陽(yáng)煤寺家莊公司新建低濃度瓦斯發(fā)電方案

1、陽(yáng)煤寺家莊公司新建低濃度瓦斯發(fā)電方案一、項(xiàng)目概述利用瓦斯發(fā)電既符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保政策，又是集資源合理配置、礦井安全生產(chǎn)為一體的效益工程，屬于礦井瓦斯綜合利用項(xiàng)目，具有良好的節(jié)能效果，環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益可觀。寺家莊公司每年排空的低濃度純瓦斯量約32000 萬(wàn) m，瓦斯?jié)舛仍?2-5%之間?；趪?guó)家節(jié)能減排要求，為了合理利用這部分低濃度瓦斯，并且考慮利用瓦斯電廠尾氣余熱解決礦井冬季井口加溫問(wèn)題，部分或全部替代現(xiàn)有的燃煤熱風(fēng)爐， 從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、 資源綜合利用的目的。為此，擬在寺家莊礦中央風(fēng)井工業(yè)廣場(chǎng)西部現(xiàn)有土地建設(shè)10MW余熱利用瓦斯發(fā)電機(jī)組。二、低濃度瓦斯發(fā)電方案可行性分析1、瓦斯氣源分析寺家

2、莊礦抽采瓦斯來(lái)源主要來(lái)自井下 （地面抽采瓦斯計(jì)劃下一步開(kāi)始實(shí)施）；井下抽采瓦斯分本煤層和鄰近層兩部分，現(xiàn)本煤層抽采瓦斯全部排空， 鄰近層抽采瓦斯是瑞陽(yáng) CNG項(xiàng)目的主供氣源， 同時(shí)保障礦井供暖及生活民用。2014 年寺家莊公司本煤層抽采瓦斯純量為31467 萬(wàn) m，濃度為 24%，最高為 4.6%；2015 年本煤層抽采瓦斯純量31832 萬(wàn) m，濃度為 35%。隨著煤礦瓦斯治理力度的加大、 抽采工藝改進(jìn)以及采掘工作面有序銜接，本煤層瓦斯抽采量將逐年增加，瓦斯?jié)舛纫矊⒅鸩教岣?，預(yù)3計(jì) 2016 年本煤層抽采瓦斯量在2500 萬(wàn) m以上。在正常生產(chǎn)條件下，寺家莊公司鄰近層瓦斯（35%以上）抽采量

3、3每年都在 6000 萬(wàn) m 以上。隨著礦井開(kāi)采強(qiáng)度和瓦斯抽采工程的加大，3瓦斯抽采量將逐年增加，預(yù)計(jì) 2016 年瓦斯抽采量在 5000 萬(wàn) m以上（生產(chǎn) 8 個(gè)月計(jì)算）。鑒于寺家莊本煤層抽采瓦斯?jié)舛鹊偷默F(xiàn)狀，建議采?。阂皇且?guī)范本煤層抽采工藝、完善抽采管網(wǎng)提高瓦斯?jié)舛冗_(dá)8%以上，二是考慮3摻混 10001500 萬(wàn) m 鄰近層高濃度瓦斯， 形成瓦斯?jié)舛葹?9%左右的穩(wěn)定氣源。2、瓦斯供氣方式及輸送寺家莊礦瓦斯抽放站目前有6 臺(tái)水環(huán)式真空泵抽采本煤層瓦斯，3抽采能力為 3200m/min ；有 2 臺(tái)水環(huán)式真空泵抽采鄰近層瓦斯，抽采3能力為 1240m/min 。低濃度瓦斯輸送系統(tǒng)須設(shè)置泄爆、

4、 阻爆、抑爆三種不同原理的阻火防爆裝置。本方案阻火泄爆裝置采用水封阻火器， 阻爆裝置采用自動(dòng)阻爆裝置，抑爆裝置采用細(xì)水霧裝置。各種裝置型號(hào)與管道尺寸及敷設(shè)方式具體在設(shè)計(jì)階段考慮。如果低深度瓦斯達(dá)不到 8-9%的要求，需摻混鄰近層瓦斯時(shí)，由為煤層氣牽頭與礦方協(xié)調(diào)配合，制定配、輸方案。3、電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)保障（1）寺家莊礦電網(wǎng)現(xiàn)狀寺家莊礦現(xiàn)有一座35kV 變電站（寺礦 35/10kV 變電站），站內(nèi)設(shè)有 2 臺(tái) SFZ10-31500/35 的主變， 35kV 母線接線方式為雙母線接線、10kV 母線接線方式為單母線分段。礦井的35kV 電源分別引自昔陽(yáng)220kV變電站 35kV 的不同母線段， 輸電

5、距離 4.6km，架空導(dǎo)線的型號(hào)為 2×LGJ-240，任一回路均能保證礦井全部負(fù)荷用電。中央風(fēng)井 10kV配電室為雙回 RZ-YJV-8.7/15 3 ×1×300-100mLGJ-240-805mRZ-YJV-8.7/15 3×1×300-280m進(jìn)線，線路長(zhǎng) 1.2km，雙回路電源分別引自寺礦 35 kV 變電站 10kV的不同母線段，中央風(fēng)井10kV母線接線方式為單母線分段， 任一回路均能保證新建瓦斯發(fā)電全部負(fù)荷。新建瓦斯發(fā)電 20×500kW(或10×1000kW)項(xiàng)目，擬以一回 RZ-YJV-8.7/15 3 &

6、#215;1×300線路接入中央風(fēng)井 10kV配電室母 812備用回路。（ 2）電力負(fù)荷及電力平衡根據(jù)寺家莊公司的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料，現(xiàn)在全礦井有功功率計(jì)算負(fù)荷為 15000kW。本期工程擬建 20 臺(tái) 500kW（或 10 臺(tái) 1000kW）低濃瓦斯發(fā)電機(jī)組，發(fā)電站總裝機(jī)容量為 10000kW。工程建成后發(fā)出電力 10000kW，年發(fā)電量為 6000×104kWh（機(jī)組滿負(fù)荷年運(yùn)行 6000 小時(shí)）?？鄢龔S用電（廠用電率按 4%計(jì)）外，尚余 9600kW電力和 576×104 kWh。瓦斯電廠所發(fā)電力送入中央風(fēng)井 10kV母供礦井使用，富余電量返回寺礦 35kV 變電

7、站供礦井使用，不足部分仍需從系統(tǒng)取電。因此利用礦區(qū)豐富的煤層氣資源， 建設(shè)瓦斯發(fā)電工程， 不僅使生態(tài)環(huán)境得到改善，同時(shí)可補(bǔ)充礦區(qū)不斷增長(zhǎng)的電力需求。（ 3）電廠接入系統(tǒng)瓦斯電站位于距寺家莊公司中央風(fēng)井 10kV 變電站約 200 米，發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電力主要用于滿足礦井用電需求， 故瓦斯電站接入系統(tǒng)擬采用 10kV 電壓等級(jí)接入中央風(fēng)井 10kV 變電站母 812 備用回路；瓦斯電站接入系統(tǒng)方式以接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)為準(zhǔn)。（ 4）電氣主接線考慮瓦斯電站裝機(jī)容量為 10000kW低濃瓦斯發(fā)電機(jī)組。 發(fā)電機(jī)出口電壓為 10.5kV。電氣主接線為： 20 臺(tái)瓦斯發(fā)電機(jī)組 10kV 母線，再經(jīng) 1 回 RZ-Y

8、JV-8.7/15 3 ×1×300 線路接入中央風(fēng)井配電室 10kV 母 812 備用回路。（ 5）系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置瓦斯電站以一回10kV 線路接入中央風(fēng)井10KV母線，采用光纖縱差保護(hù)為主保護(hù)，裝設(shè)過(guò)流、過(guò)頻過(guò)壓等后備保護(hù)裝置，具體配置以接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)。（ 6）系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化及通訊瓦斯電站建設(shè)一路光纜至中央風(fēng)井10 kV 配電室再至寺礦35kV變電站，實(shí)現(xiàn)瓦斯電站與寺家莊礦變電站的電力通信。瓦斯電站調(diào)度自動(dòng)化及遠(yuǎn)動(dòng)通訊最終以接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)為準(zhǔn)。（ 7）余熱利用系統(tǒng)根據(jù)供暖需求量及余熱量進(jìn)行設(shè)計(jì)。4、國(guó)家環(huán)保規(guī)定要求現(xiàn)中央風(fēng)井熱風(fēng)爐為燃煤設(shè)備，排放污染物達(dá)不

9、到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB13271-2014規(guī)定， 2016 年 7 月 1 日起，不達(dá)標(biāo)的將被環(huán)境保護(hù)主管部門(mén)責(zé)令改正或者限制生產(chǎn)、停產(chǎn)整治，并處 10 -100 萬(wàn)元罰款。為此，低瓦斯發(fā)電項(xiàng)目還可作為燃煤熱風(fēng)爐改造的新途徑。三、低濃度瓦斯發(fā)電規(guī)模方案按現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)機(jī)組參數(shù)估算，每 1 m3 純瓦斯發(fā)電 2.6kWh，同時(shí)按寺家莊現(xiàn)抽采瓦斯情況綜合分析考慮：使用鄰近層增量氣源（濃度3純量，與低濃度瓦斯（平均濃度4.5%）1200萬(wàn)35%計(jì)算） 1500 萬(wàn) m3500kW機(jī)組 20 臺(tái)或者國(guó)產(chǎn) 1000kW機(jī)組10m 純量摻混，可安裝國(guó)產(chǎn)臺(tái)。四、方案比較與效益分析1、投資

10、估算方案一：寺家莊瓦斯電廠擬安裝 20 臺(tái) 500kW機(jī)組，采用鋼結(jié)構(gòu)廠房對(duì)排對(duì)面大空間布置， 余熱鍋爐采用五對(duì)一室內(nèi)布置， 通風(fēng)方式采用側(cè)下進(jìn)上出（強(qiáng)進(jìn)自然出）余熱鍋爐布置在廠房外平臺(tái)上。因電能直接輸入中央風(fēng)井 10kV段母線，不需要安裝主變壓器。按照目前設(shè)備、材料及工時(shí)費(fèi)估算，每 kW造價(jià)按 4200 元估算，項(xiàng)目總投資約 4200 萬(wàn)元。方案二：寺家莊瓦斯電廠擬安裝 10 臺(tái) 1000kW集中箱式機(jī)組， 配置余熱利用系統(tǒng)，整個(gè)工程造價(jià)按 4000 萬(wàn)元估算。2、投資回收年發(fā)電量 6000 萬(wàn) kWh，上網(wǎng) 5760 萬(wàn) kWh，自發(fā)自用電價(jià)按 35kV 等級(jí)平段電價(jià)計(jì)算，每 kWh0.5

11、09 元（含稅），實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入 2500 萬(wàn)元。年消耗純瓦斯6000/2.6=2308 萬(wàn)立方米，為集團(tuán)公司提供氣源費(fèi)231 萬(wàn)元。因?yàn)樽詡錂C(jī)組，集團(tuán)公司每年可獲得財(cái)政補(bǔ)貼 923 萬(wàn)元。按照目前的運(yùn)營(yíng)水平，年運(yùn)營(yíng)成本為 0.12 元/kWh，提取折舊 0.08元/kWh，度電利潤(rùn) 0.235 元/kWh，年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)利潤(rùn) 542 萬(wàn)元。按照目前利息水平計(jì)算， 財(cái)務(wù)費(fèi)用每年 200 萬(wàn)元。年估算管理費(fèi)用 100 萬(wàn)元。年現(xiàn)金流合計(jì) =現(xiàn)金流入 - 現(xiàn)金流出=氣源費(fèi) +補(bǔ)貼收入 +營(yíng)業(yè)利潤(rùn) +折舊 - 財(cái)務(wù)費(fèi)用 - 管理費(fèi)用 - 所得稅=231+923+542+461-200-100-73=1784 萬(wàn)元投資回收期 =4200/1784=2.35 年。因建設(shè)期設(shè)備部分進(jìn)項(xiàng)稅可以在生產(chǎn)期抵扣，國(guó)家有增值稅先征后退政策，增值稅費(fèi)未考慮。3、節(jié)能降耗（1）如裝機(jī)容量初期按 1 萬(wàn) kW計(jì)算，考慮發(fā)電設(shè)備的實(shí)際效率及備用、檢修，全年保有發(fā)電量可達(dá) 5000 萬(wàn) kWh。按 2015 年公司全年用電量 1.05 億 kWh計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)自用電近 50%，按每度電綜合電價(jià)