高低濃度瓦斯發(fā)電對比

1、精選文庫 瓦斯發(fā)電項目投資簡述 、燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組 燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組分為高濃度瓦斯發(fā)電機組和低濃度瓦斯發(fā)電 機組，高濃度瓦斯發(fā)電機組要求甲烷含量在 25%以上；低濃度瓦斯發(fā) 電機組要求甲烷含量在12%-25%根據(jù)瓦斯?jié)舛惹闆r選擇發(fā)電機組型 號，低瓦斯發(fā)電機組一般選擇1MW左右，高瓦斯發(fā)電機組一般選擇 2MW左右。高瓦斯發(fā)電機組發(fā)電效率比低瓦斯發(fā)電機組發(fā)電效率略 高。瓦斯發(fā)電機燃料能量約35%被機組轉(zhuǎn)化為電能，約30%隨廢氣排 出，25%被發(fā)動機冷卻水帶走。 低濃度瓦斯發(fā)電機組采用電控燃氣混合器技術(shù)， 可以自動控制空 燃比，以適應(yīng)瓦斯的濃度變化，將瓦斯?jié)舛日{(diào)整 9%,此時瓦斯爆炸 反應(yīng)最完全，瓦

2、斯、氧氣氧化反應(yīng)完全，實現(xiàn)零氧平衡，此時爆炸威 力也最大，做功效率最高。高低瓦斯發(fā)電最大的區(qū)別 ：低濃度處于爆 炸極限內(nèi)的甲烷在進入機組前的過程中是不允許設(shè)置儲氣罐和加壓 機，而高濃度瓦斯在輸送過程中可不設(shè)計瓦斯安全輸送系統(tǒng)。 二、高低瓦斯發(fā)電工藝及區(qū)別 瓦斯經(jīng)過安全輸送系統(tǒng)（霧化水系統(tǒng)、水封阻火器、安全閥等） 的傳輸，瓦斯預處理系統(tǒng)對氣體雜質(zhì)、液態(tài)水的過濾和氣體溫度的調(diào) 控，進入機組內(nèi)先進行預混合，之后由渦輪增壓器增壓、中冷器降溫、 在缸內(nèi)用火花塞點火，燃燒后高溫高壓氣體帶動缸體活塞和曲軸運 動，推動發(fā)動機做功，將機械能轉(zhuǎn)化為電能。詳細工藝流程見下圖: 4電動調(diào)壓閥 扌由觸杲站 *水封聊火春

3、絲網(wǎng)討梏器漁壓塊11 4溜戒訥歆器I 違氣審力汽水舒藹器水封帆火器水霧輸送眾綺 授琛説水蠱手動進氣閥干式用火器瓦期發(fā)電乳組 1 1 供供已 瓦斯發(fā)電工藝系統(tǒng)。瓦斯發(fā)電工藝主要包括11項系統(tǒng)，熱力系 統(tǒng)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、瓦斯輸送安全裝置系統(tǒng)、除灰系 統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、并網(wǎng)工程、電氣系統(tǒng)、熱工控制系統(tǒng)、 附屬生產(chǎn)工程、煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)。各工藝系統(tǒng)詳細情況介紹如下: 熱力系統(tǒng)：瓦斯與空氣在集裝箱式內(nèi)燃機發(fā)電機機組進氣入口處 混合后，進入渦輪增壓器增壓，再經(jīng)過中冷器冷卻，通過進氣管由進 氣門控制進入氣缸，經(jīng)火花塞點火爆炸氧化，產(chǎn)生動力驅(qū)動發(fā)電機曲 軸旋轉(zhuǎn)，曲軸將動力傳給交流發(fā)電機，

4、轉(zhuǎn)換成電能輸出。主要設(shè)備包 括燃氣發(fā)動機和交流發(fā)電機，以及配套的管路和設(shè)備。 燃料供應(yīng)系統(tǒng)：礦井瓦斯從井下煤層中，經(jīng)過瓦斯泵站抽采后, 抽排到地面，由瓦斯輸送管道經(jīng)過泵送、離心脫水、制冷脫水等一系 列安全處理措施，提供給瓦斯發(fā)電機組。主要工程包括：瓦斯預處理 土建、羅茨風機設(shè)備及安裝工程。 余熱利用系統(tǒng)：發(fā)電機組尾氣凈化后排煙溫度高達400-600C, 直接對空排放將造成熱能浪費，為把有效熱能充分利用，在排煙筒處 設(shè)置蒸汽鍋爐或者余熱鍋爐，鍋爐將熱源提供給用戶，解決工業(yè)場地 冬季取暖供熱問題。主要設(shè)備包括余熱鍋爐和配套管路設(shè)備。 瓦斯安全輸送系統(tǒng)：瓦斯經(jīng)過瓦斯泵站，增壓機增壓泵送進入發(fā) 電機組

5、，沿途需要設(shè)置水封阻火器、水霧輸送系統(tǒng)、干式阻火器等防 爆阻爆安全設(shè)施，保證瓦斯輸送安全。 除灰系統(tǒng)：在瓦斯輸送管道中增加一道濾網(wǎng)，將瓦斯中的粉塵和 雜質(zhì)等固體顆粒物過濾，保證瓦斯純度和質(zhì)量。 水處理及供水系統(tǒng)：場地內(nèi)生活水硬度高，水中鈣、鎂含量高， 容易腐蝕機組和鍋爐設(shè)備，不利于余熱鍋爐和機組冷卻循環(huán)水使用， 需要將水進行軟化處理，軟化后利用水泵提供給機組冷卻系統(tǒng)和采暖 系統(tǒng)。主要工程包括：水軟化車間、水泵、水箱等配套設(shè)施。 并網(wǎng)工程：瓦斯發(fā)電除提供7%的廠區(qū)自發(fā)子用之外，富裕電量 全部上網(wǎng)，接入附近高壓變電站并網(wǎng)運行，與國家電力聯(lián)網(wǎng)。主要設(shè) 備包括變壓器和配套并網(wǎng)設(shè)備。 電氣系統(tǒng)：發(fā)電站所

6、有電氣設(shè)備的運行情況需要形成自動監(jiān)控、 測量、保護的電氣系統(tǒng)，通過通信技術(shù)與發(fā)電站管理系統(tǒng)連接，實現(xiàn) 電氣自動化。主要工程包括：主控系統(tǒng)、高低壓開關(guān)、電纜、照明、 防雷接地等電氣設(shè)備。 熱工控制系統(tǒng)：為了提高電站自動化水平，保證機組安全經(jīng)濟運 行，提高效率，減輕運行人員的勞動強度，需要對瓦斯發(fā)電機組設(shè)備 實行集中控制，保證機組安全運行。主要工程包括熱工控制、微機監(jiān) 控、火災報警、工業(yè)電視系統(tǒng)等。 附屬生產(chǎn)系統(tǒng)：瓦斯發(fā)電項目除主要生產(chǎn)系統(tǒng)工程之外， 還需配 套建設(shè)消防系統(tǒng)、室外給排水系統(tǒng)、場地土方、圍護等及其他附屬生 產(chǎn)系統(tǒng)，服務(wù)于主要生產(chǎn)系統(tǒng)。 煙氣凈化系統(tǒng)：瓦斯爆炸做功會產(chǎn)生粉塵、氮氧化合物

7、等有害氣 體，為保證尾氣排放滿足國家環(huán)保要求， 必須對排放的廢氣進行凈化 處理。在排氣管道設(shè)置尿素催化劑噴嘴，催化劑在高溫作用下分解成 NH3和H20,與尾氣混合后產(chǎn)生化學反應(yīng)，產(chǎn)生氮氣和水排到大氣中， 減少大氣污染。主要設(shè)備包括：尿素溶液儲罐、輸送裝置、計量裝置 等其他配套設(shè)備。 高低瓦斯發(fā)電工藝區(qū)別。高瓦斯發(fā)電與低瓦斯發(fā)電工藝系統(tǒng)基本 相同，高瓦斯發(fā)電沒有瓦斯安全輸送系統(tǒng)， 低濃度瓦斯地面安全輸送 技術(shù)目前主要有三種方式，即細水霧混合安全輸送裝置（如胡底電 廠）、瓦斯輸送自動噴粉抑爆裝置（如岳城電廠）、兩相流安全輸送 裝置。其他電力系統(tǒng)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)等系統(tǒng)基本相似。 三、瓦斯

8、發(fā)電投資效果分析 因低濃度瓦斯不能儲存，瓦斯氣源受限，低瓦斯發(fā)電項目規(guī)模相 對較小，低瓦斯發(fā)電機組與高瓦斯發(fā)電機組除對氣源濃度要求不同之 外，其他各項技術(shù)參數(shù)基本相同。工程投資主要取決于規(guī)模大小、設(shè) 備選型標準、生產(chǎn)工藝等相關(guān)因素。投資 1MW瓦斯發(fā)電單位投資額 600-1000萬元，規(guī)模越大，單位投資額越小。高瓦斯發(fā)電項目1度電 瓦斯消耗量0.26立方，低瓦斯發(fā)電項目1度電瓦斯消耗量0.3立方, 高瓦斯發(fā)電效率比低瓦斯發(fā)電效率略高。 從投資效益看，低濃度瓦斯價格0.3元/立方，高濃度瓦斯價格 0.4元/立方。按照0.509元/度電計算，一立方純瓦斯的發(fā)電量是3.3 度電，除去設(shè)備維護、人工費

9、、維簡投入等0.3元/度電。瓦斯發(fā)電效 益為0.509-0.3=0.209元/度電，一個6MW規(guī)模的瓦斯電廠，年工作 6000小時，年收益=6000*6000*0.209=752.4萬元。投資回收期一般為 612年，瓦斯發(fā)電項目根據(jù)規(guī)模收益情況，投資效益較理想。 精選文庫 低濃度瓦斯發(fā)電項目投資對比 序 號 工程名稱 胡底低濃度瓦斯（10MW 工程內(nèi)容 投資（萬 元） 1 熱力系統(tǒng) 瓦斯發(fā)電機組、集裝箱 發(fā)電基礎(chǔ) 4780.41 2 燃料供應(yīng)系統(tǒng) 預處理土建、設(shè)備基礎(chǔ)、 預處理系統(tǒng)（羅茨風機、 循環(huán)水泵補液泵、補液箱） 346.01 3 余熱利用系統(tǒng) 余熱鍋爐鋼平臺基礎(chǔ)、余 熱鍋爐鋼平臺、鍋爐

10、其他 輔機 249.83 4 瓦斯輸送安全裝置 系統(tǒng) 瓦斯深度脫水系統(tǒng) 363.44 5 除灰系統(tǒng) 濾絲網(wǎng) 6 水處理系統(tǒng)、供水系 統(tǒng) 室外管網(wǎng) 1.78 7 并網(wǎng)工程 8 電氣系統(tǒng) 發(fā)電部分、升壓站部分、 上級變電站 746.4 段河低濃度瓦斯（6MW 工程內(nèi)容 投資（萬 元） 廠區(qū)主要構(gòu)筑物、燃氣發(fā) 電機組、氣水二相流安全 輸送系統(tǒng)、余熱利用系 統(tǒng)、管道系統(tǒng) 2044.06 余熱利用系統(tǒng)（178.46） 178.46 氣水二相流安全輸送系統(tǒng) 163.4 濾絲網(wǎng) 軟化水系統(tǒng)、循環(huán)水泵 房、供水系統(tǒng) 148.60 并網(wǎng)工程 1271.00 主控樓、變壓器基礎(chǔ)及集 油井、6KV用電設(shè)備、380V

11、 低壓廠用電設(shè)備、全廠電 纜、廠區(qū)動照線網(wǎng)及防雷 接地 725.61 岳城低濃度瓦斯（9MW 工程內(nèi)容 投資（萬 元） 燃氣輪發(fā)電機組本體（） 4662.53 輔助用房、設(shè)備基礎(chǔ)、井 池 327.52 余熱鍋爐平臺（31.73） 31.73 瓦斯深度脫水系統(tǒng)、現(xiàn)場 分體安裝吊車費 21.07 濾絲網(wǎng) 水處理（全自動軟化水裝 置安裝、鋼骨架復合管 安裝DN50、鋼骨架復合 管安裝DN150等） 51.9 高壓開關(guān)柜、發(fā)電機中性 點設(shè)、發(fā)電機中性點設(shè)、 廠用變壓器、低壓開關(guān) 柜、發(fā)電機保護測控屏、 公用測控屏、路燈、直流 系統(tǒng)、電力電纜、電源箱 251 三水溝低濃度瓦斯（6MW 工程內(nèi)容 投資（萬

12、 元） 瓦斯發(fā)電部分管道材料 2046.01 余熱利用系統(tǒng)（130.08） 130.08 瓦斯輸送安全裝置系統(tǒng) （106.68 ）、瓦斯深度 脫水系統(tǒng)（342.49） 448.97 濾絲網(wǎng) 站區(qū)生活、生產(chǎn)供水管 網(wǎng)、站區(qū)消防管網(wǎng)、化 學水處理系統(tǒng) 38.38 并網(wǎng)工程 1329 電氣設(shè)備、電纜部分、 防雷接地 281.58 9 熱工控制系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視系、 火災報警系統(tǒng) 183.55 10 附屬生產(chǎn)工程 瓦斯管道支架基礎(chǔ)、瓦斯 管道支架、其他設(shè)備基礎(chǔ)、 室外工程(電纜溝)、其 他工程 161.57 11 煙氣脫硫工程 脫硝區(qū)裝置安裝 376.17 12 脫硝工程 煙風煤管道、焊接鋼管安

13、 裝 13 14 與廠址有關(guān)的單項 工程 建設(shè)場地購地費 其他費用 15 項目建設(shè)管理費 項目建設(shè)管理各類費用 97.92 16 項目建設(shè)技術(shù)服務(wù) 費 項目建設(shè)技術(shù)服務(wù)各類費 用 117.12 17 生產(chǎn)準備費 生產(chǎn)準備費 69.03 18 項目前期工作費用 項目前期工作費用 313.95 19 竣工驗收階段 60 20 基本預備費 基本預備費 236.03 21 建設(shè)期貸款利息 建設(shè)期貸款利息 115.35 22 1MV發(fā)電投資 1MV發(fā)電投資 821.89 合計 8218.86 熱工控制系統(tǒng)、微機監(jiān)控 系統(tǒng)、火災自動報警系 統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、廠內(nèi) 通信、生產(chǎn)運行監(jiān)管系統(tǒng) 255.87 瓦斯

14、輸送系統(tǒng)、控制電 纜、控制調(diào)節(jié)安全監(jiān)控裝 置安、導線、余熱 PLC控 制系統(tǒng)、控制電纜敷設(shè)、 管路敷設(shè)、采暖通風 (0.27 ) 215.84 聯(lián)合建筑、鋼平臺鋼支 架、室外熱力網(wǎng)、廠外熱 力網(wǎng)、室外給排水管網(wǎng)、 場內(nèi)道路及大門圍墻、擋 墻部分 477.22 消防系統(tǒng)、廠區(qū)性建筑、 廠區(qū)采暖(制冷)工程、廠 區(qū)土石方工程 482.3 煙氣脫硫工程 脫硝工程 廠區(qū)土方工程、交通運輸工 程 111.15 與廠址有關(guān)的單項工程 建設(shè)場地購地費 179.84 建設(shè)場地購地費 126.94 項目建設(shè)管理各類費用 136.49 項目建設(shè)管理各類費用 139.57 項目建設(shè)技術(shù)服務(wù)各類費用 361.92 項

15、目建設(shè)技術(shù)服務(wù)各類費用 476.24 生產(chǎn)準備費 80.17 生產(chǎn)準備費 80.82 項目前期工作費用 竣工驗收階段 基本預備費 145.88 基本預備費 198.17 建設(shè)期貸款利息 85.90 建設(shè)期貸款利息 59.16 1MV發(fā)電投資 1060.93 1MV發(fā)電投資 791.64 6365.58 7124.79 瓦斯輸送系統(tǒng)、通信、 工業(yè)電視系統(tǒng)、余熱系 統(tǒng)(33.59 )、數(shù)據(jù)采集 計算機 222.99 主控室、綜合輔助間、 輔助用房、霧化泵房、 集裝箱發(fā)電基礎(chǔ)、瓦斯 管道支架基礎(chǔ)、廠區(qū)電 纜溝等 657.96 煙氣脫硫工程 脫硝工程 米暖費用 12.47 建設(shè)場地購地費 117.56

16、 項目建設(shè)管理各類費用 99.91 項目建設(shè)技術(shù)服務(wù)各類費 用 91.03 生產(chǎn)準備費 55.99 項目前期工作費用 213.99 竣工驗收階段 44.1 基本預備費 164.95 建設(shè)期貸款利息 63.44 1MV發(fā)電投資 1003.07 合計 6018.41 精選文庫 四、集團公司瓦斯利用情況 近幾年集團公司煤礦礦井瓦斯抽采量逐年增加， 瓦斯發(fā)電利用空 間較大。瓦斯利用成為集團公司轉(zhuǎn)型發(fā)展的重點工程，做大做強燃氣 主業(yè)成為當前重要任務(wù)，2018年對電力產(chǎn)業(yè)提出“特色發(fā)電、清潔 利用、煤電聯(lián)營、專業(yè)運營”的發(fā)展原則，瓦斯發(fā)電項目成為解決瓦 斯高效利用的主要手段，2018年本部礦井瓦斯抽采量打

17、14.7億立方 （不包括地面抽采），詳見下表。 2018年集團公司瓦斯抽采量計劃 礦井名稱 扌由米量 （萬m3 東井 50000 寺河礦 西井 30000 合計 80000 成莊礦 15500 趙莊礦 5500 長平礦 5500 寺河二號井 3000 坪上煤業(yè) 14000 沁秀公司 岳城礦 12700 合計 26700 胡底公司 9000 潤宏 200 天安公司 海天 圣鑫 130 170 合計 500 潤東 500 晉圣公司 永安 300 宏泰 合計 800 太原煤氣化公司 500 合計 147000 2017年集團公司礦井抽采量14.2億立方，如按照瓦斯發(fā)電0.3 立方耗氣量計算，14.2

18、億立方米瓦斯全部用于發(fā)電，可發(fā)電量46.86 億度電，2017年實際發(fā)電量18億度電，瓦斯利用率38.4%。大部分 瓦斯未有效利用，空排瓦斯主要包括：1、礦井通風瓦斯；2、礦井抽 采的低濃瓦斯（小于12%）。目前，這兩部分瓦斯對空排放，資源浪 費較嚴重。目前，部分礦井已經(jīng)在探索實踐將這兩部分瓦斯進行利用, 一是通過高、低濃度瓦斯混摻發(fā)電利用，二是將通風瓦斯氧化發(fā)熱進 行利用。 五、集團公司瓦斯發(fā)電項目未來趨勢 一是充分利用低瓦斯發(fā)電。集團公司已有的瓦斯發(fā)電站采用的機 組對瓦斯?jié)舛纫蠖际遣坏陀?2%,導致低于12%的瓦斯空排，造成 資源浪費。低濃度瓦斯發(fā)電機組在運行中，當出現(xiàn)了小于12%的低濃 度瓦斯時，發(fā)電機機組無法正常運行；而采用高濃度瓦斯發(fā)電時，如 果機組空