声限值如下表：
施工阶段
主要噪声源
噪声限值（dB（A））
昼间
夜间
土石方
推土机、挖掘机、装载机等
75
55
结构
混凝土搅拌机、振捣棒、电锯等
70
55
装修
吊车、升降机等
65
55
施工期排放的废水要进行控制，对工地施工废水加强管理，防治废水满地流淌，施工人员的生活污水应倒入室外厕所，不得乱洒乱泼。
施工期的扬尘要严格控制，运输车辆不得超载，防止抛洒，物料堆放要整齐有序，洒落在地上的水泥、沙、石灰及时清扫，散装水泥、沙、石灰等易扬起灰的建筑材料尽量避免露天堆放，建筑垃圾要及时清理，尽量减小扬尘对环境的影响。
项目建设中应严格执行环保设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”制度，对各类污染物实现达标排放。施工期间的污染防治措施要包括在工程承包合同中，在当地环保部门和厂方的监督下，由施工单位组织实施。
通过以上污染防治措施，施工期对环境的影响很小，且随着施工期的结束，这些影响也将消失。
8.3 运营期环境影响分析及防治措施
8.3.1环境空气影响及防治措施
1、瓦斯发电机组
本项目产生的大气污染物主要是发电机组燃烧瓦斯气后排放的尾气,发电机组的燃料为瓦斯气，两台500KW的500GF18-TK型燃气发电机组用气量为9.234m3/分钟，398.9万m3/年；燃瓦斯气排放废气主要成分为氮氧化合物、水和二氧化碳。瓦斯气中N2含量为42.36%，燃烧时生成NOx，NOx的生成量与燃料中含氮量和燃烧温度有关，燃烧温度越高，生成的NOx越多。类比**县义城煤矿燃气锅炉监测资料，NOx浓度70mg/m3，本项目NOx排放量为0.279吨，可做到达标排放。
2、输气工程
本项目不设储气罐，发电机组所用的瓦斯气由管道从义城煤矿抽放站直接引入。项目输气工程为密闭过程，全系统不产生废气，无有毒气体排放，正常运行工况下不会对周围大气环境产生影响。
8.3.2水环境影响分析及防治措施
1、生产废水
本项目生产用水为发电机组冷却水，2台发电机组采用自动喷雾方式冷却水，冷却塔容积150m3，每天需补充2m3，冷却水循环利用，不外排。
本项目输气管网会排出少量的凝结水，含少量的SS。为排除管道冷凝水及杂质，保证管道系统通畅，沿管道改变坡向的转折最低点处要设置一个凝水缸，在凝水缸上安装新型排水器，积满水后，打开排水阀门，水在管道压力作用下将凝结水排放。凝结水为清水，可满足《污水综合排放标准》（GB8978－1996）中的二级标准的要求，且排放量很小，可直接排放。
2、生活废水
项目产生少量的生活污水（约0.12m3），主要污染物为COD（200mg/L）和BOD5（80mg/L），生活污水排入室外厕所。
通过以上分析可以看出，本项目建成后对地表水环境不会造成影响。
8.3.3噪声环境影响分析及防治措施
1、噪声源分析
项目噪声源主要是发电机组和循环水泵，发电站主要机械设备的噪声级别见下表：
表8-2 发电站主要机械设备的噪声级
机械设备
测量声级dB（A）
测量距离（m）
发电机组
106
1
循环水泵
80
1
因为距离的增加，噪声值会随之减小，下表为主要设备噪声的距离衰减情况：
8-3 发电站主要机械设备的噪声衰减情况
单位：米
机械设备
声级dB（A）
100
90
85
80
75
70
68.5
65
60
55
发电机组
3.56
7.12
12.67
31.5
40
71.2
85
127.6
226.2
401.5
循环水泵

2
3.57

6.3
11.2
20
由上表可以看出，项目主要的噪声源为发电机组，在不采取措施的空旷地带对环境产生影响的最远距离为401.5米。项目区周围无民用建筑，噪声不会对场外环境造成影响。