低瓦斯?jié)舛劝l(fā)電技術

1、 低濃度瓦斯發(fā)電技術瓦斯發(fā)電公司企業(yè)標準低濃度瓦斯發(fā)電技術深圳怡昌動力技術有限公司前言煤炭是我國一次能源的主體。煤炭工業(yè)承載著經(jīng)濟發(fā)展、社會進步和民族振興的歷史重任。煤礦安全工作是全國工業(yè)安全工作的重中之重。煤礦瓦斯治理與利用總體方案提出，全國煤礦瓦斯治理與利用工作的發(fā)展導向是：樹立“瓦斯事故可以預防和避免”、“瓦斯是資源和清潔能源”的意識，依靠科技進步，大力發(fā)展先進生產(chǎn)力，正確處理安全與生產(chǎn)的矛盾；通過瓦斯治理與利用，提高煤礦生產(chǎn)力水平，保護礦工生命，節(jié)約利用資源，保護生態(tài)環(huán)境；用嚴格的安全準入標準，逐步淘汰落后生產(chǎn)力，構建安全、高效、節(jié)能、環(huán)保的煤炭產(chǎn)業(yè)新秩序；用市場化原則調(diào)節(jié)國家、行業(yè)、

2、企業(yè)三者利益關系，形成煤炭生產(chǎn)良性循環(huán)機制，推動煤炭產(chǎn)業(yè)升級；努力建設本質(zhì)安全型煤礦，確保能源穩(wěn)定供應和煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。因此，我公司基于成熟的內(nèi)燃機技術，結合煤礦瓦斯的特點，對柴油發(fā)電機組加以改造而成。它由原來燃油改為燃燒瓦斯，發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，達到由機械能轉(zhuǎn)化為電能的目的。針對煤礦瓦斯?jié)舛炔环€(wěn)定、壓力波動大的特點，瓦斯發(fā)電機組在燃料供給系統(tǒng)中，采用先進的電子控制系統(tǒng)。首先，發(fā)電機組混合器腔內(nèi)的氧傳感器提供精確控制信號，通過步進電機控制空氣和瓦斯的流量，實現(xiàn)對空燃比的精確控制，即甲烷與氧氣的體積比為1：2。在機組運行過程中，甲烷的含量控制在516爆炸極限之間，電子點火后，甲烷在氣缸內(nèi)充

3、分爆炸做功，內(nèi)燃機活塞上下往復運動，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)電機轉(zhuǎn)子切割磁力線發(fā)出電能。這種技術使內(nèi)燃機無條件地適應了煤礦瓦斯的特點，解決了因瓦斯不穩(wěn)定而影響發(fā)電機組功率波動大的問題。采用瓦斯與空氣先混合，后增壓技術，調(diào)低燃比，配合新概念預燃室技術，利用局部點火能量相對優(yōu)勢，爾后放大點火能量，加快甲烷燃燒速度，降低發(fā)動機負荷，增加發(fā)動機功率，從而大大提高經(jīng)濟效益。這種利用預燃室、電子點火的貧燃技術加大了點火能量，保證了低熱值燃氣的正常點火，同時降低了排放，減少了環(huán)境污染。目錄1 瓦斯抽放技術11.1 抽放瓦斯的目的和意義11.2 瓦斯氣體的輸送11.2.1 濕式液位自控水封阻火技術21.2.2 瓦

4、斯細水霧滅火技術21.2.3 低濃度瓦斯安全輸送工藝技術31.2.4 瓦斯流量計算41.2.5 瓦斯輸送管道直徑計算41.2.6 管道上細水霧發(fā)生器安裝數(shù)量計算51.2.7 成霧水量計算51.2.8 安全輸送管道的基本規(guī)定51.2.9 輸送管道安全要求61.2.10 地面瓦斯排空71.3 控制系統(tǒng)82 瓦斯發(fā)電82.1 瓦斯發(fā)電的技術難點92.2 煤礦瓦斯發(fā)電關鍵技術102.2.1 等真空度膜片混合技術102.2.2 文丘里電控混合器混合技術102.2.3 雙蝶門混合器電控技術102.2.4 瓦斯低壓進氣混合技術102.2.5 低壓大流量先導調(diào)壓控制技術112.2.6 tem 電子管理技術11

5、2.2.7 瓦斯阻火技術112.3 煤礦低濃度瓦斯發(fā)電技術112.3.1 低濃度瓦斯發(fā)電條件112.3.2 瓦斯發(fā)電機組主要技術特點112.3.3 低濃度瓦斯發(fā)電技術的安全性133 燃氣發(fā)動機組對燃氣的要求153.1 機組對煤礦瓦斯的要求153.2 機組對沼氣的要求153.3 機組對天然氣的要求153.4 機組對焦爐煤氣的要求163.5 機組對發(fā)生爐煤氣的要求163.6 機組對秸稈氣的要求163.7 機組對油母頁巖氣體的要求174 濟柴1100gf-wk2型瓦斯發(fā)電機組經(jīng)濟效益分析174.1 一般參數(shù)174.2 單臺瓦斯發(fā)電機組運行經(jīng)濟效益分析184.3 結論195 煤礦瓦斯往復式內(nèi)燃機發(fā)電站

6、安全要求195.1 放散管195.2 瓦斯預處理區(qū)195.3 站址選擇195.4 瓦斯電站總平面布置要求205.5 瓦斯電站建（構）筑物防火及安全疏散205.6 發(fā)電機房通風225.7 瓦斯電站排煙225.8 電氣系統(tǒng)225.9 防雷、防靜電和接地235.10 噪聲235.11 消防235.12 通訊245.13 監(jiān)控245.14 標志246 運行安全要求256.1 組織機構與人員管理256.2 安全管理制度256.3 應急預案251 瓦斯抽放技術1.1 抽放瓦斯的目的和意義煤礦瓦斯是指儲集在煤層中的一種非常規(guī)天然氣(其主要成分是甲烷)，是在煤礦采煤過程中自動散發(fā)出來的一種有害氣體，無色、無味

7、、易燃、易爆。當空氣中甲烷的體積分數(shù)達到5%16%時，遇明火就會發(fā)生爆炸。瓦斯是煤礦的“安全殺手”，但同時瓦斯也是一種潔凈能源，有較高的利用價值，被稱為“第二煤炭資源”。為了減少和解除礦井瓦斯對煤礦安全生產(chǎn)的威脅，利用機械設備和專用管道造成的負壓，將煤層中存在或釋放出的瓦斯抽出來，輸送到地面或其他安全地點的做法，叫做瓦斯抽放。簡單說來，抽放瓦斯的目的就是為了減少和消除瓦斯威脅，保證煤礦生產(chǎn)安全。其重要意義主要有以下3點。1） 抽放瓦斯可以減少開采時的瓦斯涌出量，從而可減少瓦斯隱患和各種瓦斯事故，是保證安全生產(chǎn)的一項預防性措施。2） 抽放瓦斯可以減少通風負擔降低通風費用；還能夠解決通風難以解決的

8、難題。3） 煤層中的瓦斯同煤炭一樣是一種地下資源，將瓦斯抽出來送到地面作為原料和燃料加以利用，“變害為利”、“變廢為寶”，可以收到節(jié)約煤炭、保護環(huán)境的效果和可觀的經(jīng)濟效益。1.2 瓦斯氣體的輸送正常情況下，濃度較高的瓦斯在抽放和輸送過程中，一般不會發(fā)生爆炸事故。但當井下抽放系統(tǒng)被破壞、管路積水堵塞或損壞進氧，管內(nèi)瓦斯?jié)舛冉档蜁r，遇有火源即可能導致瓦斯爆炸，也可能由于突然停泵、機械故障抽放失?；虻孛娣趴展苁芾讚羝鸹鸲l(fā)生回氣、燃爆等事故。因此，煤礦瓦斯治理與利用總體方案規(guī)定，干式抽放瓦斯機吸氣側(cè)管路系統(tǒng)中，必須裝設“三防裝置”，并定期檢查，保持性能良好。目前通常采用的三防裝置按其結構大致分為：水

9、封式（如圖1所示）、銅網(wǎng)式（圖2所圖1、 水封式防爆炸防回火裝置1- 進氣管；2- 箱體；3- 排氣管；4- 注水管；5- 水；6- 安全蓋（膠皮板制作）；7- 放水口；8 - 玻璃管水位表；示）、板片式、卵石式和多能式等幾種型式。圖2、 銅網(wǎng)式防爆炸防回火裝置1- 擋圈；2- 銅絲網(wǎng)；3- 活法蘭盤接頭；1.2.1 濕式液位自控水封阻火技術水位自控水封阻火的基本原理是，當火焰通過水層時，火焰與水接觸，能量被水吸收，化學反應的自由基減少并消除。水位自控水封阻火防爆器采用雷達監(jiān)測水位和計算機自動控制，當水位低于設定下限時自動補水，當水位高于設定上限時自動放水，從而維持水位在設定的安全高度，保證阻

10、火防爆器可靠工作。水位自控水封阻火防爆器構成如圖1所示。水位自控水封阻火防爆器主要用于低濃度瓦斯輸送。1.2.2 瓦斯細水霧滅火技術1) 細水霧滅火機理如下：冷卻。細水霧顆粒直徑越小，相對表面積越大，受熱后更容易汽化。在汽化過程中，從燃燒區(qū)吸收大量的熱量，使燃燒區(qū)溫度迅速降低，當溫度降至燃燒f臨界值以下時，熱分解中斷，燃燒隨即終止。稀釋。火焰進入細水霧后，細水霧迅速蒸發(fā)形成蒸汽，由液相變?yōu)闅庀?，氣體急劇膨脹，比表面積膨脹約1760倍，最大限度地使燃燒反應分子在空間上距離拉大，抑制火焰?zhèn)鞑?。細水霧有3種形成方法，一種是高壓水在噴嘴處形成旋轉(zhuǎn)流，噴出后擴散，形成水霧；另一種是水由高壓空氣進行引流混

11、合，噴出后膨脹形成水霧；第三種方法采用高壓水流噴出后高速碰撞硬壁，濺射形成細水霧。方法一在高速氣流下容易產(chǎn)生無霧通道，影響阻火滅火效果；方法二不適合于低濃度瓦斯輸送應用場合；利用方法三設計制造的水霧發(fā)生器經(jīng)試驗，阻火滅火效果非常理想。按照上述技術方案制造的細水霧發(fā)生器，利用其管道連接法蘭連接在瓦斯輸送管道上，每隔一定距離安裝一個細水霧發(fā)生器，向其進水口提供高壓水，其腔體內(nèi)及附近管道內(nèi)即充滿了細水霧。瓦斯由輸送管道的始端流向末端，在流通過程中混合了一定量的細水霧，瓦斯不易燃燒或爆炸。如果輸送末端發(fā)生回火或爆炸，每一個細水霧發(fā)生器相當于一個阻火器，能防止沿管道逆向蔓延，解決了煤礦瓦斯長距離安全輸送

12、的技術難題。2) 水霧發(fā)生器的一般規(guī)定a、輸送裝置用水水質(zhì)應為軟化水并循環(huán)使用，碳酸鈣含量應小于150mg/l，懸浮物小于5 mg/l。b、水霧發(fā)生器入口處水壓宜在0.8mpa1.2mpa之間。水泵應按一級負荷要求供電，要設置供水能力與主水泵相同的備用水泵，并要求在主水泵出現(xiàn)故障時備用水泵能自動投入正常運行。c、瓦斯輸送管道安裝應向下往回水池傾斜，斜度不小于1：0.01。d、輸送裝置瓦斯入口壓力應不大于20kpa，出口壓力應不小于3kpa。輸送裝置水霧覆蓋段管道壓力降應不大于1kpa/100m。e、瓦斯輸送管道上水霧發(fā)生器設置間隔應不超過20m，若瓦斯輸送管道長度不足20m，則應至少設置一個水

13、霧發(fā)生器。f、輸送裝置在寒冷地區(qū)使用時，應采取防凍措施。g、瓦斯泵站瓦斯出口與濕式阻火泄爆裝置之間的管道距離l1應不超過10m,配套瓦斯發(fā)電機組時，脫水器與瓦斯發(fā)電機組之間的管道距離l2不超過20m。1.2.3 低濃度瓦斯安全輸送工藝技術低濃度瓦斯安全輸送技術工藝流程概括起來就是：“3+41”的技術有機組合，“3”就是3種防火、阻火技術結合，來提高安全可靠性，即細水霧阻火、金屬波紋帶阻火和雷達控制水位的水封卸爆阻火技術的串聯(lián)。第一個“1”是指在輸送管道的末端設置了一級脫水器，第二個“1”是指細水霧供水系統(tǒng)，第三個“1”是指在整個系統(tǒng)中，設置了一套瓦斯輸送壓力控制機構，限定瓦斯最高壓力，第四個“

14、1”是整個輸送系統(tǒng)中設置了一臺煤礦瓦斯細水霧輸送電子管理系統(tǒng)。來自瓦斯泵站的瓦斯首先進入水位自控水封阻火防爆器，再經(jīng)過金屬波紋帶瓦斯管道阻火器，從根本上保證了系統(tǒng)的安全可靠。如果瓦斯輸送量超過發(fā)電利用量，瓦斯安全放散器可以自動打開，將富余的瓦斯排空。煤礦瓦斯進入細水霧管道后，細水霧與瓦斯全程連續(xù)混合輸送。水霧發(fā)生器根據(jù)瓦斯輸送量進行設計選型，在輸送管道上等距離安裝。輸送管道要保證一定斜度，便于細水霧凝結回流。細水霧與瓦斯混合物經(jīng)末端水封阻火防爆器進入瓦斯發(fā)電站。在輸送末端設置瓦斯壓力、溫度、流量及濃度測量點，此參數(shù)由計算機統(tǒng)一監(jiān)控。每臺瓦斯發(fā)電機組配套一組旋風脫水和重力脫水裝置，脫水后的瓦斯再

15、經(jīng)一道瓦斯管道阻火器供瓦斯發(fā)電機組發(fā)電。細水霧輸送系統(tǒng)所需要的水可循環(huán)使用。1.2.4 瓦斯流量計算根據(jù)抽放瓦斯的濃度、流量及擬建設瓦斯電站與抽放站的測繪距離，并結合抽放瓦斯流量、濃度變化趨勢，計算確定輸送裝置的輸送管道直徑和成霧水量。根據(jù)煤礦瓦斯泵站瓦斯現(xiàn)有抽采濃度和抽采量，確定瓦斯輸送量。 v=k0v式中：v工作狀態(tài)下的瓦斯輸送體積流量，單位為立方米每小時（m3/h）；v煤礦瓦斯抽采體積流量，單位為立方米每小時（m3/h）；k0調(diào)整系數(shù)，一般取值0.81.2。說明：當抽放瓦斯?jié)舛?、流量變大時，k0取較大值；反之，k0取較小值1.2.5 瓦斯輸送管道直徑計算根據(jù)瓦斯輸送量計算瓦斯輸送管道直徑

16、，以管道內(nèi)瓦斯流速不超過15m/s為計算依據(jù)。按體積流量計算管徑：d=18.8v式中：d管道內(nèi)經(jīng)，單位為毫米（mm）；v工作狀態(tài)下的瓦斯體積流量，單位為立方米每小時（m3/h）；工作狀態(tài)下的流速，單位為米每秒（m/s）。工作狀態(tài)下的體積流量可由標準狀態(tài)（0，絕對壓力101.325kpa）下的體積流量換算而得：v=式中：v0標準狀態(tài)下的瓦斯體積流量，單位為立方米每小時（m3/h）；t瓦斯工作溫度，單位為攝氏度（）；p瓦斯絕對工作壓力，單位為兆帕（mpa）。1） 冷卻塔水管管徑計算 m=14d2vm需要冷卻的水量；d管徑；v流速，取2m/s。每臺500kw的機組需要的冷卻水量為50m3/h。每臺1

17、000kw的機組需要的冷卻水量為100m3/h。2） 常用機組的計算500kw機組的熱耗值為11mj/kwh，1nm3瓦斯的熱值約為35.2 mj，由此可以計算出500kw的機組需要瓦斯的流量v為156.25nm3/ha%（濃度）；15m/s一般取值為10左右。1000kw機組的熱耗值為10mj/kwh，1nm3瓦斯的熱值約為35.2 mj，由此可以計算出1000kw的機組需要瓦斯的流量v為284.1nm3/ha%（濃度）；15m/s一般取值為10左右。1.2.6 管道上細水霧發(fā)生器安裝數(shù)量計算細水霧發(fā)生器安裝數(shù)量由瓦斯電站與抽放站之間的距離決定。 m=l20+1式中：m細水霧發(fā)生器數(shù)量；l輸

18、送裝置水霧覆蓋段長度。1.2.7 成霧水量計算成霧水量由瓦斯輸送流量和輸送距離決定，一般要求在瓦斯輸送管道內(nèi)單位容積水量為12l/（m3min）18l/（m3min）。1） 水霧發(fā)生器設計流量： 式中：qj水霧發(fā)生器設計流量，單位為升每分鐘（l/min）；n水霧噴頭的數(shù)量；qi水霧噴頭的流量，單位為升每分鐘（l/min）。2） 水循環(huán)裝置水池蓄水量：w式中：w水池儲水量，單位為升（l）；n0水霧發(fā)生器數(shù)量。1.2.8 安全輸送管道的基本規(guī)定1） 煤礦低濃度瓦斯管道輸送安全保障系統(tǒng)設計時應遵循“阻火泄爆、抑爆阻爆、多級防護、確保安全”的基本原則。2） 在煤礦低濃度瓦斯管道輸送系統(tǒng)中靠近可能的火源

19、點（發(fā)電機組、地面排空管口、自然和易自燃煤層采空區(qū)抽瓦斯管入口等）附近管道上，應安設安全保障設施，確保管道輸送安全。3） 發(fā)電用瓦斯管道輸送系統(tǒng)中宜安設防逆流裝置，防止抽采泵突然停泵而出現(xiàn)回流。4） 低濃度瓦斯管道輸送系統(tǒng)不得設置緩沖罐。5） 加壓設備應選擇濕式壓縮機。6） 抽采設備應選擇濕式抽采泵。7） 正壓輸送時，輸送壓力不宜超過20kpa。8） 脫水器內(nèi)應無機械運動零部件和電器部件。9） 在管道輸送系統(tǒng)中應設置安全監(jiān)測控制設施。安全檢測控制設施除應符合mt209的有關規(guī)定外，還應具有以下功能：a、瓦斯管道輸送安全保障設施的的狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測、顯示及報警；b、在發(fā)生瓦斯燃燒或爆炸時，檢測控制設

20、施應能控制安全保障設備快速啟動，將瓦斯燃燒或爆炸控制在一定范圍內(nèi)。10） 安設在瓦斯輸送管道上的所有安全設施應符合各自產(chǎn)品的通用技術條件。11） 安全保障設施安設段管道及附件應能承受正壓2.5mpa的壓力，其他管道及附件應能承受正壓1.0mpa、負壓0.097 mpa的壓力。安全保障設施安設段管道宜選用金屬管道，當選用非金屬管道時，其管材還應符合aq1071的有關規(guī)定。1.2.9 輸送管道安全要求1） 瓦斯發(fā)電用低濃度瓦斯管道輸送安全保障設施應安設阻火泄爆、抑爆、阻爆三種不同原理的阻火防爆裝置。阻火泄爆裝置應選擇水封阻火泄爆裝置，抑爆裝置可選擇自動噴粉抑爆裝置、細水霧輸送抑爆裝置和汽水兩相流輸

21、送抑爆裝置中的一種，阻爆裝置應選擇自動阻爆裝置。2） 安全保障設施安設段火焰?zhèn)鞲衅髦磷詣幼璞b置之間的管道，安全保障設施的安裝順序應為：第一級阻火泄爆裝置，第二級抑爆裝置，第三級阻爆裝置。3） 監(jiān)控用火焰、壓力傳感器安裝在支管上脫水器的兩側(cè)，火焰?zhèn)鞲衅魑挥诿撍髋c發(fā)電機組之間，距離脫水器2米至3米，壓力傳感器位于脫水器與分管之間，距離脫水1米至2米。4） 水封阻火泄爆裝置的安設位置距最遠端支管的距離（沿管道軸向距離）應小于30米。5） 水封阻火泄爆裝置應能自動控制水位，確保其有效阻火的水封高度。6） 抑爆裝置選用自動噴粉抑爆裝置是，其安設位置距離最近的火焰?zhèn)鞲衅鞯木嚯x（沿管道軸向）為40m50

22、m；選用細水霧輸送抑爆裝置或汽水兩相流輸送抑爆裝置時，其安裝始端距水封阻火泄爆裝置的距離不大于3m。7） 自動阻爆裝置距抑爆裝置末端的距離不大于10m。8） 安全保障設施任一裝置的運行參數(shù)不能滿足安全要求時，其安裝始端距水封阻火泄爆裝置的距離不大于3m。9） 安全保障設施安設段管道公稱內(nèi)徑不大于500mm。1.2.10 地面瓦斯排空1） 抽出的低濃度瓦斯不利用時，其地面排空管路應安設阻火泄爆、抑爆兩種不同原理的阻火防爆裝置。阻火泄爆裝置宜采用水封式阻火泄爆裝置，抑爆裝置宜采用自動噴粉抑爆裝置，其安設位置如圖所示。2） 自動噴粉抑爆裝置監(jiān)控用火焰?zhèn)鞲衅靼惭b在排空管上，距排空管出氣口的距離（沿管道

23、軸向）應小于5m。3） 自動噴粉抑爆裝置的安設位置距火焰?zhèn)鞲衅鞯木嚯x（沿管道軸向）30m60m。4） 易自燃、自燃煤層的井下踩空區(qū)低濃度瓦斯抽采，應在靠近抽采地點管道上安裝抑爆裝置。抑爆裝置宜采用自動噴粉抑爆裝置。5） 自動噴粉抑爆裝置的安設地點距最近的抽采瓦斯管口的距離（沿管道軸向）應小于100m。6） 自動噴粉抑爆裝置應至少安設一組，每組抑爆裝置需安設兩個噴粉罐，兩個噴粉罐之間的距離為50m。7） 抑爆裝置的火焰?zhèn)鞲衅鲬苍O在自動噴粉抑爆裝置與抽采管進氣口之間，距離抑爆裝置的距離（沿管道軸向）應大于50m。1.3 控制系統(tǒng)1） 控制系統(tǒng)除符合國家相關標準的規(guī)定外，還應具有下列功能：2） 輸

24、送裝置應設有自動控制、手動控制兩種控制方式；3） 實時顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)，并可再現(xiàn)歷史運行狀態(tài)；4） 監(jiān)控瓦斯壓力、瓦斯溫度、瓦斯流量、瓦斯?jié)舛?、水池水位、水霧發(fā)生器水壓、成霧水泵流量、濕式阻火泄爆裝置內(nèi)的水位及泄壓溢流閥工作狀態(tài)等參數(shù)，輸送裝置參數(shù)超限聲光報警并輸出控制信號，自動執(zhí)行相應操作；5） 能控制輸送裝置管道控制閥門的開啟與關閉；6） 主水泵出現(xiàn)故障時，備用水泵能自動投入正常運行。2 瓦斯發(fā)電我國煤層氣資源豐富，居世界第三，每年在采煤的同時排放130億m3以上的瓦斯，約折合標煤1 600萬t。過去除了供暖外，煤層氣沒有找到合理的利用手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯絕大部分排人大氣，花

25、去了費用，浪費了資源，污染了環(huán)境。開發(fā)利用煤礦瓦斯具有以下重要意義：1) 中國的常規(guī)石油、天然氣資源相對缺乏，20多年來，中國經(jīng)濟迅速發(fā)展，對能源的需求也越來越大，近年來，中國對國際能源市場的依賴程度日漸加大，中國要想保持經(jīng)濟持續(xù)快速的增長，有必要開發(fā)新的能源，改變原有不合理的能源結構；2) 開發(fā)利用煤礦瓦斯具有可觀的經(jīng)濟效益，現(xiàn)階段國內(nèi)外原油、天然氣、煤炭等常規(guī)能源的價格不斷攀升，而開發(fā)利用煤礦瓦斯可以伴隨著煤礦開采的工程進行，節(jié)約工程成本；3) 煤礦瓦斯是煤礦事故的罪魁禍首，國內(nèi)煤礦礦難70%8o%都是由瓦斯爆炸或突出引起，加大煤層瓦斯抽采可以減少礦道內(nèi)的瓦斯含量，有效預防事故發(fā)生；4)

26、煤礦瓦斯的主要成分是甲烷，是主要的溫室氣體之一，其對大氣臭氧造成的破壞是co2的22倍，如果對煤礦瓦斯進行開發(fā)利用，還可減少碳排放。伴隨著煤炭資源的勘探和開采，煤礦瓦斯作為伴生資源被大量發(fā)現(xiàn)。煤礦瓦斯按所含甲烷濃度分為四大類：一類是地面抽采煤層氣，甲烷濃度大于80%，主要用于民用、汽車燃料、發(fā)電等；二類是煤炭開采過程抽排出，甲烷濃度在30%至80%之間的瓦斯，稱為高濃度煤礦瓦斯，主要用于民用、化工、發(fā)電、燃燒等；三類是煤炭開采過程抽排出，甲烷濃度大于或等于3%且小于30%的，稱為低濃度瓦斯，目前小部分用于發(fā)電，大部分直接排空；四類是煤礦通風系統(tǒng)中排出的甲烷濃度低于1%的，稱為“通風瓦斯”，直接

27、放散。目前，乏風氧化發(fā)電技術研究還處于起步階段。2.1 瓦斯發(fā)電的技術難點不同的發(fā)電設備其系統(tǒng)構成和技術難點是不一樣的，以燃氣內(nèi)燃機作為煤礦瓦斯發(fā)電設備需要解決以下技術難點。對于體積分數(shù)大于30%的高濃度煤礦瓦斯，一般采用建造儲氣柜來保存和緩沖瓦斯供給，從而使供給機組的瓦斯壓力和濃度波動較小，對發(fā)動機穩(wěn)定運行非常有利，但發(fā)動機如果不能實現(xiàn)閉環(huán)控制，當瓦斯?jié)舛茸兓瘯r會導致機組功率的大幅變化，瓦斯突變超過發(fā)動機允許的范圍將會出現(xiàn)爆震，造成燒蝕活塞、拉缸、連桿斷裂等惡性事故。有的用戶不具備建儲氣柜條件，就會給機組運行帶來新的問題，一是到機組的瓦斯?jié)舛韧蛔兯俣瓤?，需要機組快速調(diào)節(jié)；二是機組快速調(diào)節(jié)又將

28、引起瓦斯壓力升高，破壞其調(diào)節(jié)作用，因此需要對機組供氣壓力進行調(diào)節(jié)，壓力高時通過排空管進行排空或通過變頻增壓泵進行壓力控制。對于體積分數(shù)在6%30%的煤礦瓦斯，由于瓦斯?jié)舛鹊淖兓锌赡茉斐赏咚節(jié)舛扰R界爆炸極限范圍內(nèi)，因此必須采取可靠的阻火措施，保證發(fā)動機回火不會造成火焰在管網(wǎng)中傳播。另外，瓦斯?jié)舛群蛪毫Φ淖兓瘜杖急鹊挠绊懜?，為保證發(fā)動機可靠運行，機組對瓦斯壓力的控制精度要求更高。歸納起來就是一要“技術安全”，二要“適應不同地區(qū)不同時間的瓦斯?jié)舛鹊淖兓?，三要“適應壓力的變化”。2.2 煤礦瓦斯發(fā)電關鍵技術煤礦瓦斯發(fā)電關鍵技術可以概括為瓦斯混合、自動控制、安全阻火三大類，細分為以下幾項。2.2

29、.1 等真空度膜片混合技術主要用于甲烷體積分數(shù)大于75%的煤層氣，調(diào)整混合器燃氣供氣壓力和節(jié)流調(diào)節(jié)閥的開度，可以實現(xiàn)空燃比隨功率變化的匹配特性，低負荷空燃比小，高負荷空燃比大。該技術無法自動適應瓦斯?jié)舛鹊淖兓捎诘孛骈_發(fā)的煤層氣成分非常穩(wěn)定，隨時間的變化非常緩慢，相當于天然氣，因此，這種混合器能滿足高濃度煤層氣應用場合。2.2.2 文丘里電控混合器混合技術文丘里電控混合器采用文丘里管原理，利用空氣在文丘里管流動產(chǎn)生一個負壓力，使瓦斯從側(cè)通道進入混合器進行混合。當瓦斯?jié)舛茸兓瘯r，控制系統(tǒng)自動進行控制，調(diào)整混合器瓦斯通道的開度，從而使混合氣濃度保持穩(wěn)定。這種混合器可以適應體積分數(shù)為30%55%

30、和45%75%的瓦斯混合需要。2.2.3 雙蝶門混合器電控技術對于低濃度瓦斯，如果體積分數(shù)為25%，空氣與瓦斯混合的體積比大約為3：1，如果瓦斯體積分數(shù)降為1o，那么空氣與瓦斯混合的體積比大約為9：1。因此，常規(guī)的混合器無法滿足低濃度瓦斯混合的需要。空氣通道和燃氣通道分別經(jīng)過電動控制的蝶閥來調(diào)節(jié)流量，瓦斯?jié)舛仍黾訒r，tem 控制系統(tǒng)進行閉環(huán)控制，減小瓦斯通道的開度或加大空氣通道的開度，使空燃混合體積比加大，從而使混合氣的濃度保持不變。這種混合器工作范圍寬，可以用于體積分數(shù)為6%3o%的瓦斯混合。2.2.4 瓦斯低壓進氣混合技術天然氣與地面開發(fā)的煤層氣壓力和濃度都比較高，因此可以采用增壓后混合方

31、式。礦井抽排瓦斯壓力一般在10kpa，體積分數(shù)多在1o %55%，比較適合于空氣與瓦斯增壓前預混合，混合器前瓦斯壓力為0就可滿足要求，因此機組供氣壓力只需3kpa5kpa就能正常運行，提高了投資經(jīng)濟性。通過廢氣渦輪增壓器，利用發(fā)動機排氣余熱將混合后的瓦斯和空氣同時增壓。增壓后的混合氣壓力一般在010mpa(表壓)以下，溫度在120 以下，距ch4自燃著火溫度650 很遠。增壓器以每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，氣流高速運動，即使在增壓器內(nèi)由于機械原因“打火”，也會因強烈的氣流流動導致火星熄滅，不會引起混合氣爆炸。實踐證明，瓦斯與空氣先混合后增壓在安全方面是可靠的，實現(xiàn)了直接應用煤礦抽放瓦斯發(fā)電的目的。

32、2.2.5 低壓大流量先導調(diào)壓控制技術在通道節(jié)流面積一定的情況下，流量近似與壓力差的12次方成正比?？諝膺M氣壓力為0，需要瓦斯進口壓力也為0，而雙蝶門混合器后的壓力為0kpa2kpa負壓，如果調(diào)壓閥的出口壓力變化05kpa，那么意味著瓦斯流量變化一倍。因此，低濃度瓦斯發(fā)動機要求調(diào)壓閥調(diào)壓精度高，普通的單級調(diào)壓閥無法滿足使用要求。低壓大流量先導調(diào)壓閥采用導閥對調(diào)壓閥出口進行放大，形成控制氣壓加到主閥的調(diào)壓腔，使調(diào)壓閥實現(xiàn)精細調(diào)整。2.2.6 tem 電子管理技術全電子管理系統(tǒng)簡稱tem 系統(tǒng)。它主要實現(xiàn)了計算機數(shù)據(jù)采集、控制、顯示、報警保護、通信、數(shù)據(jù)記錄保存和打印功能。采集的數(shù)據(jù)有4類：發(fā)動機

33、運行的缸溫、排溫、油壓、油溫、轉(zhuǎn)速、水溫；機組輸出的電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)；混合器空氣通道和瓦斯通道開度；電站瓦斯壓力和濃度。計算機根據(jù)發(fā)動機的功率、轉(zhuǎn)速和缸溫的變化自動發(fā)出調(diào)整信號，使混合器控制電機轉(zhuǎn)動，以此來調(diào)整混合器空氣通道和瓦斯通道的開度，實現(xiàn)混合氣的濃度保持不變。2.2.7 瓦斯阻火技術瓦斯管道阻火器的原理。當火焰通過金屬板狹窄通道時，由于火焰表面的化學反應放熱與散熱條件不匹配，使火焰熄滅?；鹧嬉砸欢ㄋ俣冗M入金屬板狹縫時，火焰靠近狹縫冷壁處，作為化學反應活化中心的自由基和自由原子與冷壁相碰撞放出能量，這相當于反應區(qū)的熱量流向冷壁邊界，從而當火焰面達到一定距離時，開始形成熄

34、火層，隨著火焰面的運動，熄火層厚度不斷增大，以至自由基進入熄火層內(nèi)就復合成分子并放出能量，自由基越來越少直到?jīng)]有，火焰熄滅。2.3 煤礦低濃度瓦斯發(fā)電技術2.3.1 低濃度瓦斯發(fā)電條件低濃度瓦斯發(fā)電必須解決兩個問題：一是發(fā)電機組要適應瓦斯?jié)舛群蛪毫Φ淖兓?；二是要有安全的瓦斯輸送系統(tǒng)，保證安全發(fā)電。2.3.2 瓦斯發(fā)電機組主要技術特點1） 空燃比自動調(diào)節(jié)技術通過計算機實現(xiàn)發(fā)動機空燃比閉環(huán)控制，對于低濃度瓦斯，設計大口徑瓦斯進氣通道。瓦斯與空氣分別由電動蝶門進行控制。當ch4的濃度變化時，發(fā)動機自動實時監(jiān)控燃燒狀況，由中央控制單元發(fā)出指令，執(zhí)行器調(diào)整燃氣通道，從而改變?nèi)細膺M氣量，達到自動調(diào)節(jié)混

35、合比的目的，使發(fā)動機空燃比始終保持在理想狀態(tài)，整個過程自動實現(xiàn)。無空燃比自動調(diào)節(jié)技術的機組理論上不能應用于瓦斯發(fā)電，實踐也證明沒有空燃比自動調(diào)節(jié)技術的機組國內(nèi)沒有成功使用的案例。2） 低壓進氣技術針對抽排瓦斯壓力低的特點，機組采用瓦斯與空氣先混合后增壓技術適應煤礦瓦斯壓力低的特點。該技術的應用，可實現(xiàn)直接應用煤礦抽排瓦斯發(fā)電的目的。瓦斯壓力到調(diào)壓閥前達到3kpa以上就可以達到使用條件，不需要增加加壓裝置，減少投資。未采用此技術的機組需要加壓裝置，增加了投資;同時低濃度瓦斯壓力升高時，爆炸極限迅速變寬，增加了安全隱患，消耗了電力，降低了發(fā)電效益。3） 稀薄燃燒技術通過合理匹配配氣系統(tǒng)，利用自主知

36、識產(chǎn)權的新概念燃燒室技術和缸溫控制技術，共同實現(xiàn)稀薄燃燒，降低熱負荷，提高了機組對燃氣的適應性和機組的熱效率，其動力性和可靠性大大提高。未采用此技術的機組，機組容易爆震，同時對燃氣的潮濕性較為敏感，表現(xiàn)為點火困難或點火不連續(xù)，直接影響機組運行的可靠性。4） 防回火技術 公司針對低濃度瓦斯的特點，研制了金屬波紋帶瓦斯管道專用的阻火器，用于發(fā)動機的三處阻火點，防止發(fā)動機回火。此專用阻火器通過了國家消防總局的批準。5） 數(shù)字點火技術該技術為勝利動力機械有限公司專利技術，點火系統(tǒng)與美國altronic公司的產(chǎn)品配套使用，通過在世界范圍內(nèi)的使用證明：該系統(tǒng)具有較高的可靠性，尤其適用于大功率機組，保證燃氣

37、燃燒充分，機組可靠運行。此點火系統(tǒng)尤其適合多缸機型，使每個氣缸都能在最佳狀態(tài)工作，發(fā)揮機器的最佳性能。6） 電子調(diào)速技術選用美國woodward電調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是當前世界最先進的大功率調(diào)速系統(tǒng)，經(jīng)過20多年燃氣機研發(fā)經(jīng)驗和國內(nèi)外機組的使用驗證，該調(diào)速系統(tǒng)的使用性能優(yōu)越，具有高穩(wěn)定性和反應快速等優(yōu)點，適合多臺機組并車或并網(wǎng)時使用，可達到精確的速度控制，使機組調(diào)速率穩(wěn)定。7） tem(工控計算機)技術利用tem（工控計算機）系統(tǒng)對瓦斯?jié)舛?、發(fā)動機缸溫、排溫、混合器轉(zhuǎn)角、監(jiān)控儀測量參數(shù)、電量參數(shù)進行采集記錄與故障報警，并能自動調(diào)節(jié)混合器控制閥開度，使機組始終處于最佳工作狀態(tài)。進氣總管裝甲烷傳感器，符

38、合煤礦防爆要求。tem系統(tǒng)還可以根據(jù)用戶的需要實現(xiàn)信息遠傳和遠程監(jiān)控。2.3.3 低濃度瓦斯發(fā)電技術的安全性1） 機組本身的安全性500gf1-3瓦斯發(fā)電機組在設計時充分體現(xiàn)了最初的設計原則，充分考慮瓦斯氣體的易燃、易爆性，尤其低濃度瓦斯。機組本身具有多種安全保護裝置：短路保護：利用主回路低壓斷路器的延時脫扣器做短路保護電器，動作電流整定8-10倍額定電流。過電流保護：利用機組上的過流繼電器檢測過流信號，按照發(fā)電機額定電流的1.25倍整定。欠壓保護：在主回路低壓斷路器裝設失壓脫扣器，當發(fā)電機電壓低于50%60%額定電壓時，使主斷路器分閘。逆功率保護：采用反時限逆功率保護機組，并聯(lián)運行時發(fā)生5%

39、-15%額定功率的逆功率時，10s內(nèi)逆功率保護裝置使主斷路器分閘。發(fā)電機熱保護：定子溫度超過145，發(fā)出聲光預告報警信號，超過155使主斷路器分閘。tem保護系統(tǒng)：交流電流表、電壓表、功率表、功率因數(shù)表、頻率表、電能表、轉(zhuǎn)速表、運行時間累計表及相應配套的電流互感器、電壓互感器、測量轉(zhuǎn)換開關；燃氣機的進口氣壓、水溫及排煙溫度、油溫、機油壓力、缸溫、同期測量儀表及同期控制設備、運行狀態(tài)預告、故障報警信號、水溫、油溫過高報警。發(fā)動機的狀態(tài)信號：潤滑油壓過低、超轉(zhuǎn)速故障報警并停車。2） 低濃度瓦斯輸送系統(tǒng)的安全性 細水霧輸送系統(tǒng)流程瓦斯經(jīng)過水位自控式水封阻火器和金屬波紋帶瓦斯管道專用阻火器，進入瓦斯輸

40、送管道。與瓦斯輸送管道并行的輸水管內(nèi)的水由水泵加壓，通過水霧發(fā)生器在瓦斯輸送管道內(nèi)連續(xù)成霧。細水霧與瓦斯在管道內(nèi)混合輸送。細水霧凝結,經(jīng)脫水器脫水后循環(huán)使用。 濕式水位自控組火器阻火器由雷達液位計、水封阻火罐、水位自動監(jiān)控系統(tǒng)、工控機等部分組成，實現(xiàn)水封阻火罐水面的全自動監(jiān)控。雷達液位計測量水封水位，并將信號傳給監(jiān)控系統(tǒng)；水位監(jiān)控系統(tǒng)判斷水位高低，按程序設定適時放水或加水。工控機用于實現(xiàn)水封阻火罐的模擬控制及參數(shù)的設置。 金屬波紋帶瓦斯管道專用阻火器在瓦斯輸送管道上裝有瓦斯專用阻火器，能夠有效阻止管道內(nèi)火焰的傳播，保證瓦斯輸送安全可靠。阻火原理是基于火焰冷壁淬熄現(xiàn)象,火焰以一定速度進入阻火芯狹

41、縫時，反應活化中心的自由基和自由原子與冷壁相碰撞放出其能量，反應區(qū)的熱量流向冷壁邊界?；鹧婷孢_到一定距離時，開始形成熄火層，自由基越來越少直到?jīng)]有，火焰熄滅。 細水霧滅火技術在瓦斯輸送過程中，細水霧與瓦斯混合均勻，并以一定的速度流動，長期、連續(xù)地形成細水霧。其滅火機理是：細水霧在汽化的過程中，從燃燒物表面吸收大量的熱量，從而使燃燒周圍溫度迅速降低，當溫度降至燃燒臨界值以下時，熱分解中斷，燃燒隨即終止。細水霧在輸送過程中，可以防止因靜電而產(chǎn)生電火花，引起火焰?zhèn)鞑ァ?循環(huán)脫水技術脫水器由旋風脫水和重力脫水串聯(lián)實現(xiàn)，設置在瓦斯發(fā)電機組前端，每臺發(fā)電機組分別配備一套脫水器。旋風和重力脫水裝置上分別設置

42、彈簧自復位式防爆門，出廠時彈簧開啟壓力設置完成。脫水器脫出來的水由水泵加壓循環(huán)使用。 瓦斯輸送系統(tǒng)壓力控制技術為保證煤礦水環(huán)真空泵的安全運行和整個輸送系統(tǒng)工作在設定的壓力范圍內(nèi)，在輸送系統(tǒng)的主管道上設置一個瓦斯安全放散器。當輸送系統(tǒng)管道壓力增高時，內(nèi)套水面下降，外套水面上升；當內(nèi)套水面下降到露出內(nèi)套下沿時，瓦斯便通過水溢出排空。系統(tǒng)壓力可通過改變放散器內(nèi)的水量來調(diào)整。通過液位變送器可實現(xiàn)計算機遠程控制。瓦斯的排空是通過水而放散到空中的，因此放散器能夠?qū)⑼獠靠赡艽嬖诘幕鹪磁c系統(tǒng)內(nèi)瓦斯隔離，實現(xiàn)安全放散。 細水霧輸送監(jiān)控技術通過采集細水霧輸送的相關參數(shù)，實現(xiàn)運行參數(shù)實時顯示，對超限參數(shù)進行報警，并

43、自動控制輸送系統(tǒng)執(zhí)行相關操作，有效的保證輸送系統(tǒng)的安全可靠性，同時具有歷史數(shù)據(jù)存儲、查詢和打印功能。3 燃氣發(fā)動機組對燃氣的要求3.1 機組對煤礦瓦斯的要求1） 瓦斯溫度45。2） 瓦斯壓力3kpa10kpa，壓力變化速率1kpa/min。3） 瓦斯中甲烷體積含量不低于9%，甲烷濃度變化速率2%/min。4） 按理論混合比混合后，混合氣體的低熱值不低于3mj/nm3。5） 雜質(zhì)粒度5m，雜質(zhì)含量30mg/nm3。注意：燃氣體積的標準參比條件是大氣壓100kpa，環(huán)境溫度20，相對濕度30%。3.2 機組對沼氣的要求1） 沼氣溫度40。2） 沼氣壓力3kpa10kpa，壓力變化速率1kpa/mi

44、n。3） 沼氣中甲烷體積含量不低于45%，甲烷濃度變化速率2%/min。 甲烷體積含量30%45%的沼氣，應選配低濃度沼氣發(fā)動機。4） h2s200mg/nm3。5） nh320mg/nm3。6） 雜質(zhì)粒度5m，雜質(zhì)含量30mg/nm3。7） 沼氣中水分含量40g/nm3。3.3 機組對天然氣的要求1） 天然氣溫度40。2） 天然氣壓力100kpa300kpa（增壓機）或30kpa300kpa（非增壓機）。3） 天然氣中甲烷體積含量不低于70%，低熱值 32 mj/nm345 mj/nm3。4） h2s20mg/nm3，總硫含量480mg/nm3。5） 雜質(zhì)粒度5m，雜質(zhì)含量30mg/nm3。

45、6） 無游離水、輕質(zhì)油等。注意：油井伴生氣需先經(jīng)過輕質(zhì)油分離與脫水處理。若除掉輕質(zhì)油后甲烷體積含量低于70%，但低熱值達到32 mj/nm3以上，需提供氣體具體成分，徑廠家評審后對機組進行特殊配置。3.4 機組對焦爐煤氣的要求1） 焦爐煤氣溫度40。2） 焦爐煤氣壓力3kpa10kpa，壓力變化速率1kpa/min。3） 焦爐煤氣中h2體積含量60%。4） h2s200mg/nm3。5） nh320mg/nm3。6） 焦油含量mg/nm3。7） 雜質(zhì)粒度5m，雜質(zhì)含量30mg/nm3。8） 焦爐煤氣中水分含量40g/nm3。3.5 機組對發(fā)生爐煤氣的要求1） 發(fā)生爐煤氣溫度40。2） 發(fā)生爐煤

46、氣壓力3kpa10kpa，壓力變化速率1kpa/min。3） 發(fā)生爐煤氣中h2體積含量20%。4） h2s50mg/nm3。5） nh320mg/nm3。6） 焦油含量50mg/nm3。7） 雜質(zhì)粒度5m，雜質(zhì)含量30mg/nm3。8） 發(fā)生爐煤氣中水分含量40g/nm3。9） 氣體熱值4mj/nm3。3.6 機組對秸稈氣的要求1） 秸稈氣溫度40。2） 秸稈氣壓力3kpa10kpa，壓力變化速率1kpa/min。3） 秸稈氣中h2體積含量20%。4） h2s50mg/nm3。5） nh320mg/nm3。6） 焦油含量50mg/nm3。7） 雜質(zhì)粒度5m，雜質(zhì)含量30mg/nm3。8） 秸稈

47、氣中水分含量40g/nm3。9） 氣體熱值4mj/nm3。3.7 機組對油母頁巖氣體的要求1） 油母頁巖氣溫度40。2） 油母頁巖氣壓力3kpa10kpa，壓力變化速率1kpa/min。3） h2s50mg/nm3。4） nh320mg/nm3。5） 焦油含量50mg/nm3。6） 雜質(zhì)粒度5m，雜質(zhì)含量30mg/nm3。7） 油母頁巖氣中水分含量40g/nm3。8） 氣體熱值3.5mj/nm3。注意：（1） 以上數(shù)據(jù)在距離機組燃氣進氣調(diào)壓閥前1m內(nèi)測量有效。（2） 若氣源壓力過低，機組即使能正常啟動，也有可能達不到應有功率。（3） 用戶在選購機組前，應提供氣體成份、壓力，以便公司提供優(yōu)化、適

48、宜的產(chǎn)品。（4） 當燃氣成份超出規(guī)定的范圍時，用戶應與廠商溝通，根據(jù)氣體成份、燃氣處理工藝流程和燃氣處理設備等因數(shù)，最終核實是否可行。（5） 燃氣在使用前應經(jīng)過處理，如脫硫、過濾、氣體分離、穩(wěn)壓等，溫度過高還應采用冷卻器進行冷卻，確保燃氣中無液態(tài)成份。不同燃氣處理流程不同。（6） 若可燃氣體中含硫及氨成份較高，不僅會嚴重腐蝕火花塞電極，而且會使機油中酸值增加，腐蝕機組內(nèi)部零件，同時易于生成沉淀物，增加對發(fā)動機的腐蝕和磨損。4 濟柴1100gf-wk2型瓦斯發(fā)電機組經(jīng)濟效益分析4.1 一般參數(shù)機組運行時間：考慮到機組的正常保養(yǎng)及維護，機組運行時間每年按7200小時計算。機組運行功率：機組長期運行

49、功率以1000千瓦(機組在大氣壓力為100kpa，環(huán)境溫度25，空氣相對濕度30%，燃氣品質(zhì)符合相關規(guī)定時，能輸出額定功率。并能以額定功率方式連續(xù)工作12小時，以90%的額定功率長期運行。)。機 組 折 舊：一般機組大修周期大于30000小時，可經(jīng)過三次大修，使用年限按10年計算，折舊費用約20萬元每年。電 價：國家現(xiàn)行政策下，瓦斯發(fā)電機組上網(wǎng)電價為:0.38（基本上網(wǎng)電價）+0.25（國家財政補貼，需根據(jù)地區(qū)財政政策計算）=0.63元/ kw.h；結合煤礦實際電量使用情況，充分考慮電站發(fā)電自發(fā)自用，沖抵電費，電價可按照約0.5元/ kw.h計算4.2 單臺瓦斯發(fā)電機組運行經(jīng)濟效益分析單臺11

50、00gf-wk2型瓦斯發(fā)電機組長期運行功率按1000kw計算。機組熱耗率：10mj/ kw.h，折合成發(fā)電量計算，每標準方純瓦斯可發(fā)電3.33.5度電。在ch4含量100%工況下，單臺機組運行每小時消耗瓦斯量約303m3;年發(fā)電量：1000kw7200h720萬（kw.h）年發(fā)電產(chǎn)值：7200.5360萬元運行成本：可控制在55萬元內(nèi)。平均每千瓦時運行成本在0.075元左右。具體分析如下：設備折舊費用：折舊成本按20萬元/年。配件成本：主要是發(fā)動機的機油濾芯、空氣濾芯等，考慮到一些部件的損壞更換，從機組投產(chǎn)到報廢期間內(nèi)平均配件成本在5萬元/年。維修成本：機組使用過程中根據(jù)機組具體情況，包括中修

51、保養(yǎng)（1000012000小時中修一次，費用10萬元/臺次）、大修費用（2000025000小時大修一次，費用平均20萬元/臺次），平均維修成本為（1020）41012萬/年。維護成本：包括人員工資等。電站設站長1名，機組維護工6人，2人一班，實行8小時工作制；維修工2名，一機一電。共9人，平均年薪約3萬，電站每年維護成本約27萬，平均單臺成本按照電站容量計算，若電站由4臺機組組成，則單臺成本約為6.75萬元。機油成本：單臺機組全年機油成本約為6萬元。燃氣成本：主要為管道維護成本、凈化成本等，單臺機組可控制在2萬元內(nèi)。輔助設備維護及其他：燃氣輸送系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等輔助設備的維護及其他，

52、按2.5萬元計算。機組運行總成本為：205126.75622.5=54.25萬元。平均成本為：54.25萬元720萬千瓦時0.075元/kw.h單臺瓦斯發(fā)電機組年利潤：360萬元-54.25萬元=305.75萬元。另，電站可通過配套余熱回收裝置和cdm項目提取co2減排資金增加經(jīng)濟效益。余熱利用產(chǎn)值：機組配備余熱回收裝置，實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。每小時可產(chǎn)生約0.8噸的蒸汽（壓力為0.40.6mpa）；蒸汽價格按200元/噸計算，全年可節(jié)約蒸汽成本115.2萬元。4.3 結論通過該瓦斯發(fā)電項目的實施，有效的解決了煤礦瓦斯安全問題和瓦斯抽放對環(huán)境的污染，通過熱電聯(lián)產(chǎn)，發(fā)展了循環(huán)經(jīng)濟，提高了能源的綜合利用率

53、。發(fā)展以瓦斯發(fā)電為代表的綠色電力，符合國家鼓勵的產(chǎn)業(yè)政策，通過對資源的高效利用，為企業(yè)增加了效益，降低了生產(chǎn)成本，而且有利于環(huán)境保護，是立國利民、造福社會的綠色環(huán)保項目。電站采用濟南柴油機股份有限公司生產(chǎn)、代表國際先進水平的閉環(huán)電控系列瓦斯發(fā)電機組，能適應瓦斯?jié)舛茸兓?，具有高智能化、運行可靠、綜合效率高的優(yōu)點，對電站的穩(wěn)定運行提供了強有力的設備保證。5 煤礦瓦斯往復式內(nèi)燃機發(fā)電站安全要求以煤礦瓦斯為主要燃料的往復式內(nèi)燃機驅(qū)動交流工頻發(fā)電機組構成的發(fā)電站，以下簡稱“瓦斯電站”。5.1 放散管在瓦斯電站內(nèi)用于放散發(fā)電富余瓦斯并調(diào)節(jié)進入發(fā)電機組之前瓦斯壓力的管道。5.2 瓦斯預處理區(qū)在瓦斯電站內(nèi)進行

54、瓦斯過濾、除塵、脫水、冷卻處理及低濃度瓦斯輸送用水池等區(qū)域。5.3 站址選擇1) 瓦斯電站宜靠近瓦斯抽放泵房、瓦斯儲罐或礦井變電站（所），并符合國家煤礦安全規(guī)程及有關規(guī)定。2) 站址位置應具有良好的自然通風條件。3) 架空通信線路、架空電力線路不得跨越瓦斯電站。4) 站址應位于不受洪水、潮水和內(nèi)澇威脅的地帶，應避開壩或堤決潰后可能淹沒的地區(qū)。當不可避免時，必須具有可靠的防洪、排澇措施。5) 站址選擇應避開下列地段和地區(qū)：a、地震活動斷層帶和設防烈度高于9度的地震區(qū)；b、有滾石、泥石流、滑坡、流沙、沖溝、溶洞等地段；c、采動塌陷未穩(wěn)定區(qū)； d、級自重濕陷性黃土、高壓縮性的飽和黃土、類膨脹土等地區(qū)。6） 瓦斯電站內(nèi)瓦斯放散管、加壓機房、瓦斯儲罐、瓦斯預處理區(qū)等與站外建(構)筑物的防火距離應符合gb50016-2006、gb50028-2006的規(guī)定。5.4