吉林低浓瓦斯发电机组方案汇总.docx
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吉林低浓瓦斯发电机组方案汇总
吉林低浓瓦斯发电机组方案
淄博淄柴新能源有限公司
第一章项目概述………………………………………………2
第二章公司简介………………………………………………3
第三章.瓦斯发电机组供货清单………………………………4
第四章瓦斯发电机组主要技术性能参数……………………6
1、润滑油和冷却水的要求……………………………………6
2、瓦斯气源要求………………………………………………6
3、环境要求……………………………………………………6
4、机组技术规格………………………………………………6
5、技术特点……………………………………………………8
6、瓦斯机组外形图……………………………………………11
第五章瓦斯输送及发电机组的安全保护系统……………12
1、瓦斯输送……………………………………………………12
2、安全控制系统………………………………………………14
第六章执行的标准…………………………………………15
1、气体机组制造、检验所执行的标准………………………15
2、主要原材料采用标准………………………………………15
3、瓦斯输送执行的标准………………………………………15
第七章公司承诺…………………………………………17
第一章项目概述
项目名称：
瓦斯发电综合利用项目
项目实施地点：
吉林
项目内容：
利用煤矿的抽排瓦斯，经瓦斯泵站抽采、地面输送、脱水等处理后供给低浓度瓦斯发电机组发电。
一是发出的电力送入企业网供企业自用或上国家电网；二是利用发电机组尾气生产蒸汽供生产、生活自用。
该项目是是一个集变废为宝、环境保护、循环节约为一体的资源综合利用技术项目。
项目成功实施后，社会效益、经济效益、环保效益显著。
项目规模：
待定
项目效益分析:
一台瓦斯发电机组每年（按8000小时工作）发电400万度，按上网电价0.52元/度计算，运行成本约0.08元/度，则一期工程每年收入400万度X（0.52元/度-0.08元/度）=176万元。
另外瓦斯发电还可以申请CDM。
以1台500KW瓦斯发电机组来算，如果按每年8000小时运行时间计算，则每年能氧化纯甲烷128万m3，每年温室气体减排19219tCO2当量。
根据《京都议定书》，如果碳汇贸易CO2的售价为12美元/tCO2，每年每台机组可以通过减排温室气体收入23.06万美元，按人民币对美元汇率6.8计算，合人民币157万元。
1台机组每年的总收益为176+157=333万元。
第二章公司简介
1.公司简介
淄博淄柴新能源有限公司隶属于淄博柴油机总公司，是以综合开发利用生物质气、煤层气等能源为主、为用户提供可持续发展的个性化能源系统、并通过CDM申报等策略，帮助用户实现节能减排、循环经济的新能源产业公司。
公司研发实力雄厚，制造经验丰富，市场网络健全。
产品已广泛应用于煤层气（煤矿瓦斯）、沼气、高炉煤气、焦炉煤气、煤气炉发生气、生物质气等发电/余热综合利用。
其中，8300型生物质发电机组技术，居国内领先水平，性价比高。
目前，该产品市场占有率及收益率居同类产品之首。
公司致力于绿色环保产业，斥资研制了煤矿乏风热氧化装置，用于销毁或再利用甲烷（CH4），为治理煤矿瓦斯安全提供了全新思路。
产品研发得到国家重点863计划的支持。
淄博淄柴新能源有限公司以环保、生态为己任，以共存共赢为目标，祈海内外有识之士，共创和谐美好家园。
2．总公司近三年的年营业额：
2006年出口3100万元国内53600万元总额56700万元
2007年出口5200万元国内72500万元总额77700万元
2008年出口9300万元国内92600万元总额101900万元
第三章瓦斯发电机组供货清单
1供货范围清单
序号
名称
编号
数量
备注
1
气体机
1台
8300DW－2
2
发电机
1台
TF500－12－1180
3
控制屏/高压开关柜
1套
含并机功能，400V用控制屏
4
直流24V稳压电源
1套
5
高弹性联轴节
1套
6
公共底架
1件
机油箱做入公共底架
7
随机附件、备件、工具、
专用件
8
随机技术文件
1套
2、随机技术文件清单
序号
名称
数量
备注
1
300气体机使用说明书
1
2
瓦斯气体发电机组使用说明书
1
3
300系列柴油机零件图册
1
4
质量证明书
1
5
发电机组质量证明书
1
6
发电机相关技术资料
1
按配套厂提供资料供
8
调速器相关技术资料
1
按配套厂提供资料供
9
清洗滤器使用说明
1
按配套厂提供资料供
10
机油冷却器使用说明书
1
按配套厂提供资料供
12
CS系列手摇泵使用说明书
1
按配套厂提供资料供
13
空气压缩机使用说明书
1
按配套厂提供资料供
14
各电器设备相关技术资料
1
按配套厂提供资料供
16
空气瓶合格证
1
17
气体发电机组供货清单
1
18
气体发电机组装箱清单
1
19
YCB型齿轮泵安装使用说明书
1
20
发电机组随机图纸清单
机组布置图
1
根据合同带相关图纸
发电机组安装图
1
机组基础图
1
冷却系统原理图
1
润滑系统原理图
1
燃气系统原理图
1
电器接线图
1
第四章瓦斯发电机组主要技术性能参数
1、润滑油和冷却水的要求
燃气发动机附带完整的润滑油系统。
机油消耗率≤1.0g/kW•h；
润滑油型号等级:
40CD或15W40CD（GB/T11123-1989）
发动机高、低温循环需采用软化水，冷却水应选用略呈碱性的清洁水，不得含有腐蚀性的化合物，如氯化物、硫酸盐或酸等。
其主要指标要求如下：
总硬度（CaCO3）≤100ppm
氯离子含量<150mg/L
PH值7～8.5
2.瓦斯气源要求
瓦斯气输送压力5－20Kpa，甲烷体积含量不低于8%，甲烷与氧气体积含量之和不低于28％，氧气体积含量不低于16％，压力变化率≤1kPa/min，变化速率≤5％/min；杂质粒度≤5μm，杂质含量≤30mg/Nm3,水分含量≤40mg/Nm3，不含游离水，瓦斯气温度≤40℃，含硫量≤20mg/Nm3。
3、环境要求
淄柴瓦斯气发电机组在环境温度-20℃～+40℃，相对湿度＜90%（20℃时），海拔高度≤2000m的环境条件下能稳定、可靠、连续地运行。
在标准环境状况下（大气压力100kPa，环境温度：
25℃，空气相对湿度30％）能稳定输出额定功率。
4.机组技术规格
400V低浓瓦斯发电机组技术规格
序号
项目
参数
1
机组型号
500GFW
2
额定功率
500kW
3
额定电压
400V
4
额定电流
902A
5
额定频率
50HZ
6
功率因数COSΦ
0.8（滞后）
7
励磁方式
无刷
8
电压稳态调速率%
±2.5
9
电压瞬态调速率%
±15
10
电压稳定时间s
≤1.5
11
电压波动率%
≤0.5
12
频率稳态调速率%
≤5（0－5可调）
13
频率瞬态调速率%
±10
14
频率稳定时间s
≤7
15
相数及接法
3相4线
16
发动机型号
8300D/Wd
17
形式
四冲程、直列、火花塞点燃
18
缸数
8
19
缸径
300mm
20
额定转速
500r/min
21
额定功率
550kW
22
额定负荷热耗率（MJ/kW·h）
≤11
23
发火顺序
1－5－7－3－8－4－2－6
24
启动方式
压缩空气启动
25
燃气进机温度
≤40℃
26
各缸排气温度
≤580℃
27
燃气压力
≥2.0Kpa
10500V低浓瓦斯发电机组技术规格
序号
项目
参数
1
机组型号
500GFW
2
额定功率
500kW
3
额定电压
10500V
4
额定电流
34A
5
额定频率
50HZ
6
功率因数COSΦ
0.8（滞后）
7
励磁方式
无刷
8
电压稳态调速率%
±2.5
9
电压瞬态调速率%
±15
10
电压稳定时间s
≤1.5
11
电压波动率%
≤0.5
12
频率稳态调速率%
≤5（0－5可调）
13
频率瞬态调速率%
±10
14
频率稳定时间s
≤7
15
相数及接法
3相6线
16
发动机型号
8300D/Wd
17
形式
四冲程、直列、火花塞点燃
18
缸数
8
19
缸径
300mm
20
额定转速
500r/min
21
额定功率
550kW
22
额定负荷热耗率（MJ/kW·h）
≤11
23
发火顺序
1－5－7－3－8－4－2－6
24
启动方式
压缩空气启动
25
燃气进机温度
≤40℃
26
各缸排气温度
≤580℃
27
燃气压力
≥2.0Kpa
5.技术特点：
当前，国内市场上的该类发电机组，均为高速机，不利于气体的混合燃烧，在实际应用中，300系列燃气发动机与国内同类产品相比具有较为明显优势：
1、可以高、中电压输出，降低初始投资和运行成本
我公司生产的瓦斯发电机组可定制10500V、6300V、400V高、中、低压输出以满足用户各种不同需求，可避免购买变压器的初始投资，减少铜损，降低运行成本；既可并网又可直接带负荷使用，大大提高了机组的经济效益和社会效益。
高低压机组工程投入对比
以四台500kW机组为例，电气方面所需费用对比如下：
项目
低压机组（万元）
高压机组（万元）
电缆（机组—机组开关柜）
8
1
铜排
0.8
0.4
低压总开关柜
5
0
电缆（低压总开关柜—变压器，按30米计算）
12
0
变压器
20
0
高压总开关柜
5
5
合计
由上表可看出，四台机组在电气方面的费用，低压机组比高压机组要高44.4万元，如果再算上变压器控制室的房屋建设，费用会更高。
淄柴的每台高压机组只比低压机组多10万元，四台共40万元。
还有4.4万元的节余。
再加上变压器的损耗（按1.5%计算，每年要有10万元以上）和维护费用，高压机组要比低压机组更经济。
2、大缸径保证机组输出功率持续恒定
我公司生产的瓦斯发电机组的原动机是缸径为300mm的8300柴油机改进而来的，具有缸径大、行程长、转速低、功率储备大的优点，比高速机组更适合瓦斯压力低的特点，是瓦斯发电机组的最佳原动机，保证机组输出功率持续恒定。
3、低转速确保机组使用寿命
淄柴瓦斯发电机组的原动机转速为500r/min，低转速可使发动机降低磨损，延长机件的使用寿命，减少备件的储备，提高用户的经济效益。
例如：
转速低，对轴和轴瓦的配合间隙要求也低，轴和轴瓦的磨损小，更少出现划瓦的现象。
转速低，气门活动的频率低，气门和气门阀座的磨损少，加上气门和阀座由淄柴专用的特殊材料制作的，运行一年多，机器还不需更换。
而高速机组则平均运行5000小时左右就需更换一次气门和气门阀座。
4、低浓机组优点更突出
通过宁夏安泰新能源公司石嘴山电站首台低浓瓦斯机组的试验工况情况，淄柴300机型低浓度瓦斯机组在瓦斯浓度8%时就可以启动车并挂负荷，而且功率和机组铭牌保持一致，不打折扣，一般高速机在瓦斯浓度8%时勉强能启车，不能负荷。
而且淄柴300机型低浓度瓦斯机组对瓦斯浓度和压力变化的适应性也优于高速机。
5、自然吸气，确保煤层气输送安全
由于我公司生产的瓦斯发电机组的原动机为大排量的8300型原动机，可使低压的瓦斯气和空气被原动机自然吸入（气源的压力只需大于2kPa即可），使瓦斯机组的适用范围更广，气源低压输送更安全。
自吸式进气，气体混合后直接进入燃烧室，不需要涡轮增压器、中冷器等进气环节，部件少，自然减少了故障率。
涡轮增压器是用机器排出的废气做动力的，500多度的高温会缩短零部件的寿命，对混合燃气也存在威胁，处理不好极易发生放炮现象。
中冷器是为了冷却从涡轮增压器来的混合气，一旦出席现冷却不良，漏水等现象，后果可想而知。
6、先进的制造设备保证瓦斯发动机零件质量和加工精度
我公司经过多年来的技术改进和设备更新，目前已具备了具有国内先进水平的加工设备，先进的热加工、冷加工工艺，封闭式具有先进水平的总装配车间，建立健全了严密的质量管理、监督制度，充分地保证了各种零部件和整机的质量。
7、国内最新研发的燃气电控技术，充分适应我国煤层气的特点
我公司跟国内高校合作，充分考虑我国瓦斯的特点，成功研发国内最新的燃气电控技术，使瓦斯发电机组运行更可靠。
8、采用美国ALTRONIC公司点火系统，保证点火受控
我公司瓦斯机组点火系统包括数字点火模块、高压线圈、高压线、火花塞等，全部进口美国ALTRONIC公司点火系统，保证点火受控。
9、阻绝回火，确保瓦斯管道安全
设置了四道防线确保瓦斯管道安全：
①．空燃比控制技术的采用,能够保证发动机以较为理想的混合气比例进气。
②．高质量制造技术，确保气阀密封严密、配时准确，从而杜绝回火现象。
③．安装在管道上的阻火器对火焰有淬熄作用能阻止火焰的传播。
④．一旦发生回火现象，电磁阀会迅速关闭切断燃气气源，安全阀会迅速打开，泄掉过高的压力，确保安全。
10、排气系统有效防护，减少机房内热释放。
该发电机组排气总管附设有绝热层，可防止机组的排气余热排向机房，避免造成机组操作人员恶劣的工作环境。
11、排气余热回收
因机组的废气温度可达550℃，机组的排气管路上可设置综合利用设施，充分回收余热（如加热水、油等），提供取暖、洗浴及其它用热，提高经济效益。
整套设备具有结构简单，易于安装的特点。
设备有防漏保护管，排烟调节阀。
六至七个月后既可收回全套设备投资。
12、先进成熟的监控系统，自动化程度较高。
为了能够直观高效的监测到发电机组的运行参数，设计了先进的气体发电机组电子监测与控制系统，该系统拥有以下组成部分:
（1）CPU模块。
（2）模拟量输入模块。
采集来自各类传感器的模拟量信号，测量的项目如下表：
参数
单位
测量范围
测量精度
报警值
停机值
转速
r/min
0-1000
0.1%FS
任意设定
任意设定
功率
kw
0-1000
电压（三相）
V
0-1000
任意设定
电流（三相）
A
0-1500
任意设定
功率因数
COSφ
0－1
1%FS
机油出机温度
℃
0-150
1%FS
任意设定
淡水出机温度
℃
0-150
1%FS
任意设定
海水出机温度
℃
0-150
1%FS
任意设定
淡水进机压力
kPa
0-200
1%FS
任意设定
海水进机压力
kPa
0-200
1%FS
任意设定
机油进机压力
kPa
0-1000
1%FS
任意设定
任意设定
各缸排气温度（8点）
℃
0-1000
1%FS
任意设定
排气总管温度（1点）
℃
0-1000
1%FS
任意设定
燃气压力
kPa
0-10
1%FS
燃气温度
℃
0-100
1%FS
甲烷浓度
%
0-100
1%FS
大气压力
kPa
60-110
0.5%FS
相对湿度
%
0-100
大气温度
℃
0-100
1%FS
运行时间
上述项目中，温度（排气温度除外）和压力信号采用标准4～20mA信号，排气温度采用K型热电偶。
达到报警和停车值时可输出无源触点信号。
（3）以太网通讯模块。
以太网通讯模块，与上位机通讯，实现数据远传至主控室或主要领导办公室。
（4）合电量变送器。
机组的电压、电流信号可通过综合电量变送器来采集。
（5）电脑显示屏；
（6）相关的各类传感器。
13、噪声低
淄柴机组转速低，噪声相对也低，最高噪声不高于100分贝，更易于机房的消音处理。
而高速机的噪声一般在110分贝以上，因此淄柴瓦斯机组更适合对噪声有要求的环境。
6.瓦斯机组外形图
8300瓦斯气发电机组外形图
第五章瓦斯输送及发电机组的安全保护系统
1瓦斯输送
1.1低浓度瓦斯细水雾输送依据的基本机理
水从喷头喷出时，形成水雾，遇火后迅速汽化，体积膨胀，将燃烧区域整体包围和覆盖，使燃烧因缺氧而窒息，同时可稀释瓦斯浓度，使其远小于燃爆范围。
1、均衡的表面冷却，高效吸热。
2、窒息灭火，而且只发生在火源周围。
3、冲击乳化和稀释；阻隔热辐射。
1.2总体设计工艺阐述
低浓度瓦斯处理输送系统处理、输送的是甲烷体积含量6%--25%的抽采瓦斯，其中5%--16%的低浓度瓦斯处于爆炸范围，16%--25%的低浓度瓦斯处于易爆范围，8%--10%的低浓度瓦斯属于极敏感爆炸范围。
低浓度瓦斯输送系统不设置储气罐和加压设备,依靠瓦斯抽采泵的余压输送,由抽放站抽采的瓦斯用管道输送至电厂,在输送管路上设置湿式水位自控阻火器系列和金属波纹带瓦斯管道专用阻火器系列,在瓦斯输送总管上阻火器系列后设置水雾发生器,由水泵将雾化水池中的水加压送入,产生细水雾,与抽放站来的瓦斯混合后送至各发电机组.发电机组前配备一套脱水器,脱出来的水返回雾化水池再循环使用.瓦斯脱水后进入瓦斯发电机组.全部过程由计算机监控运行,并确保输送系统压力正常,实现安全放散。
1.3低浓度瓦斯细水雾输送系统安全实现工艺方法
细水雾瓦斯输送系统采用了细水雾变送装置，即将水加压通过喷嘴变成水雾，再将水雾和瓦斯气一起通过管路送到发电机组前进行脱水送入发电机组，对于输送系统前、后端接口部分安装了瓦斯专用阻火器，严格的安全设施，使火焰不会蔓延。
一般情况下，燃烧前都有温度积累上升的过程，水雾可有效控制瓦斯气体温度，使其远低于燃点（瓦斯的燃点是700℃）。
燃烧发生时，水雾迅速气化，稀释瓦斯浓度，使其达不到爆炸范围，同时水气包围燃烧源，阻止其继续燃烧和蔓延。
下面具体阐述引起燃烧爆炸的几种情况下，细水雾系统的安全保证：
1雷击和外力撞击雷击和撞击引起的着火点很小，细水雾完全可以在爆炸前就将火源熄灭了，细水雾本身也具有良好的阻火功能。
而且低浓度瓦斯输送管路都有完善的避雷措施和隔离措施，受雷击和撞击的几率微乎其微。
2管道外明火灼烧和覆盖物热量积聚管路内的水可以保证瓦斯气体的温度不会超过100度，远低于瓦斯的燃点，当然也不会爆炸。
3管道因腐蚀产物的自燃细水雾可以保证不会让腐蚀物自燃。
4设备回火发电机组都有防回火装置，细水雾装置前后端有阻火器，气水分离器也相当于阻火器，细水雾也有极好的阻火作用。
所以回火不会引起输送系统内瓦斯的燃烧爆炸。
1.4工艺流程图
工艺流程图请见附图。
（低浓度瓦斯细水雾输送原理图-1-model）
1.5系统组成
系统包括水环真空泵、阻火器、瓦斯管道、排空阀、输气阀、细水雾发生器、脱水器、过滤器、蓄水箱、补水箱、水循环泵、水管道、喷雾嘴和连接法兰、甲烷监测仪表以及控制系统和通信模块。
细水雾发生器之前各部分主要采用法兰连接。
1.6主要技术特点：
（1）. 该项目通过利用水位自控水封阻火器、金属波纹带瓦斯管道专用阻火器、细水雾与煤矿抽放瓦斯混合输送等阻火技术，为抽放瓦斯的安全输送和利用创造了条件。
（2）借助细水雾消防灭火机理，将细水雾与煤矿抽放瓦斯混合输送，消除管道输送过程中可能引起的静电和管道由于自然或人为因素引起的火源。
当输送管道两端产生火焰时，能在管道内迅速熄灭火焰而有效阻止火焰向前或向后传播。
（3）水雾在输送管道内末端经脱水器与瓦斯分离，由水泵打压循环使用，减少了系统的消耗水量。
（4）瓦斯发电机组采用电控混合、金属波纹带瓦斯管道阻火等技术，防回火措施有效，适应煤矿抽放瓦斯压力、浓度变化大的特点；采用自动控制系统进行监控，使机组运行较平稳，自动化程度较高。
2机组具有完善的安全控制系统
符合标准JB/T9583.1-1999，并具备以下安全保护装置：
①发动机油压低报警、油压过低停车
②发动机超速报警、停车
③发动机冷却水温度高报警
④发动机机油温度高报警
⑤发电机逆功率保护
⑥发电机欠电压保护
⑦发电机过电流保护
所有旋转部分均采用了护罩作为防护装置进行防护。
第六章执行的标准
1燃气机组制造、检验所执行的标准
GB/T2820－1997往复式内燃机驱动的交流发电机组
GB/T1859－2000内燃机噪声功率级的测定、准功率法
GB/T6702－2000往复式内燃机性能
GB/T14024－1992内燃机电站无线电干扰特性的测量方法及允许值、传导干扰
GB3100－1993国际单位制及其用法
IEC60079爆炸性气体环境用电器设备
ISO3046往复式内燃机性能
ISO8178往复式内燃机废气排放测定
ISO8528往复式内燃机驱动的交流发电机组
JB/T9583.1-1999气体燃料发电机组通用技术条件
Q/ZC52125－2001淄博柴油机总公司天然气发电机组出厂试验大纲
2主要原材料采用标准
Q/ZC56003-92300球铁曲轴验收技术条件
Q/ZC56005-89300铌缸套验收技术条件
Q/ZC56013-89300活塞
Q/ZC56069-2001柴油机锻钢件（连杆、主要螺栓等）
Q/ZC56044.1-2001柴油机灰铸铁件（机体、机座等）
Q/ZC56044.3-2005柴油机蠕墨铸铁（缸盖等）
3瓦斯输送执行的标准
GB50028-93城镇燃气设计规范
GB50251-2003输气管道工程设计规范
GB50183-2004石油天然气工程设计防火规范
GB50257-96电气装置施工及验收规范
GB50235-1997工业金属管道工程施工及验收规范;
GB50316-2000工业金属管道设计规范
GB50275-98压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范
GB16808—1997可燃气体报警控制器技术要求和试验方法
GB6222—86工业企业煤气安全规程
GB15630—1995消防安全标志设置要求
BG50058-92爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范
CJJ33-2005城镇燃气输配工程施工及验收规范
CJJ94-2003城镇燃气室内工程施工及验收规范
CJJ95-2003城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程
SY/T4080—95管道、储罐渗漏检测方法
Q/XNY503-2009低浓度瓦斯输送系统
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