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1、盘县红果镇中纸厂煤矿低浓度瓦斯发电项目 可行性研究报告 目录 第一章 概 述 1 项目概况 1 编制依据 3 项目建设的必要性 4 研究范围 9 主要技术设计原则 10 工作简要过程 10 第二章 燃料供应及供应方式 12 燃料供应 12 瓦斯供应方式 16 第三章 机组选型和规模确定 18 低浓度瓦斯利用工艺技术方案选择 18 燃机设备选型 20 低浓度瓦斯发电机组的系统组成 23 建设规模的确定 24 发电系统流程 24 主要技术经济指标 25 第四章 电力系统 27 电网现状 27 电力接入系统 27 电气主接线 28 第五
2、章 站址条件 29 选址概述 29 站址自然条件 30 站址选择意见 32 第六章 工程设想 33 总图 33 热机系统 35 瓦斯输送系统 38 水工部分 43 电气部分 47 热控 53 建筑结构 56 采暖、通风与空气调节部分 58 第七章 环境卫生 59 环境现状 59 采用的环境保护标准 60 瓦斯发电环境影响分析 62 瓦斯利用污染防治基本原则 65 污染防治措施 66 环保管理、监测及投资 68 项目的环境效益 69 结论和建议 69 第八章 消防专篇 70 概述 70 火灾爆炸危险性分析 71 总平面布置与交通安
3、全要求 72 建筑物及构筑物要求 73 消防给水和站区消防措施 73 第九章 劳动安全与工业卫生 78 职业危害 78 安全卫生规程及标准 78 主要危害因素分析 79 主要防范措施 79 劳动安全卫生机构设置与人员配备 85 预期效果及建议 85 第十章 节约能源及原材料 87 用能标准及节能规范 87 节约能源的措施 88 节能减排效果分析 90 第十一章 劳动组织与定员 94 电站定员测算的主要依据 94 电站定员测算编制原则 94 定员测算 94 人员培训 95 第十二章 工程实施的条件与实施进度 96 编制依据 96
4、 实施条件 96 实施进度 96 第十三章 财务评价 98 财务评价 100 第十四章 结 论 106 主要结论 106 存在问题和建议 107 主要技术经济指标 108 附表：经济分析估算表 附图： 附图 附图 附图 附图 附图 电站平面布置图 进气系统工艺流程图 冷却循环系统工艺流程图 电气主接线图 给水系统及水量平衡图 盘县红果镇中纸厂煤矿低浓度瓦斯发电项目 可行性研究报告 第一章概述 项目概况 项目名称：盘县红果镇中纸厂煤矿低浓度瓦斯发电项目 建设规模：口 （一期口 ） 建设单位：粤电集团贵州有限公司 咨询单位：胜利油田胜利
5、动力机械集团有限公司工程设计咨询公司 建设单位概况 年 月 日，广东省政府在全国率先实行电力体制改革，广东 省粤电集团有限公司（以下简称“粤电集团”）承继原广东省电力集团公 司的发电业务而组建。公司注册资本金 亿元人民币，由广东省政府 和中国华能集团分别持有 ％和 ％的股权，现有员工 多人，是 广东省实力最强、规模最大的发电企业。截至 年底，公司期末考核 总资产 亿元，全资及控股电厂装机容量达 万千瓦，其中装 机容量百万千瓦级以上的电厂 家；现有全资、控股、参股单位 余家，并控股上市公司——广东电力发展股份有限公司（粤电力）。公司 产业涉及火电、水电、风电、核电、 、生物质、太阳能等多种
6、能源， 遍布广东全境，并积极向省外和海外延伸。近年来，公司积极实施相关 多元化发展战略，在煤炭、航运、天然气、金融、设备制造等领域均取 得突破性发展，推进产业链向主业上下游延伸，实现了核心价值的有效 提升。公司连续十年在省属国有资产经营责任制考核中成绩为优，在 年度中国企业 强中位列第 位、在广东省企业 强中位列 第 位。 粤电集团贵州有限公司是粤电集团于 年 月设立的全资子公 司，负责粤电集团在贵州地区电力（热力）、矿产能源资源项目及产品投 资、建设、生产及销售等业务，是粤电集团在贵州投资发展能源产业的 主要平台。目前，公司在贵州省投资的项目主要有：六盘水有色金属高 科技产业园热电联产
7、动力车间口 口 ）项目、风力发电项目、水力 发电项目、煤层气发电项目、低热值煤发电项目、煤矿整合重组项目等。 矿井概况 盘县红果镇中纸厂煤矿于 年建成年产 万吨生产规模。 年 月经贵州省国土厅批准进行扩界扩能，生产规模 万 ，法人 代表王师用。全矿井分两个采区，即北采 区与南采区，北采区设计能力 万吨 年，南采区设计能力 万吨 年，全矿设计生产年限 年。 矿区走向长 — ，倾斜宽 — ，井田面积约 ，开采深度： —— 标高。 矿区范围内可采煤层为 、 、 、 、 、 、 、 、 煤层，井巷目前布置主要是开采 、 煤层，采用斜井布置方式，采 煤方法采用壁式回采，采煤工艺
8、均为炮采。根据矿方提供的实测采掘工 程平面图及储量核实报告，中纸厂煤矿各可采煤层浅部均存在本矿及原 老窑采空区，采空区最低开采标高为 。 项目概述 本项目为低浓度瓦斯综合利用及节能环保项目，利用中纸厂煤矿矿 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，提 高能源利用率。本项目是集资源综合利用、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 社会效益。 实施方案：根据中纸厂煤矿矿井现在的开采工程情况和煤矿瓦斯抽 排量，在中纸厂煤矿机修车间北面 米处的一块空地上建设低浓度瓦斯 发电站，共安装 台（一期 台） 低浓度瓦斯发电机组，总装机
9、 容量为 （一期 ）。电站内配套水雾输送系统、冷却循环系统、 变配电系统及其他辅助生产系统。 编制依据 国家计委、国家经贸委、建设部印发的计基础[ ] 号文 《热电联产项目可行性研究技术规定》。 《中华人民共和国可再生能源法》（ 年 月 日第十届全 国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过）。 国家发展与改革委员会发改能源 号关于印发《可再 生能源产业发展指导目录》的通知。 国家计委、国家经贸委、建设部印发的计基础[ ] 号 《关于发展热电联产的规定》。 《煤矿安全规程》。 国家发展与改革委员会发改能源 号关于印发《可再生 能源发电有关管理规定》的通知。 国家及行业
10、现行的其他标准、规范。 中纸厂煤矿提供的基础资料。 项目建设的必要性 煤层气抽采是煤矿生产安全的需要 煤层气是指赋存于煤层及其围岩石中与煤炭资源伴生的非常规天然 气，也称煤矿瓦斯。 煤炭是中国的主要能源，约占中国一次能源消费结构的 ％左右。 发电用煤占煤炭消费的 ％以上。受经济发展水平的影响和自然条件的 制约，煤炭行业一直是我国的高危险行业。 根据《煤矿安全规程》要求，瓦斯抽放是中纸厂煤矿安全生产必不 可少的环节。 煤层气利用是环境保护的要求 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 的 倍。大量的
11、瓦斯排入大气，会增强地球表面的温室效应，导致全球 变暖，破坏地球的生态环境。 《联合国气候变化公约京都议定书》于 年 月 日正式生效。 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。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 限排承诺的压力与日俱增。 中国作为发展中国家，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
12、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 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，中国政府对气候变化问题给予了高度重视，并采取了积极的 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。 国务院（国发〔 〕 号）关于印发《“十二五”节能减排综合性 工作方案》的通知指出，各企业要充分认识做好“十二五”节能减排工 作的重要性、紧迫性和艰巨性。严格落实节能减排目标责任，进一步形 成政府为主
13、导、企业为主体、市场有效驱动、全社会共同参与的推进节 能减排工作格局。到 年，全国万元国内生产总值能耗下降到 吨标准煤（按 年价格计算），比 年的 吨标准煤下降 ， 比 年的 吨标准煤下降 ；“十二五”期间，实现节约能源 亿吨标准煤。 因此，加大矿井瓦斯综合利用，是保护环境的必然选择。也是我国 面对参与《联合国气候变化框架公约》活动的必然选择。 煤层气利用的经济价值与发展前景 随着国民经济的快速发展，我国对能源的需求越来越大。而资源赋 存条件决定国内油气产量无法大幅增长，油气供应缺口急剧增大。据国 家发展改革委能源所预测，我国油气缺口 年将达到到 亿吨和 亿立方米。 在这样的
14、能源背景下，需要寻找新的可替代能源，而瓦斯的主要成 份是甲烷 ，是很好的燃料，对瓦斯进行充分利用更具有重要意义。 我国煤层气资源十分丰富，是世界上继俄罗斯、加拿大之后的第三大煤 层气储量国，占世界排名前 位国家资源总量的 ％。根据最新一轮资 源评估结果，我国埋深 米以浅的煤层气资源量达 万亿立方米， 相当于 亿吨标煤， 亿吨标油，与陆上常规天然气资源量相当。 我国的煤层气资源不仅在总量上占有一定的优势，而且在区域分布、 埋藏深度等方面也有利于规划开发。煤层气资源在我国境内分布广泛， 基本可以划分为中部、西部和东部三大资源区。其中中部地区约占资源 量的 ％。西部地区的沁水盆地和鄂尔多斯盆地资源
15、量最大，超过 万 亿立方米，为集中开发提供了资源条件。 据统计，我国煤层气埋藏于 1 口之间 的资源量约占总量的 口， 口 米之间的煤层气占总量的 口， 口 米 之间的煤层气占总量的 ％ 埋深 米以浅的适于开发的约占总资 源量的 ％。不少专家都提出， 世纪是煤层气大发展的时代，煤层气 是我国常规天然气最现实可靠的替代能源。 中纸厂煤矿富含瓦斯，抽排低浓度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，不但可以有效利用煤矿抽排的洁净能源，而且具有良好的 经济效益和环境效益。 利用瓦斯发电得到国家政策的支持 根据《国务院办公厅关
16、于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干 意见》（国办发 号）和发改能源 号文《关于利用煤 层气（煤矿瓦斯）发电工作的实施意见》，以及财税 号文件， 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： 国家鼓励各类企业利用各种方式开发利用煤层气。 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 综合利用规划，引导企业合理利用能源资源，制定鼓励煤层气发电的配 套政策和措施，为煤层气综合利用工作创造有利条件。发电可以作为煤 层气综合利用规划的一项内容。 鼓励煤层气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
17、高能源利用效率和电站的安全稳定运行水平。 煤层气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。 煤层气电厂不参与市场竞价，不承担电网调峰任务。 煤层气电厂上网电价，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试行办法》（发改价格 号）中生物质 发电项目上网电价执行，即当地 年脱硫燃煤机组标杆上网电价加每 千瓦时 元的补贴。 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。 瓦斯利用符合 项目要求 是
18、英文 （清洁发展机制）的缩 写，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提供资金和技术帮助发展中国家实 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（ ）”以履行“京都议定书”规定的减排义务。 实施 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促进中国实施可持续发展战 略。是一种双赢的活动。 我国强调 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。中国开展清洁发展机制项目的重点领域是以 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
19、层气 为主。 盘县红果镇中纸厂煤矿有限责任公司低浓度瓦斯发电项目符合 项目在以下三个方面的要求： 符合项目所在国可持续发展的要求。该项目的实施，有利于国民 经济发展，有利于环境保护和减缓温室效应，有利于当地的经济发展和 减少贫困，有利于社会进步和增加就业。 符合我国环境保护的有关规定。中国目前正处在经济迅速发展的 时期，如何实现经济、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。 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。 减排量是长期的、可测量的。 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
20、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。 研究范围 根据中纸厂煤矿提出的工程要求，本可行性研究的主要范围为： 利用低浓度瓦斯发电的必要性。 瓦斯利用的技术方案选择。 瓦斯发电机组选型及设备布置。 低浓度瓦斯输送系统方案设计。 冷却循环系统设计方案。 电气主接线设计方案。 监控系统设计方案。 供、排水及消防系统。 节能和节能量的计算。 发电站主要建、构筑物。 编制投资估算及财务评价。 接入电力系统、地质勘察报告不属于本报告研究范围。 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
21、体现以下技术原则： 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。 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 捷，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。 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。 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。 电站设计体现现代化、规范化、自动化。 电站接入系统应考虑与周围电网的良好衔接。 工作简要过程 胜利油田胜利动力机械集团有限公司有关专业人员
22、根据建设单位的 委托于 年 月进行了现场踏勘，收集资料，对建设的条件及有关技 术问题作了认真地分析和讨论，并征询了粤电集团贵州有限公司、中纸 厂煤矿领导的意见，胜利油田胜利动力机械集团有限公司对展开工作所 需的资料提出了要求。 胜利油田胜利动力机械集团有限公司在结合粤电集团贵州有限公 司、中纸厂煤矿提供资料的基础上，各专业展开了全面的工作。对厂房 的布置、瓦斯现有抽排量和预计抽排量、装机容量、燃气输送、水工、 电气、环保等工程做了充分的研究和比较，于 年 月完成可行性研 究报告的编写。 116 第二章燃料供应及供应方式 燃料供应 煤炭储量及开采年限 根据贵州省地质矿产勘查开发
23、局一口五地质大队 年 月提交 的《盘县红果镇中纸厂煤矿资源 储量核实报告》以及贵州省国土资源厅 文件（黔国土资储备字 号），关于《贵州省盘县红果镇中纸厂 煤矿资源 储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明，核实截至 年 月底，矿区范围内累计资源量总和为 万 ，其中开采深度 — 标高范围内（ ）资源量 万 （包括探明的资源 储量（ ） 万 ，控制的资源储量（ ） 万 ，推断的资源量 （ ） 万 ，采空区的消耗资源储量 万吨）；开采深度 — 标高范围内资源量 万（包括控制的资源储量（ ） 万 ， 推断的资源量（ ） 万 。 、矿井工业资源 储量 矿
24、井工业资源储量口 口 （ ） （ 口口 万 式中 可信度系数，取 口 ，矿井地质构造简单、煤层赋 存较稳定， 值取 。 、永久煤柱损失及其它煤柱损失 ）永久煤柱损失 断层煤柱：矿区内无大断层，无需留设煤柱； 防水煤柱及井田边界煤柱； 地面建筑物煤柱：矿区范围无较大的建筑物和村庄，不需要留设煤 柱，对零星住户进行搬迁。 煤柱留设原则：井田边界永久煤柱留设 ，浅部煤层风氧化带、 老窑采空区以下留 的安全隔离煤柱。 ）其它煤柱损失 工业场保护煤柱：工业场地位于 煤层露头线之外和 、 、 、 、 煤层露头或风氧化带隔水煤柱内，不需单独留设工业场保 护煤柱； 井筒及主要巷道需留
25、设保护煤柱，口经验口口 口、口 口、口 °留设。 、矿井设计资源 储量 设计资源储量［矿井工业资源储量口井田边界煤柱口防水煤柱 口 口 口 口 、矿井设计可采储量 矿井设计可采储量□（矿井设计资源储量工业场地和主要巷道煤 柱的煤量）□采区回采率 口 1万 口 中厚煤层采区回采率取 ，薄煤层采区回采率取 。设计可采储 量汇总见下表： 中纸厂煤矿服务年限按下式计算 口 可 式中： ：服务年限， ：可采储量，万 可 ：设计年生产能力，万 ，按 万 计算。 ——储量备用系数，取 。 口 ( ) 瓦斯储量 瓦斯储量计算范围包括井田范围内各可采煤层、可采煤层
26、开采影响 范围内的不可采煤层及围岩所赋存的瓦斯总量，其中：围岩瓦斯储量据 测定资料取或按煤层瓦斯储量的 口 概算口 可采煤层瓦斯储量计算见下表： 表 可采煤层瓦斯储量表 煤层编号 煤层瓦斯口 □ □ 煤炭储量（万□ 瓦斯赋存量（万 □ 合计 □ □□□□□□□ 围岩瓦斯储量按煤层瓦斯储量的 概算，则矿井瓦斯储量为： 口 口□万 经计算，矿井瓦斯储量： 万 。 瓦斯设备情况 据中纸厂煤矿瓦斯抽放设计介绍，中纸厂煤矿
27、将建立永久抽放泵 站，瓦斯抽放泵站采用开启式循环冷却系统，水泵供水方式，即冷却水 由水泵直接向真空泵供给冷却水，冷却真空泵之热水，排于室外循环水 池中，由热水池流入冷却池，再用水泵将冷却水供给真空泵，形成循环 冷却系统。 中纸厂煤矿瓦斯抽放泵站高低负压瓦斯泵设备选型情况见下表。 表 瓦斯泵的性能参数表 口放 方式 型号 台数 电机功率 □ ） 最大排气量 口 中纸厂煤矿瓦斯抽放泵站正在进行改造， 根 据中纸厂煤矿提供的瓦 斯抽放设计资料，预测至矿井最低开采深度 标高时，其相 矿井对 瓦斯涌出量 ，绝对 瓦斯涌 量为 。瓦斯抽 放率 ，设计瓦斯抽
28、放量为 ，考虑 瓦斯涌出 不均 性，预测瓦斯瓦斯抽放量 ）抽放瓦斯纯量： （高 负压 低负 ）； ）；其中南采 ）；北采区 ）抽放瓦斯浓度： 瓦斯供应方式 供气方式 由于低浓度瓦斯易燃易 ，根 实施的《煤矿低浓度瓦斯管 （高负压 低负压 高负压 低负 据已颁布并已于 年 月 日正式 道输送安全保障 系统设计规范》 ）规定，低浓度瓦斯管道输送系统不得 设置缓冲罐，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火泄爆、 抑爆、阻爆三种不同原理的阻火防爆装置。为
29、了确保瓦斯抽放站的安全， 本项目在瓦斯抽放站出口管道上阻火泄爆装置采用水封阻火器，阻爆装 置采用瓦斯管道专用阻火器、抑爆装置采用细水雾装置。 瓦斯管道敷设方式 考虑到低浓度细水雾输送系统的工艺要求，瓦斯发电站与瓦斯抽放 站间瓦斯输送管道考虑采用架空方式敷设。 瓦斯气处理方式 低浓度瓦斯发电机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需经脱水处理。脱水装置由细水雾输 送系统配带。 第三章机组选型和规模确定 低浓度瓦斯利用工艺技术方案选择 低浓度瓦斯发电技术 目前实用的低浓度瓦斯发电技术可采用以下三种： 往复式发动机 往复式发动机又称内燃式发动机
30、其热效率高，国产机组发动机效 率为 口 ,燃料气的入口压力低，通常为 口 之间。 低浓度燃气内燃式发动机是指利用的瓦斯浓度为口 ，目前国 内较成熟的低浓度燃气内燃式发动机，其规格有 、 、 三种。国内较大规格的低浓度燃气内燃式发动机应用实例较少，还没有 经过长期运行的检验。 低浓度瓦斯掺入风排瓦斯发电 风排瓦斯发电是利用乏风氧化装置将风排瓦斯进行氧化反应产生热 能，制取过热高压蒸汽驱动蒸汽轮机发电。风排瓦斯发电要求风排瓦斯 的浓度最好在 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 以上进行发电。 ．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
31、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 动蒸汽轮发电机组发电。这种联合循环系统可获得大约 以上的热效 率。但联合循环系统适用于大型发电项目，厂区设备较多、占地较大， 除受到瓦斯浓度的限制外，还受到汽轮发电机组最小发电机型的限制。 低浓度瓦斯发电技术方案选择 根据中纸厂煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯的气量、浓度，分析上节三 种瓦斯利用方案并比较如下： 方案一：把瓦斯抽放站抽排的高、低负压瓦斯用于低浓度瓦斯发电， 浓度在 左右。在中纸厂煤矿机修车间北面 米处的一块空地上建设 低浓度瓦斯发电站。 方案二：在中纸厂煤矿风排瓦斯出口处建设风排瓦斯发电站。从
32、中 纸厂煤矿瓦斯抽放站抽取部分低浓度瓦斯气体混入风排瓦斯中，提高风 排瓦斯气体浓度通过氧化装置发热，所产热量带动汽轮机进行发电建设 风排瓦斯发电站。 建设风排瓦斯发电站，通过乏风氧化装置制热发电需要的占地面积 较大，且需要靠近乏风出口。根据煤矿现有建筑及规划，乏风出口处已 经没有足够场地建设，风排瓦斯制热发电对技术要求更高，瓦斯的浓度、 气量、进气稳定性等均会影响氧化装置产生的蒸汽量，从而影响蒸汽轮 机的发电量。技术相对不够成熟，故不选择本方案。 方案三：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的限制。按本工程瓦斯量 计算，可供发电 ，其
33、烟气余热可产生蒸汽量约 。目前市场 能够采购到的最小凝汽式汽轮发电机组额定功率为 ，耗气量为 。余热蒸汽不足以满足凝汽式汽轮发电机组的用汽需求。因此本工 程不考虑燃气 蒸汽联合循环发电系统方案。 综上所述：方案一具有发电量大，投资小，运行维护方便，占地少、 电站自用电少，要求进气压力低（ 口 即可口，适用瓦斯浓度范围 广（浓度以上即可利用）发电效率高（一般在 口 口，启动时间 短、运行灵活等特点等优点，而且目前国内有多项工程应用投产，已积 累了成熟的经验，故本设计推荐方案一为瓦斯发电的主导方案。 燃机设备选型 中纸厂煤矿抽放瓦斯为低浓度瓦斯，确定项目为低浓度瓦斯发电项 目，其燃机应
34、采用燃气内燃发电机组。目前国外的燃气内燃发电机组尚 未有低浓度瓦斯发电机组在工程中的实际应用，国产低浓度燃气内燃发 电机组主要以 、 、 三种机型为主。国内较大规格的低 浓度燃气内燃发电机组应用实例较少，还没有经过长期运行的检验。下 面以 和 两种机型进行技术经济对比如下： 表 和 燃气机主要经济技术参数对比表 项目 国产机组 燃机型号 单机功率（ □ 额定电压□ □ 简单循环发电热效率 □ □ 机油消耗率 • □ □ 电站自用电率( ) 每度电消耗纯瓦斯量 □ • ) 机组单位千瓦投资 (元 ) 扣除
35、自用电单位 • 销售收入元 •) 注:表中供电价格按 元 •,瓦斯收费按 元 计算。 由上表可以看出， 机组扣除自用电后单位 •销售收入与 机组基本持平，但是 机组单位千瓦投资低，相同装机规模 的电站可以减少整个项目投资； 机组单位千瓦耗气量低，相同的 瓦斯量总装机容量更大； 机组机油消耗率低，相同的装机规模能 够减少机油支出成本； 机组单台功率更高，相同的装机规模电站 占地更小。鉴于以上 机组的优点，本项目中建议采用 机组。 该型号发电机组技术特点和性能优势如下： 优化燃烧室结构，燃烧更迅捷，热效率更高； 优化配气系统，充气效率高，混合气充量大，做功能力强； 优化增压
36、器结构，增压器匹配更合理，提高了增压器工作效率和 寿命，发动机输出功率更高； 新气门驱动机构，提高了气门磨损均匀性，改善了气门的密封性， 增加了使用寿命，提高了气缸盖的维修周期； 具有专利的空气燃气混合控制技术，空燃比适应范围广； 采用 机组自动控制系统，系统具备燃气机数据采集、机组控 制、空燃比自动控制、机组测试系统、专家诊断系统、人机交互、程序 恢复、事件记录等功能，是一套完整的燃气机组控制系统； 具有防回火、发动机保护、电力保护等齐全的安全保护措施，运 行更安全； 具有热交换器冷却和多风扇水箱冷却方式，满足用户不同使用环 境； 产品品种齐全，可适应天然气、沼气、高浓
37、度瓦斯和低浓度瓦斯 发电需要； 并网运行持续功率达到 ； 最大发电效率超过 ； 机油消耗率不超过 •； 排放 指标达到国口排放 标准； 产品大修期： 。 低浓度瓦斯发电机组根据出口电压等级分为低压机组和高压 机组，高压机组输出电压（ 或 ）与原供电系统电压一致，可直 接接入供电系统，省去了供配电系统的设备投资。从平面布置方面考虑， 高压机组不再考虑升压设备，省去了变压器安装区；且没有了低压控制 屏、进线柜等柜体，配电室的面积大大减小。同时由于机组的输出电压 高，输出电流小，在动力传输过程功率损失最小，适合远距离输送。 高压和低压机组对比详见下表： 表 高压和 低压燃气机主要
38、经济技术参数对比表 项目 国产机组 燃机型号 高压机组（ □ 低压机组（ □ 单机功率（ □ 额定电压□ □ 折合单台机组占地面 □ □□□ 站内电力传输电缆及 相应变压设备投资 □ □□□ 上述部分折合单台机 组投资1万元台） 功率损耗 由于占地面积、投 左右 资及功率损耗方面的优势 左右 ，本项目推荐采用 高压发电机组。 低浓度瓦斯高压发电机组根据冷却方式的不同分为 闭 式机组和 开式机组两种，闭式低浓度瓦斯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；开式低浓度瓦 斯发电机组采用
39、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。根据中纸厂煤矿矿区现场水源的实际情况，本项目采用 闭式冷却机组。 低浓度瓦斯发电机组的系统组成 低浓度瓦斯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等组成。 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 电站的性质： 控制和操作方式： 发动机工作循环： 额定转速： 进气方式： 气缸布置方式： 冷却方式： 启动方式： 建设规模的确定 压装置、机组系统同期控制屏等装置 分布式能源燃气电站 集中控制系统 四冲程 增压式 双列 型 闭式，强制循
40、环水冷 直流电启动 本项目按照“以气定电，适度规模”的原则确定电站规模，以充分 利用中纸厂煤矿抽排低浓度瓦斯为主要原则。 纯瓦斯热值为 ， 机组热耗率为 •，每台发电机组持续运行发电功率按 计算，则 纯瓦斯可发电 •。根据中纸厂煤矿低浓度瓦 斯抽放系统目前抽排瓦斯量，现阶段平均抽采的纯瓦斯量每小时可发电 约为 。根据总体考虑、统一规划、效益优先、留有余地、分期规 划的原则，本项目总装机容量拟定为 ，其中一期 ，采用 台（一期 台） 低浓度瓦斯发电机组。 发电系统流程 中纸厂煤矿低浓度瓦斯发电项目系统流程详见图 。 图 中纸厂煤矿低浓度瓦斯发电项目系统流程 本项目集
41、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： 根据中纸厂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，采用低浓度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，使瓦斯发电机组可以更平稳、安全地运 行。 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， 少供瓦斯多供空气，实现了气源 保持不变。先混合后增压技术优 浓度不同
42、但经过混合器后的混合气浓度 势在于对瓦斯的压力要求低，不需要再 上增压设备，就能达到使用要求。 主要技术经济指标 表 电站主要技术经济指标表 序号 项目 单位 装机方案（ 一期） 总装机容量 ( ) 发电持续功率 ( ) 发电年运行时间 综合厂用电率 ( ) 发电年均热耗 • 年发电量 • ( )口 年供电量 • 口 ） 口 消耗瓦斯纯量 万 ( ) 供电节约标煤 ( ) 注：计算供电节煤量按发 • 电需标煤 计算。 第四章电力系统 电网现状 中纸厂煤矿位于贵州省盘县
43、贵州西部电网覆盖该地区。区内主要 电源点有盘县 变电所（口 口、盘县电厂（ 口 口。盘县 电厂以两回 线路与兴义 变（ ）相连，以二回 线路与普定 变相连，以一回 线路与水城 变电所相连， 另以二回 线路与盘关 变相连。 距本矿较近的还有 平川变电站（ 口 口，口本矿约 ; 沙坡变 电站（ 口 口，口本矿口 ; 岗寨变 电站（ 口 ），距本矿约 。为了满足岗寨周边煤矿的用电需求，当地供 电部门计划在岗寨新建另一所 变电站 口 口口即岗寨 号 变电站。 中纸厂煤矿瓦斯电站西面 米处设有岗寨变电所一座，此变电所以 两回 架空进线，两回架空线分别为岗寨线和平岗线。岗寨变电所中
44、系统接线为单母线分段接线形式。 电力接入系统 中纸厂煤矿低浓度瓦斯发电项目装机容量为 ，充分考虑到矿 井由于生产规模的扩大和瓦斯抽放量的不断增加，为后续扩大瓦斯发电 规模留有发展余地。由于低浓度瓦斯发电装机规模都比较小，对当地电 网供电能力和对电网的影响非常有限。 低浓度瓦斯发电站总装机容量 ，瓦斯电站所发电能首先供煤 矿自用，多余部分全部上网，接入系统推荐电站采用 电压等级接入 中纸厂煤矿岗寨变电所。 具体接入系统方案以供电部门接入系统专项设计为准。 电气主接线 电站共设 台（一期 台） 发电机组。单机额定功率为 ， 持续运行功率 ，发电机组出口电压为 。高压接线方式采用 单母
45、线不分段接线方式。电站所发电能经高压出线柜以一回高压电缆接 入中纸厂煤矿岗寨变电所的二次侧 母线与之并网。 电气主接线图见附图。 第五章站址条件 选址概述 选址原则 根据安全生产行业标准 《煤矿瓦斯往复式内燃机发电 站安全要求》的相关规定并结合现场实际情况，本电站站址的选择原则 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； 瓦斯发电站的生产设施与现有各种设施应留有足够的防火间距。 场地地形和工程地质条件良好，交通运输便利； 厂址应尽可能利用矿区存量土地或不适用于耕种的土地，以
46、保护 耕地； 要做到投资小、工期短、见效快。 厂址选择 根据中纸厂煤矿矿区地形及瓦斯抽放站位置情况，结合场地地形地 貌，进行了该项目的平面布置设计。本工程电站选址位于中纸厂煤矿岗 寨变电所东侧约 米、机修车间北面 米处的空地上，项目实施地点位 于红果镇纸厂村。 站址自然条件 交通位置 中纸厂煤矿位于六盘水市盘县县城北西 °，公路里程约 行政区划属红果镇纸厂村管辖。 国道从红果镇经过，红果镇、火铺 镇、断江镇至井田内均有公路相连。贵昆 铁路盘西支线从井田东部经过 （矿井通过公路距红果火铺火车站约 、距沙陀火车站约 ），交通 十分便利，详见矿区交通位
47、置图。 海岱乡 普古灰 平手头 照f 口 百龙港 牺a® 痂水井 乌石 越场坪乡' 岩固0； FE:% I烂泥 大荒形 需河 丈）把。 七号谷 老吗 老屋里北. 丫 LI拒 盘水, 工」忖 、坪如 板桥镇 原江 徐廷下窗 地瓜镇 夫去心 屉21 【火辅 主场城 电老厂 罗,汉当 乐民镇岑 雪浦乡 H匕镇 II睡星 ©独石 白门它 昆山， 即寻 +里d 芨水底 打黑J 比例:1:40万 大水井（魂蕊 巧了;7片吴%于 1HZ太弱柱晒J 上时地方 7相 /‘新民笈 。赛把 o 号龙 云骂由 瓠后屯
48、Q 9 ”口得生把. 地型津， > W啡子期…嚏Jd-T常场同 上女喝）:…：上吃昂r; 大藕界」 万玛依镇 .-.后所所 中纸厂煤矿 形成了完 电站建设 雨量充沛， 量为全年 ℃，最高 业危害较 合颁布的 烈度为 貌，发育 组地层构 之间由龙 层走向一 第四系坡 较低，西 最高点位 型斜坡地 综上所述，中纸厂煤矿矿区附近经过多年的经营建设， 整的交通运输系统，本项目对外公路交通运输均较为便利。 期间的大型设备和材料运输提供了便利条件。 气象及地震 中纸厂煤矿属亚热带季风气候区，年平均无霜期 天， 年降雨量为 口 。雨季多集中在 1 月，此间降 的
49、年相对湿度为 ，日照较多，该区年平均气温 气温 ℃，最低气温－ ℃，灾害性气候以暴雨及初霜冻对 大。 根据中华人民共和国建设部国家质量监督总局 年 《建筑抗震设计规范》（ — ）规定，本区地震基 度。 地形、地貌 中纸厂煤矿位于盘关向斜西翼南段。属构造 剥蚀山地 单面山，单面山脊之间组成单斜谷地。西北部由峨眉山玄武 成构造坡，东部由三叠系地层构成剥蚀坡，在构造坡与剥蚀 潭组地层组成不对称的单斜谷地。单面山与单斜谷地走向与 致，呈北东向延伸。本井田内属中切割的中山地形，地面多 积物覆盖。井田内总体地势西北部、东南部高，整个矿区相 北部最高点位于井田西北部无名山，标高 左右，东南
50、于井田东南部无名山，标高 左右，整个矿区处于“ ” 带，最低点位于矿山南部二道沟河河床标高 以下，相对高差 。 设计开采影响范围内无河流、水体，无铁路、等级公路等地面建（构） 筑屋，无学校、医院及其它工矿企业，无自然保护区和文物保护区，对 开采影响范围内的零星住户进行补偿搬迁。 矿区内无其它山塘、水库、河流、湖泊、积水区等。 水源 、泉水 矿区范围内泉点分布较广，口泉点流量 口 ，采取一 定的蓄水措施后可作为中纸厂煤矿生活用水水源与地面生产用水水源。 、井下水 根据本矿储量核实报告和生产实际涌水情况，矿井井下正常涌水量 为 ，最大涌水量为 ，经混凝沉淀处理消毒后，主要作该矿
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