【文章內(nèi)容簡介】 斯?jié)舛?30％ 40％，礦井 20xx 年抽放純瓦斯總量2200 萬立方米，礦井煤層瓦斯壓力 。民用瓦斯與內(nèi)部鍋爐用瓦斯量僅需 990 萬 m3/年，已基本飽和，剩余約 1210 萬 m3/年瓦斯基本排空。集團(tuán)公司 07 年至 12 年瓦斯抽采規(guī)劃實現(xiàn)后，排空量將進(jìn)一步增大。 瓦斯發(fā)電站及 配套工程 瓦斯發(fā)電機(jī)組適用于瓦斯?jié)舛却笥?25％以上的瓦斯發(fā)電。國內(nèi)較成熟的 500GF12RW型瓦斯發(fā)電機(jī)組單機(jī)年耗純瓦斯量 120萬 m3，芙蓉集團(tuán)公司按 20xx年純瓦斯排空量為 1210萬 m3/年計算，可滿足 10 臺正常運行（ 1Nm3純瓦斯可發(fā)電 ），因此 一期已裝設(shè) 5 臺500 型發(fā)電機(jī)， 年發(fā)電量達(dá) 1512 萬 KWh。 一期工程在 20xx 年 11 月 30 日已建成發(fā)電。 12 集團(tuán)公司已對 20xx 年至 2017 年的瓦斯抽采量作了規(guī)劃，并制定相應(yīng)的措施保證瓦斯用量，一是根據(jù)規(guī)劃需要對各礦下達(dá)抽采計劃，增 加打鉆抽采設(shè)備，實施先抽后采，邊采掘邊抽放，提高礦井瓦斯抽采率；二是對集團(tuán)公司四礦的瓦斯抽采管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，增大輸送管徑或增設(shè)一條主管路，以抽采采空區(qū)瓦斯；三是對杉木樹礦的抽采泵進(jìn)行擴(kuò)能改造，把 2 臺 2BE1 253O 型的抽采泵（已使用十年）擴(kuò)大更新為 2 臺 2BE1 5051型泵， 同時對抽采泵站進(jìn)行相應(yīng)改造， 增大抽采能力；四是在杉木樹礦建一個 萬 m3的瓦斯儲存罐確保民用和發(fā)電所需瓦斯量。 礦井瓦斯抽采設(shè)備擴(kuò)容及管網(wǎng)系統(tǒng)安裝改造。 瓦斯發(fā)電的必要性 我公司煤層氣（瓦 斯）的開發(fā)利用工作將進(jìn)入實施階段。通過瓦斯發(fā)電可實現(xiàn)“以利用促抽采，以抽采保安全”的良性循環(huán)發(fā)展。煤礦瓦斯經(jīng)過燃燒發(fā)電，不僅緩解了礦區(qū)電力供應(yīng)緊張，還降低了直接排放給環(huán)境帶來的污染。通過瓦斯發(fā)電，加大了煤礦瓦斯的利用率，減少溫室氣體排放。 瓦斯發(fā)電 項目是 CDM 項目的重要內(nèi)容之一，該項目的順利實施和及時建成投產(chǎn)，直接關(guān)系到后期 CDM 項目合作協(xié)議。 項目方案 瓦斯發(fā)電站地址選擇 根據(jù)現(xiàn)有珙泉煤業(yè)有限責(zé)任公司瓦斯儲存罐的具體位置以及輸氣管網(wǎng)分布情況，供電網(wǎng)絡(luò)及運行方式，結(jié)合 CDM 項目的要求，瓦斯 發(fā) 電站選址考慮三方案進(jìn)行分析比較。 方案一、在珙泉煤業(yè)有限責(zé)任公司救護(hù)中隊處建設(shè) 瓦斯 發(fā)電站機(jī)房建在現(xiàn)珙泉煤業(yè)有限責(zé)任公司救護(hù)中隊位置，面積約 1860m2，與珙泉35kV 變電站相鄰，且與珙泉瓦斯儲存罐大約 250 米距離 ,計劃 總裝機(jī)容量為 2500 千瓦。 方案二、在珙泉煤業(yè)有限責(zé)任公司原炸藥庫處建設(shè) 瓦斯 發(fā)電站機(jī)房建在現(xiàn)珙泉煤業(yè)有限責(zé)任公司原炸藥庫位置，面積約 2267m2，與珙泉35kV 變電站和珙泉瓦斯儲存罐相距較遠(yuǎn)，約 800 米 ,計劃 總裝機(jī)容量為 2500 千瓦。 方案三、在珙泉煤業(yè)有限責(zé)任公司原玻棉廠處建設(shè) 瓦斯 發(fā)電 站機(jī)房建在現(xiàn)珙泉煤業(yè)有限責(zé)任公司原玻棉廠位置，面積約 2659m2，與珙泉 13 35kV 變電站相距 650 米，且與珙泉瓦斯儲存罐大約 850 米距離 ,計劃 總裝機(jī)容量為 2500 千瓦。 方案對比 : 方案一優(yōu)點：地勢平整，距瓦斯儲存罐和 35KV 變電站較近。缺點：需搬遷的農(nóng)戶達(dá)10 戶之多；鄉(xiāng)村公路需改道；征用土地多。 方案二優(yōu)點：不征用土地。缺點：地形復(fù)雜；安裝難度大，安裝費用高；距瓦斯儲存罐和 35kV 變電站遠(yuǎn)。 方案三優(yōu)點：不征用土地；地勢平整。缺點：距瓦斯儲存罐和 35kV 變電站較遠(yuǎn)。 通過上述三個方案比較，方案三：在 珙泉煤業(yè)有限責(zé)任公司原玻棉廠處 建瓦斯發(fā)電站，可以減少配套工程重復(fù)建設(shè)，集中管理，免去了重新征地的復(fù)雜程序，有利于 CDM 項目建設(shè)，對加快工程進(jìn)度，縮短建設(shè)周期，使瓦斯發(fā)電站按期建成投產(chǎn)更為有利，所以方案三為優(yōu)選方案。 瓦斯發(fā)電機(jī)組選型 （濟(jì)柴和勝動的性能比較表） ㈠ 1512 瓦斯發(fā)動機(jī)技術(shù)參數(shù) 廠家 濟(jì)柴 勝動 型號 G12V190ZLDW W12V190ZLDK2C 型式 四沖程、火花塞點火、水冷、增壓、空氣中冷、增壓前混合 四沖程、火花塞點火、水冷、增壓中冷、電控混合 氣缸排列 V 型、 60176。夾角 V 型 60176。夾角 氣缸數(shù) 12 12 氣缸直徑 190mm 190mm 活塞行程 210mm 210mm 活塞總排量 標(biāo)定轉(zhuǎn)速 1000r/min 1000r/min 空載最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 600r/min 600r/min 標(biāo)定功率 550kW 550kW 燃?xì)鈮毫? 4～ 50kPa 熱耗率 ≤ 14 機(jī)油消耗率 ≤ 排氣溫度 ≤ 550℃（渦輪前） 出水溫度 ≤ 90℃ ≤ 85℃ 中冷器進(jìn)水溫度 ≤ 45℃ 主油道機(jī)油壓力 500～ 800kPa 400~800kPa 穩(wěn)定調(diào)速率 ≤ 5% 0－ 5％可調(diào) 機(jī)油牌號 長城 SE40/美孚飛馬 705 冷卻方式 強(qiáng)制水冷 強(qiáng)制循環(huán)水冷 潤滑方式 壓力潤滑和飛濺潤滑 壓力和飛濺復(fù)合式潤滑 曲軸轉(zhuǎn)向 逆時針（自飛輪端視） 壓縮比： 10： 1 ㈡ 瓦斯機(jī)組技術(shù)參數(shù) 廠家 濟(jì)柴 勝動 機(jī)組型號 500GFWK 500GF12RW 燃?xì)獍l(fā)動機(jī)型號 G12V190ZLDW2 發(fā)電機(jī)型號 1FC6 4566LA42 控制屏型號 KW500AZ2 PLT500D 額定功率（ kW） 500 500kW 額定轉(zhuǎn)速（ r/min） 1000 1000r/min 額定電壓（ V） 400 400V 額定電流（ A） 902 902A 額定頻率（ Hz） 50 50Hz 額定因數(shù)（ COSΦ） 0． 8（滯后） （滯后） 燃?xì)鉄岷穆? ≤ 10 調(diào)壓方式 自動 自動調(diào)節(jié) 勵磁方式 無刷 穩(wěn)定調(diào)速率 (%) ≤ 5 相數(shù)與接法 三相四線制 三相四線制 15 點火方式 電子點火 MIC500 控制系統(tǒng) WOODWARDUMT1 發(fā)動機(jī)熱效率（ %） ≥ 36 31%~33% 計算機(jī)管理系統(tǒng)（選購） GPSCMC20xx 排氣溫度（℃） ≤ 550 機(jī)油消耗率 (g/kW h ) ≤ ≤ 工作方式 常年工作方式（ SI 工作制） 啟動方式 直流 24V 電啟動 24V 直流電起動 操縱方式 遠(yuǎn)距離電控 冷卻方式 開式雙溫強(qiáng)制水冷 開式（帶換熱器） 機(jī)組大修期（ h） ≥ 30000 ≥ 25000 外形尺寸 5120 2040 2780 5506 1970 2750mm 機(jī)組質(zhì)量（ kg） 120xx 12500kg 調(diào)速方式： 電子調(diào)速 電子調(diào)速 濟(jì)柴瓦斯發(fā)電機(jī)組和勝動燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組都是以瓦斯作為燃料進(jìn)行研制而成，瓦斯發(fā)電機(jī)組主要關(guān)鍵部件由國外進(jìn)口，具有燃?xì)鉄岷穆实汀l(fā)動機(jī)熱效率高、機(jī)油消耗率低、大修周期長、可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制等優(yōu)點。因此瓦斯發(fā)電機(jī)組擬選擇濟(jì)柴，并將通過招標(biāo)確定。 內(nèi)燃機(jī)對瓦斯的適應(yīng)性 我國近幾年在瓦斯、煤層氣、天然氣、石油煉化尾氣、焦?fàn)t尾氣的利用上取得了突破。瓦斯發(fā)電機(jī)組已經(jīng)在全國各地煤礦得到廣泛應(yīng)用。 瓦斯發(fā)電機(jī)組針對瓦斯特點設(shè)計，采用了數(shù)字點火技術(shù)、電控技術(shù) 、增壓中冷、稀燃技術(shù)等多項國家專利技術(shù)和實用新技術(shù)，很好地解決了燃燒控制、濃度變化等問題。 瓦斯發(fā)電機(jī)組應(yīng)用的技術(shù) 煤礦瓦斯抽放過程中，瓦斯的壓力和 CH4濃度是在不斷變化的，瓦斯發(fā)電機(jī)組適應(yīng)瓦斯的變化，具有以下技術(shù)特點： 空燃比 自動調(diào)節(jié)技術(shù) 煤礦抽排瓦斯過程中濃度和壓力不穩(wěn)定 ,該瓦斯發(fā)電機(jī)組采用電控混合技術(shù)對發(fā)動機(jī) 16 的空燃比進(jìn)行實時控制。發(fā)動機(jī)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?xì)馔ǖ溃瑥亩淖內(nèi)細(xì)膺M(jìn)氣量，達(dá)到自動調(diào)節(jié)混合比的目的，使發(fā)動機(jī)空燃比始終保持在理想狀態(tài)，整 個調(diào)整過程自動實現(xiàn)。 瓦斯發(fā)電機(jī)組采用電子控制技術(shù)，通過閉環(huán)自動調(diào)節(jié)混合氣空燃比，顯著提高對燃?xì)鉂舛茸兓倪m應(yīng)能力，瓦斯?jié)舛仍?20%－ 100％之間變動時，機(jī)組都能適應(yīng)。 低壓進(jìn)氣技術(shù) 針對一些瓦斯壓力低的特點，該發(fā)電機(jī)組采用先混合后增壓技術(shù)設(shè)計使機(jī)組對燃?xì)獾膲毫σ筝^低，只需要燃?xì)膺M(jìn)氣壓力達(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)的國內(nèi)其他廠家的發(fā) 電機(jī)組需要增加加壓裝置，這樣不僅增加了投資，同時也增加了機(jī)組故障點、安全隱患，并消耗了電力。 稀燃技術(shù) 機(jī)組通過合理匹配配氣系統(tǒng)，調(diào)低空燃比 ,利用自主知識產(chǎn)權(quán)的新概念燃燒室技術(shù)在局部形成點火能量相對優(yōu)勢，爾后實現(xiàn)多點點火，增大了點火能量，提高燃?xì)馊紵俣?，實現(xiàn)了稀薄燃燒，降低了機(jī)組熱負(fù)荷，提高了機(jī)組對燃?xì)獾倪m應(yīng)性和機(jī)組的熱效率，其動力性和可靠性大大提高。未采用此技術(shù)的機(jī)組，對燃?xì)獾某睗裥暂^為敏感，表現(xiàn)為點火困難或點火不連續(xù)。 燃燒自動控制技術(shù) 通過此項技術(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)驗來調(diào)整機(jī)組運行狀況，機(jī)組運行時排氣溫度會超過 650℃，其關(guān)鍵部件的壽命大大降低，不能滿足機(jī)組長期運行的要求。 數(shù)字 點火 技術(shù) 數(shù)字 點火 技術(shù)點火系統(tǒng)由 ECU、火花塞、高壓線、高壓點火線圈等部分構(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)整點火能量和點火時間，保證燃?xì)馊紵浞?，機(jī)組可靠運行。此點火系統(tǒng)尤其適合多缸機(jī)型，使每個氣缸都能在最佳狀態(tài)工作，發(fā)揮機(jī)器的最佳性能。 增壓中冷技術(shù) 發(fā)動機(jī)針對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)動機(jī)功率。與稀燃技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)燃?xì)庀”∪紵?，減少燃?xì)夂笕寂c爆震傾向，降低熱負(fù)荷，改 17 善排放，提高了燃?xì)鈾C(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性。 電子調(diào)速 技術(shù) 選用美國 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 20多年燃?xì)鈾C(jī)研發(fā)經(jīng)驗和國內(nèi)外機(jī)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(yīng)快速等優(yōu)點，適合多臺機(jī)組并車或并網(wǎng)時使用，可達(dá)到精確的速度控制，使機(jī)組調(diào)速率穩(wěn)定。 TEM 全電子控制技術(shù) 利用 TEM（全電子控制技術(shù)）系統(tǒng) 對瓦斯?jié)舛?、發(fā)動機(jī)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(jìn)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(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。 TEM 系統(tǒng)還可以根據(jù)用戶的需要實現(xiàn)信息遠(yuǎn)傳和遠(yuǎn)程監(jiān)控。 防回火 技術(shù) 公司針對瓦斯的特點，研制了專用的干式阻火器，用于發(fā)動機(jī)的三處阻火點，防止發(fā)動機(jī)回火。此專用阻火器通過了國家消防總局的批準(zhǔn)。 瓦斯發(fā)電機(jī)組特點 燃?xì)鈾C(jī)組針對瓦斯特點設(shè)計，機(jī)組特性如下： ① 可適用于燃?xì)獬煞葑兓娜細(xì)獍l(fā)電，計算機(jī)閉環(huán)控制，自動跟蹤