【正文】 ： 燃?xì)廨啓C(jī)大修需返回制造廠修理，費(fèi)用大，維修周期長(zhǎng)，年平均維修費(fèi)用高。 燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)供 給的進(jìn)氣燃料指標(biāo)要求高，如壓力、濃度（＞ 32%）、清潔度高（低于 2mg/Nm3）等，需增設(shè)燃?xì)庠鰤貉b置和凈化裝置；機(jī)組冷卻水量大，需建設(shè)專用的冷卻水池，工程占地面積大。 由于燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行噪聲大，燃機(jī)發(fā)電廠房需采用高性能的隔聲結(jié)構(gòu)，建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求高。 燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)投資高。本工程采用低濃度瓦斯（ 20~30%），不適合燃?xì)廨啓C(jī)。 方案二：燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)熱電聯(lián)供 選用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)型低濃度發(fā)電機(jī)組。 ★優(yōu) 點(diǎn)： 低濃度瓦斯燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組采用電控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了空燃比閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)，提高了機(jī)組對(duì)可燃?xì)鉂舛茸兓倪m應(yīng) 能力，使可燃成份濃度在 9%～ 100%之間變動(dòng)都能被有效利用，適應(yīng)低壓力的燃?xì)猓槐卦鰤?，減少投資和提高有效發(fā)電量；對(duì)煤礦抽排瓦斯?jié)舛茸兓俺榕帕孔兓m應(yīng)性強(qiáng)，熱效率高，熱效率可達(dá) 3035％。 由于單機(jī)容量小，電站的調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，提高了供電的穩(wěn)定性。 機(jī)組安裝環(huán)境要求不高，機(jī)房結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，配套設(shè)施少，故工程建設(shè)周期短，占地面積小。 ◆缺 點(diǎn)： 單機(jī)功率小，不適合建大型電廠，但煤礦瓦斯氣量不是特別大，裝機(jī)容量一般幾臺(tái)到十幾臺(tái)機(jī)組，所以此缺點(diǎn)在煤礦瓦斯發(fā)電項(xiàng)目中不明顯。 通過(guò)對(duì)以上兩種方案進(jìn)行綜合比較，結(jié) 合 貴州永潤(rùn)煤業(yè)有限公司轎子山煤礦 實(shí)際情況，方案二適用于低濃度瓦斯發(fā)電，占地面積小，建設(shè)投資少，特別是現(xiàn)有瓦斯抽放濃度及抽排量的變化適合于所應(yīng)用的機(jī)組，加之采用單機(jī)容量中等的機(jī)群站具有調(diào)度靈活的特點(diǎn)。確定方案二是最佳且可行的方案。 相對(duì)國(guó)外燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的知名企業(yè)，國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品在性能方面和質(zhì)量方面已縮小了與國(guó)外先進(jìn)機(jī)組的差距，特別是大功率機(jī)組的各項(xiàng)性能已經(jīng)接近國(guó)外先進(jìn)機(jī)組的技術(shù)指標(biāo)。 表 1 國(guó)內(nèi)外代表性燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較 生產(chǎn)國(guó)家 項(xiàng) 目 中 國(guó) 美國(guó)（ CAT） 德國(guó) 規(guī)格 500GF 500GF 500GF 轉(zhuǎn)速（ r/min） 1000 1000 1000 設(shè)計(jì)功率（ kW） 500 500 500 輸出功率（ kW） 420～ 450 475 500 機(jī)組熱效率（ %） 3235 3336 3235 大修期（ h） 20210 20210 20210 機(jī)組投資（元 /kW） 2500左右 6000左右 5500左右 通過(guò)表 1可以看出國(guó)內(nèi)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的熱效率與國(guó)外發(fā)電機(jī)組熱效率相近，但投資成本遠(yuǎn)小于國(guó)外同類產(chǎn)品，售后服務(wù)也較國(guó)外成本低且方便及時(shí)。按性價(jià)比應(yīng)首選國(guó)內(nèi)機(jī)組。 目前，我國(guó)從事燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電設(shè)備研發(fā)和生產(chǎn)的大中型企業(yè)主要有勝利油田動(dòng)力機(jī)械有限公司、 淄博淄柴新能源有限公司 和濟(jì)南柴油機(jī)股份有限公司 ， 他們是我國(guó)目前從事燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組生產(chǎn)時(shí)間最早、規(guī)模最大、產(chǎn)品系列最全、聲譽(yù)最好，并最具代表性的三家企業(yè)。從這三家企業(yè)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀情況基本上可以反映出我國(guó)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組現(xiàn)狀整體水平。 （一）勝利油田動(dòng)力機(jī)械有限公司 勝利油田動(dòng)力機(jī)械有限公司擁有亞洲最長(zhǎng)、世界第二長(zhǎng)的可燃?xì)怏w燃燒試 驗(yàn)基地；建有產(chǎn)品試驗(yàn)中心，可模擬沼氣、瓦斯氣等可燃?xì)怏w進(jìn)行機(jī)組試驗(yàn)。在低濃度瓦斯發(fā)電技術(shù)方面， 2021年開(kāi)始研制開(kāi)發(fā)低濃度瓦斯發(fā) 電機(jī)組，2021年勝動(dòng)集團(tuán)的低濃度瓦斯水霧輸送技術(shù)和低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組通過(guò)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門(mén)的鑒定，并成功應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，成為國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際上最早突破低濃度安全輸送瓶頸并成功應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組生產(chǎn)廠家。 （二） 淄博淄柴新能源有限公司 淄博淄柴新能源有限公司隸屬于淄博柴油機(jī)總公司，是以綜合開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)氣、煤層氣等能源為主、為用戶提供可持續(xù)發(fā)展的個(gè)性 化能源系統(tǒng)、并通過(guò) CDM申報(bào)等策略，幫助用戶實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的新能源產(chǎn)業(yè)公司。 （三）濟(jì)南柴油機(jī)股份有限公司 濟(jì)南柴油機(jī)股份有限公司現(xiàn)為中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司下屬唯一非道路用中大功率發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)制造廠，其主導(dǎo)產(chǎn)品為船用和陸用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。在高濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組有多個(gè)煤業(yè)集團(tuán)有實(shí)際應(yīng)用，目前正在研制和開(kāi)發(fā)低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組。 轎子山煤礦 瓦斯抽排濃度為 26％左右，屬于低濃度瓦斯范圍，目前已有能夠滿足低濃度瓦斯發(fā)電的低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組。 淄博淄柴新能源有限公司生產(chǎn) 的 500GF1型低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品性能可靠，運(yùn)行穩(wěn)定， 2021年 12月經(jīng)過(guò)了國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)的鑒定，可以應(yīng)用于 9～ 25％濃度的瓦斯。因此 轎子山煤礦 瓦斯發(fā)電項(xiàng)目選用勝動(dòng)集團(tuán) 500GF1型低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組。 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組 500GF1型低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組由潤(rùn)滑系統(tǒng)；空氣過(guò)濾系統(tǒng)；點(diǎn)火系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)；排氣系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)組成。 全套裝置包括：燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、空氣過(guò)濾器、排氣消音器、機(jī)組輔助系統(tǒng)，燃?xì)庹{(diào)壓裝置、機(jī)組系統(tǒng)同期控制盤(pán)等裝置。 燃?xì)怆娬镜男?質(zhì)： 常用電站 控制和操作方式： 集中控制系統(tǒng) 發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)： 四沖程 進(jìn)氣方式： 增壓式 氣缸布置方式： 雙列 V型 瓦斯發(fā)電機(jī)組性能參數(shù) 500GF1型低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組有 500GF13RW型和 500GF13PWW型。500GF13RW型機(jī)組為開(kāi)式冷卻系統(tǒng)，采用冷卻塔系統(tǒng)冷卻，通過(guò)外循環(huán)水冷卻發(fā)電機(jī)組內(nèi)循環(huán)水，適合水源充足的電站； 500GF13PwW機(jī)組為閉式冷卻系統(tǒng)，采用多風(fēng)扇水箱冷卻系統(tǒng)，采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)扇冷卻發(fā)電機(jī)組內(nèi)循環(huán)水，適合水源緊缺的電站。 由于 轎子山煤礦 水源比 較充足，適合采用 500GF13RW型機(jī)組。 500GF13RW發(fā)電機(jī)組性能參數(shù)： 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組型號(hào)： 500GF13RW 燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)： W12V190ZLDK2C 發(fā)電機(jī)型號(hào)： 1FC64546LA42 控制屏： PCK1RB500 額定功率： 500kW 額定電壓： 400V 額定電流： 902A 額定頻率： 50Hz 額定因數(shù)（ COSΦ）： （滯后） 額定轉(zhuǎn)速： 1000r/min 調(diào)壓方式： 自動(dòng) 勵(lì)磁方式： 無(wú)刷 電壓調(diào)整率： 177。 5％（可調(diào)） 相數(shù)與 接法： 三相四線制 調(diào)速器型號(hào)： 2301A負(fù)荷分配及速度控制器 操縱方式： 近、遠(yuǎn)距離控制 冷卻方式： 強(qiáng)制水冷、換熱器換熱、開(kāi)式循環(huán) 啟動(dòng)方式： 24V 直流電啟動(dòng) 機(jī)油消耗率：（ g/kWh） ≤ 排氣溫度： ≤ 550℃ 發(fā)電機(jī)絕緣等級(jí)： F 外形尺寸： 5200 1970 2778mm 機(jī)組凈重量： 12500kg 500GF13RW型低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組針對(duì)瓦斯特點(diǎn)設(shè)計(jì)，采用數(shù)字點(diǎn)火技術(shù)、電控技術(shù)、增壓中冷、稀燃技術(shù)等多項(xiàng)國(guó)家專利技術(shù)和實(shí) 用新技術(shù)，很好地解決了燃燒控制、濃度變化等問(wèn)題。 煤礦瓦斯抽放過(guò)程中，瓦斯的壓力和 CH4濃度是在不斷變化的，瓦斯發(fā)電機(jī)組為適應(yīng)瓦斯的變化，具有以下技術(shù)特點(diǎn)： （一）空燃比自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù) 煤礦抽排瓦斯過(guò)程中濃度和壓力不穩(wěn)定 ,瓦斯發(fā)電機(jī)組采用電控混合技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)實(shí)時(shí)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?xì)馔ǖ?，從而改變?nèi)細(xì)夂涂諝獾倪M(jìn)氣量，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)混合比的目的，使發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比始終保持在理想狀態(tài)，整個(gè)調(diào)整過(guò)程自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。 瓦斯發(fā)電機(jī)組采用電子控制技術(shù)，通過(guò)閉環(huán)自動(dòng) 調(diào)節(jié)混合氣空燃比，顯著提高對(duì)燃?xì)鉂舛茸兓倪m應(yīng)能力，瓦斯?jié)舛仍?9%－ 100％之間變動(dòng)時(shí)，機(jī)組都能適應(yīng)。 （二）低壓進(jìn)氣技術(shù) 針對(duì)瓦斯壓力低的特點(diǎn)，該發(fā)電機(jī)組采用先混合后增壓技術(shù)設(shè)計(jì)使機(jī)組對(duì)燃?xì)獾膲毫σ筝^低，只需要燃?xì)膺M(jìn)氣壓力在機(jī)組調(diào)壓閥前達(dá)到 300mmH2O以上即可達(dá)到機(jī)組的使用條件，不需要增加加壓裝置，減少投資。未采用此技術(shù)的發(fā)電機(jī)組需要增加加壓裝置，這樣不僅增加了投資，同時(shí)也增加了機(jī)組故障點(diǎn)、安全隱患，并消耗了電力。 （三）稀燃技術(shù) 機(jī)組通過(guò)合理匹配配氣系統(tǒng)，調(diào)低空燃比 ,利用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新概 念燃燒室技術(shù)在局部形成點(diǎn)火能量相對(duì)優(yōu)勢(shì)，爾后實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)點(diǎn)火，增大了點(diǎn)火能量，提高燃?xì)馊紵俣龋瑢?shí)現(xiàn)了稀薄燃燒，降低了機(jī)組熱負(fù)荷，提高了機(jī)組對(duì)燃?xì)獾倪m應(yīng)性和機(jī)組的熱效率，其動(dòng)力性和可靠性大大提高。未采用此技術(shù)的機(jī)組，對(duì)燃?xì)獾某睗裥暂^為敏感，表現(xiàn)為點(diǎn)火困難或點(diǎn)火不連續(xù)。 （四）燃燒自動(dòng)控制技術(shù) 通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)，可將機(jī)組的排氣溫度控制在 550℃以下，顯著降低熱負(fù)荷，明顯提高機(jī)組運(yùn)行可靠性，特別是具有避免爆震發(fā)生的作用。 未采用此技術(shù)的機(jī)組一般是憑人的感官和經(jīng)驗(yàn)來(lái)調(diào)整機(jī)組運(yùn)行狀況，機(jī)組運(yùn)行時(shí)排氣溫度會(huì)超過(guò) 650℃ ，其關(guān)鍵部件的壽命大大降低，不能滿足機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行的要求。 （五）數(shù)字點(diǎn)火技術(shù) 該技術(shù)為 淄博淄柴新能源有限公司 專利技術(shù)，點(diǎn)火系統(tǒng)由 ECU、火花塞、高壓線、高壓點(diǎn)火線圈等部分構(gòu)成。 該技術(shù)由 ECU根據(jù)不同類型的燃?xì)鈾C(jī)，或燃?xì)鈾C(jī)的不同工況，從軟件上調(diào)整點(diǎn)火能量和點(diǎn)火時(shí)間，保證燃?xì)馊紵浞郑瑱C(jī)組可靠運(yùn)行。此點(diǎn)火系統(tǒng)尤其適合多缸機(jī)型，使每個(gè)氣缸都能在最佳狀態(tài)工作，發(fā)揮機(jī)器的最佳性能。 （六）增壓中冷技術(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)針對(duì)瓦斯的特性合理匹配增壓器和中冷器，增加了燃?xì)膺M(jìn)氣量，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)功率。與稀燃技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)燃?xì)?稀薄燃燒，減少燃?xì)夂笕寂c爆震傾向，降低熱負(fù)荷，改善排放，提高了燃?xì)鈾C(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性。 （七）電子調(diào)速技術(shù) 選用美國(guó) WOODWARD電調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是當(dāng)前世界最先進(jìn)的大功率調(diào)速系統(tǒng)，經(jīng)過(guò) 20多年燃?xì)鈾C(jī)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)外機(jī)組的使用驗(yàn)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(yīng)快速等優(yōu)點(diǎn)，適合多臺(tái)機(jī)組并車或并網(wǎng)時(shí)使用，可達(dá)到精確的速度控制，使機(jī)組調(diào)速率穩(wěn)定。 （八） TEM全電子控制技術(shù) 利用 TEM（全電子控制技術(shù)）系統(tǒng)對(duì)瓦斯?jié)舛?、發(fā)動(dòng)機(jī)缸溫、排溫、混合器轉(zhuǎn)角、監(jiān)控儀測(cè)量參數(shù)、電量參數(shù)進(jìn)行采集記錄與故 障報(bào)警，并能自動(dòng)調(diào)節(jié)混合器控制閥開(kāi)度，使機(jī)組始終處于最佳工作狀態(tài)。進(jìn)氣總管裝甲烷傳感器，符合煤礦防爆要求。 （九）防回火技術(shù) 針對(duì)低濃度瓦斯的特點(diǎn)，采用專用的干式阻火器，用于發(fā)動(dòng)機(jī)的三處阻火點(diǎn)，防止發(fā)動(dòng)機(jī)回火。此專用阻火器通過(guò)了國(guó)家消防總局的批準(zhǔn)。 電站建設(shè)規(guī)模及機(jī)組選型 轎子山煤礦 抽排低濃度瓦斯發(fā)電，按照以氣定量、適度規(guī)模的原則確定電站規(guī)模，根據(jù) 500GF13RW型低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組的性能參數(shù)，單臺(tái)發(fā)電機(jī)組持續(xù)運(yùn)行消耗的純瓦斯量為 。 目前 轎子山煤礦 純瓦斯排放平均流量 在 ,瓦斯?jié)舛葹?26%左右。根據(jù)目前的抽排瓦斯量并結(jié)合轎子山煤礦 的實(shí)際情況，確定本工程總裝機(jī)容量為 10臺(tái) 500GF13RW型低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組，一期安裝 4臺(tái) 500GF13RW型低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組。 供熱方案 瓦斯發(fā)電 工程裝配 10臺(tái) 500GF13RW型低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組，配套 10臺(tái)針形管換