【導(dǎo)讀】貴州永潤煤業(yè)有限公司轎子山煤礦。瓦斯發(fā)電技術(shù)研究報(bào)告。二〇一二年三月十五日

　　

【正文】 再新上通訊調(diào)度系統(tǒng)，外線從原調(diào)度中心分線箱處引出。 瓦斯發(fā)電機(jī)組 每 2臺(tái) 500GF13RW發(fā)電機(jī)組配置一套微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)裝置 ，共 8臺(tái)（一期 2臺(tái)） TEM監(jiān)控柜，可實(shí)現(xiàn)瓦斯發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。其中包括發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫、油溫、油壓、轉(zhuǎn)速；發(fā)電機(jī)的電壓、電流、頻率、功率、功率因數(shù)、有功電能及運(yùn)行時(shí)間的顯示；發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)及發(fā)電機(jī)的報(bào)警及保護(hù)停車功能。（此系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)組設(shè)備生產(chǎn)廠家提供）。 低濃度瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng) 為了確保水霧輸送系統(tǒng)的安全性，在低壓配電室內(nèi)設(shè)置兩套細(xì)水霧瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)，通過采集水霧輸送的壓力、溫度、流量等相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)顯示，對超限參數(shù)進(jìn)行報(bào)警，并自動(dòng)控制輸送系統(tǒng)執(zhí)行相關(guān)操作，有效的保證輸 送系統(tǒng)的安全可靠性，同時(shí)具有歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢和打印功能。整套水霧輸送系統(tǒng)主要由現(xiàn)場的壓力、溫度、流量等變送器、繼電控制柜、水霧輸送監(jiān)控柜組成。 根據(jù)《可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器使用規(guī)范》的規(guī)定，在發(fā)電機(jī)房及霧化水池安裝區(qū)內(nèi)設(shè)置可燃?xì)怏w檢測探頭，用于檢測可燃?xì)怏w的濃度，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)房燃?xì)鉂舛葯z測及泄漏報(bào)警，并聯(lián)動(dòng)發(fā)電機(jī)房內(nèi)的防爆軸流風(fēng)機(jī)開啟通風(fēng)。 可燃?xì)怏w探測器共設(shè)二級(jí)報(bào)警，一級(jí)報(bào)警設(shè)定為 25％ LEL，二級(jí)報(bào)警設(shè)定為 50％ LEL，在二級(jí)報(bào)警時(shí)連鎖風(fēng)機(jī)啟動(dòng)強(qiáng)行排風(fēng)。 通風(fēng) 發(fā)電機(jī)房采用軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)，保證發(fā)電機(jī)房內(nèi)溫度不超過45℃。高、低壓配電室、辦公室、值班室等采用自然通風(fēng)。 空調(diào) 為滿足設(shè)備和值班人員的需求 ,在低壓配電室和辦公室設(shè)風(fēng)冷柜式空調(diào)機(jī)或壁掛空調(diào)機(jī)，對室內(nèi)進(jìn)行溫度控制，維持夏季室內(nèi)溫度25～ 27℃。 本工程設(shè)計(jì)安裝 15臺(tái)（一期 3臺(tái)） 500GF13RW型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的尾氣從機(jī)組內(nèi)部排出的過程中攜帶有大量的熱量，排氣溫度在 550℃左右，將發(fā)電機(jī)組排出的高溫尾氣直接引入針形管 換熱器進(jìn)行回收利用。根據(jù)礦區(qū)實(shí)際情況確定余熱利用方案為：利用發(fā)電機(jī)組高溫尾氣的熱量，產(chǎn)生 95℃左右熱水用于礦區(qū)采暖和洗浴。 余熱利用系統(tǒng) 余熱利用系統(tǒng)流程為： 550℃左右，將發(fā)電機(jī)組排出的高溫尾氣直接引入針形管換熱器進(jìn)行回收利用。根據(jù)礦區(qū)實(shí)際情況確定余熱利用方案為：利用發(fā)電機(jī)組高溫尾氣的熱量，產(chǎn)生 95℃左右熱水用于礦區(qū)采暖和洗浴。 余熱利用系統(tǒng) 余熱利用系統(tǒng)流程為： 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組 針形管換熱器熱水循環(huán)泵用戶采暖系統(tǒng)水換熱器補(bǔ)水系統(tǒng)550℃尾氣煙氣排除10℃冷水 65℃熱水70℃熱水70℃熱水95℃熱水 針形管換熱器與燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組按單元制配套， 10臺(tái)（一期 4臺(tái)）發(fā)電機(jī)組共配置 10臺(tái)（一期 4臺(tái)）針形管換熱器。 發(fā)電機(jī)組排煙余熱回收計(jì)算： 1Nm3 純瓦斯熱值為 ， 500GF13RW 機(jī)組熱耗率為，正常工作發(fā)電功率為 420kW計(jì)算，單臺(tái)機(jī)組瓦斯消耗量為： Q1=420 ()； Q1 單臺(tái)機(jī)組瓦斯消耗量（ Nm3/h）； a — 甲烷濃度（ %），本工程利用的瓦斯?jié)舛劝?12%計(jì)算； 則單臺(tái)機(jī)組 瓦斯消耗量為： Q1=1100Nm3/h 空氣流量為： Q2=（ a/8%1） Q1。 其中 Q2 — 空氣流量（ Nm3/h）； a — 甲烷濃度（ %），本工程利用的瓦斯?jié)舛劝?12%計(jì)算； 則單臺(tái)機(jī)組消耗空氣量為： Q2=550Nm3/h 煙氣質(zhì)量為： Q= 1100 12%+[(11001100 12%)+550] 排煙的比熱容按煙道氣體計(jì)算，排煙溫度取 550℃，（煙道氣體的成分 CO2:13% H2O:11% N2:76%，在 100℃～ 600℃的平均定壓比熱容為 ℃），經(jīng)余熱回收后的排煙溫度約為 140℃。 每臺(tái)機(jī)組可利用排煙余熱為（ 550140） 2053＝ 萬 kJ/h。 每臺(tái)發(fā)電機(jī)組 95℃熱水產(chǎn)量計(jì)算：（供回水溫度分別按 95℃、 70℃計(jì)算） m=Q 95%247。 (C△ t) = 104 95% 247。［ (9570)］ =8677kg/h m:產(chǎn)生熱水的質(zhì)量， kg/h Q:發(fā)電機(jī)組余熱量， kJ/h C:水的比熱容為 （ kg℃） △ t:一次水進(jìn)出水水溫的差值 ，℃。 則 10臺(tái)（一期 4臺(tái)）發(fā)電機(jī)組余熱利用產(chǎn)生 95℃水總量為86770kg/h（一期 4臺(tái) 34708 kg/h）。 水 水換熱器二次水進(jìn)水溫度為 10℃，出水溫度為 65℃ ,每臺(tái)機(jī)組二次水產(chǎn)量計(jì)算： m=Q 95％247。（ C△ t） = 104 95％ 95％247。［ (6510)］ =3747kg/h m:產(chǎn)生熱水的質(zhì)量， kg/h Q:發(fā)電機(jī)組余熱量， kJ/h C:水的比熱容為 （ kg℃） △ t:二次水進(jìn)出水水溫的差值 水水換熱器的效率按 95％計(jì)算。 則 10臺(tái)（一期 4臺(tái)）發(fā)電機(jī)組余熱利用產(chǎn)生 65℃熱水為 37470kg/h（一期 4臺(tái) 14988 kg/h）。 經(jīng)計(jì)算， 10臺(tái)（一期 4臺(tái)）發(fā)電機(jī)組余熱回收熱量為 kJ/h（一期 4臺(tái) kJ/h），管道的熱損失按 10%計(jì)算，去除熱損失后10臺(tái)（一期 4臺(tái)）發(fā)電機(jī)組余熱回收可利用熱能為 ＝ kJ/h ，合 2386kW（一期 4臺(tái) kJ/h，合 ）。 用于采暖，采暖負(fù)荷按 60W/ m2計(jì)算，則 10臺(tái)（一期 4臺(tái)）發(fā)電機(jī)組 余熱回收可利用熱能 kJ /h，可供采暖面積 39767m2。（一期 4臺(tái) kJ/h，采暖面積 ）。 如用于洗浴，按每個(gè)人洗浴消耗 100L/h計(jì)算， 10臺(tái) (一期 4臺(tái) )發(fā)電機(jī)組余熱利用產(chǎn)生 65℃熱水總量為 37470kg（一期 4臺(tái) 14988kg/h），則 10臺(tái)發(fā)電機(jī)組余熱可供 375人同時(shí)洗?。?一期 4臺(tái) 150人 ）。 標(biāo)煤熱值按 29260kJ/kg，標(biāo)煤熱利用效率按 60％計(jì)算，則單臺(tái)機(jī)組余熱回收利用可節(jié)約標(biāo)煤量為： 636333 95％247。（ 29260 60％）＝ ,10臺(tái)機(jī)組余熱回收利用可 節(jié)約標(biāo)煤量為 （ 一期 4臺(tái) ） 。 a、針形管換熱器 規(guī)格型號(hào)： KNPT04500 換熱面積： 60m2 設(shè)計(jì)壓力： 數(shù)量： 10臺(tái) （ 一期 4臺(tái) ） b、熱水循環(huán)泵： 規(guī)格型號(hào)： KQW100/22030/2 流量： 87m3/h 揚(yáng)程： 60m 電機(jī)功率： 30kW 數(shù)量： 3臺(tái)（ 2用 1備） c、全自動(dòng)軟水器： 規(guī)格型號(hào)： MHWIRAT350處理量： 2～ 3m3/h 數(shù)量： 1臺(tái) d、軟水器給水泵： 規(guī)格型號(hào)： KQL20/流量： 揚(yáng)程： 32m 電機(jī)功率： 數(shù)量： 2臺(tái)（ 1用 1備） e、落地膨脹水箱： 規(guī)格型號(hào)： 150 2 3 可供采暖面積： 40000～ 80000 m2 調(diào)節(jié)容量： ～ m3 數(shù)量： 1臺(tái) 1）管線管徑 余熱利用系統(tǒng)進(jìn)出水總管管徑為 DN200，管內(nèi)介質(zhì)實(shí)際流速為。 針形管換熱器進(jìn)出水支管管徑為 DN80,與針形管換熱器進(jìn)出水接口相同。 2）管材選擇 余熱管線采用符合 GB/T81631999《輸送流體用無縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)制造的 20鋼無縫鋼管。 所有余熱管線采取保溫措施，保溫的工藝要求為：管線除銹 刷防銹漆 包 60mm厚巖棉管殼 鐵絲捆扎 —鍍鋅鐵皮保護(hù)層。施工中遇閥門、彎頭、法蘭等異形零部件處參照上述工藝方法現(xiàn)場處理，以達(dá)到保溫效果為目的。針形管換熱器本體保溫由廠家負(fù)責(zé)。 、水量要求 根據(jù) GB15762021《工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，余熱回收裝置給水需進(jìn)行處理，給水總硬度≤ ，含氧量≤ 。在 余熱利用系統(tǒng)中設(shè)計(jì)軟化水處理裝置，對水質(zhì)進(jìn)行處理，處理好的水質(zhì)、水量能滿足要求。 第七章環(huán)境衛(wèi)生 環(huán)境現(xiàn)狀 本工程建設(shè)地點(diǎn)位于 貴州永潤煤業(yè)有限公司轎子山煤礦新井 抽排泵站東 50米外的空地上，由工程環(huán)境影響評價(jià)現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果可知，其污染現(xiàn)狀較輕。 500GF13RW型瓦斯發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中對周圍環(huán)境的影響主要有廢氣、噪音、廢水、廢油等。 瓦斯經(jīng)瓦斯機(jī)組燃燒后，產(chǎn)生的主要成份有： CO H2O、 O2和 SONOx、 CO、 HC。其中 CO H2O、 O2不屬有害物質(zhì)， CO、 HC化合物按 GB16297－ 96《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，不作控制。因此，僅 SO NOx為有害氣體。 瓦斯含 H2S量極少，經(jīng)瓦斯機(jī)組燃燒后幾乎不產(chǎn)生 SO2。 由于 NOx與發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室主燃燒區(qū)溫度存在一定的關(guān)系，在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中，已通過選擇合適的主燃區(qū)溫度控制了 NOx的生成量，可完全滿足 GB16297－ 96《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的 III級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 本工程主要的噪聲源為瓦斯發(fā)電機(jī)組及排氣，在設(shè)計(jì)過程中采用排氣消聲器，并在 發(fā)電機(jī)房及輔助車間周圍均設(shè)喬木綠化帶，既美化了廠區(qū)環(huán)境又可降低噪音，低壓配電室等有人值班的場所采用隔音門窗。因此，廠界噪聲可控制在標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)，對外界環(huán)境不會(huì)造成噪聲污染。 電站圍墻外 1m處噪聲晝間不大于 65dB，夜間不大于 55dB，可滿足GB123482021《工業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》 III類標(biāo)準(zhǔn)的要求。 廢水、廢油 電站清潔、生活產(chǎn)生的少量污水定期排入礦區(qū)污水處理廠處理。 瓦斯發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行和維護(hù)中，會(huì)形成少量的廢油，由操作人員集中收集后再由外部企業(yè)集中處理，并回收利用。 可對發(fā)電站內(nèi)允許綠化的地方進(jìn)行綠化，美化；種植喬木、灌木搭配的防塵降噪綠化景致。 綠化樹種可選用抗毒性強(qiáng)、枝葉茂密的喬、灌木。 由于甲烷和二氧化碳均為溫室效應(yīng)氣體，且甲烷的溫室效應(yīng)約為二氧化碳的 21倍，瓦斯氣體經(jīng)瓦斯發(fā)電機(jī)組發(fā)電后以二氧化碳的形式排放到大氣中，可以向國際組織出售 CERs（ CO2減排指標(biāo)），以保護(hù)大氣環(huán)境和自然生態(tài)環(huán)境。 第八章 結(jié)論 主要結(jié)論 本項(xiàng)目根據(jù) 貴州永潤煤業(yè)有限公司 轎子山煤礦 瓦斯抽排的情況并結(jié)合 轎子山煤礦 實(shí)際情況確定電站的裝機(jī)容 量。共上 10臺(tái)（一期 4臺(tái)）瓦斯發(fā)電機(jī)組，建立 二 座瓦斯發(fā)電站。發(fā)電機(jī)組所發(fā)電量全部并入 轎子山煤礦 35kV變電站 ，不足部分由大網(wǎng)提供。 瓦斯電站建設(shè)條件具備，充分利用煤礦空地及基礎(chǔ)設(shè)施，交通運(yùn)輸十分方便。 ，可實(shí)現(xiàn)瓦斯等溫室氣體的減量排放，環(huán)境效益顯著。 總評價(jià) 該工程的建設(shè)，在技術(shù)上是可行的，在經(jīng)濟(jì)上是合理的。項(xiàng)目建成后，使排空的瓦斯氣變害為利，減少了瓦斯氣對大氣的污染，降低地球表面的溫室效應(yīng)，保護(hù)地球的生態(tài)環(huán)境，提高了煤礦 生產(chǎn)的安全性，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。