瓦斯发电方案

1、项目概况：

盘县石桥镇鹏程煤矿年产15万吨，有抽排系统，井下相对涌出瓦斯量61方/分，浓度50%以上。根据厂负荷800KW左右，可以上2台500GF1-2RW机组，后期如果负荷增加，或者上网手续办理好后可以再增加机组。

2.项目方案

根据瓦斯浓度本项目方案采用胜利油田胜利动力机械有限公司生产的“胜动”牌500GF1-2RW瓦斯发电机组，该发电机组适用于瓦斯浓度大于30％以上的瓦斯发电。

本方案从“胜动”瓦斯发电机组技术可行性、安全保障、经济可行性等方面，进行建站项目可行性分析论证。

3.瓦斯发电的可行性

内燃机对瓦斯的适应性

胜利油田胜利动力机械有限公司是全国唯一的系列化、专业化燃气机生产企业，燃气机的生产已经有20多年的历史。近几年在瓦斯、煤层气、天然气、石油炼化尾气、焦炉尾气的利用上取得了突破，产品已经在全国各地得到广泛应用。我公司生产的瓦斯发电机组已经在贵州水城、重庆松藻、山西晋城、山西阳泉、安徽淮南、淮北、辽宁阜新、辽宁抚顺等地煤矿成功应用。

瓦斯发电机组针对瓦斯特点设计，采用了数字点火技术、电控技术、增压中冷、稀燃技术等多项国家专利技术和实用新技术，很好地解决了燃烧控制、浓度变化等问题。

瓦斯发电机组应用的技术

煤矿瓦斯抽放过程中，瓦斯的压力和CH4浓度是在不断变化的，胜利油田胜利动力机械有限公司生产的瓦斯发电机组适应瓦斯的变化，具有以下技术特点：

3.2.1空燃比自动调节技术

煤矿抽排瓦斯过程中浓度和压力不稳定,该瓦斯发电机组采用电控混合技术对发动机的空燃比进行实时控制。发动机自动实时监控燃烧状况，由中央控制单元发出指令，执行器调整燃气通道，从而改变燃气进气量，达到自动调节混合比的目的，使发动机空燃比始终保持在理想状态，整个调整过程自动实现。

瓦斯发电机组采用电子控制技术，通过闭环自动调节混合气空燃比，显着提高对燃气浓度变化的适应能力，瓦斯浓度在6%－100％之间变动时，机组都能适应。

3.2.2低压进气技术

针对一些瓦斯压力低的特点，该发电机组采用先混合后增压技术设计使机组对燃气的压力要求

O以上即可达到机组的使用条件，不需要增加加压装较低，只需要燃气进气压力达到300mmH

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置，减少投资。未采用此技术的国内其他厂家的发电机组需要增加加压装置，这样不仅增加了投资，同时也增加了机组故障点、安全隐患，并消耗了电力。

3.2.3稀燃技术

机组通过合理匹配配气系统，调低空燃比,利用自主知识产权的新概念燃烧室技术在局部形成点火能量相对优势，尔后实现多点点火，增大了点火能量，提高燃气燃烧速度，实现了稀薄燃烧，

降低了机组热负荷，提高了机组对燃气的适应性和机组的热效率，其动力性和可靠性大大提高。未采用此技术的机组，对燃气的潮湿性较为敏感，表现为点火困难或点火不连续。

3.2.4燃烧自动控制技术

此技术为我公司独创。通过此项技术，可将机组的排气温度控制在550℃以下，显着降低热负荷，明显提高机组运行可靠性，特别是具有避免爆震发生的作用。

未采用此技术的机组一般是凭人的感官和经验来调整机组运行状况，机组运行时排气温度会超过650℃，其关键部件的寿命大大降低，不能满足机组长期运行的要求。

3.2.5数字点火技术

该技术为胜利动力机械有限公司专利技术，点火系统由ECU、火花塞、高压线、高压点火线圈等部分构成。

该技术由ECU根据不同类型的燃气机，或燃气机的不同工况，从软件上调整点火能量和点火时间，保证燃气燃烧充分，机组可靠运行。此点火系统尤其适合多缸机型，使每个气缸都能在最佳状态工作，发挥机器的最佳性能。

3.2.6增压中冷技术

发动机针对瓦斯的特性合理匹配增压器和中冷器，增加了燃气进气量，提高了发动机功率。与稀燃技术结合，实现燃气稀薄燃烧，减少燃气后燃与爆震倾向，降低热负荷，改善排放，提高了燃气机的动力性、经济性。

3.2.7电子调速技术

选用美国WOODWARD电调系统，该系统是当前世界最先进的大功率调速系统，经过20多年燃气机研发经验和国内外机组的使用验证，该调速系统的使用性能优越，具有高稳定性和反应快速等优点，适合多台机组并车或并网时使用，可达到精确的速度控制，使机组调速率稳定。

3.2.8 TEM全电子控制技术

利用TEM（全电子控制技术）系统对瓦斯浓度、发动机缸温、排温、混合器转角、监控仪测量参数、电量参数进行采集记录与故障报警，并能自动调节混合器控制阀开度，使机组始终处于最佳工作状态。进气总管装甲烷传感器，符合煤矿防爆要求。TEM系统还可以根据用户的需要实现信息远传和远程监控。

3.2.9防回火技术

我公司针对瓦斯的特点，研制了专用的干式阻火器，用于发动机的三处阻火点，防止发动机回火。此专用阻火器通过了国家消防总局的批准。

“胜动”瓦斯发电机组特点

燃气机组针对瓦斯特点设计，机组特性如下：

①可适用于燃气成份变化的燃气发电，计算机闭环控制，自动跟踪成份变化，保证良好燃烧，保证机器运转平稳，国内唯一掌握；

②可适应极低压力的燃气，不必增压，减少投资和提高有效发电量；

③效率高，热效率可达32-40％。

④机组自成体系，辅助设备少；建站简单，投资少；

⑤建站周期短，一般不超过2个月，见效快；运行费用低；

⑥机组可单台使用，也可多台组合使用，可并机，也可并网；

⑦机器质量可靠，机组功率是同等柴油的功率的50％多一点，机械负荷小，转速低；

⑧主重要控制部分零件如调速器、点火系统、火花塞等，是从美国进口；

⑨机组的各种保护系统齐全；技术成熟，有近20年的生产历史；备件充足，服务及时。

从机组技术上分析及实际运行情况来看，利用胜利油田胜利动力机械有限公司生产的500GF1-2RW瓦斯发电机组，以煤矿瓦斯为燃料发电，是可行的。

4.机组系统组成及性能参数

瓦斯发电机组的系统组成

主要包括润滑系统、冷却系统、瓦斯进气系统及控制单元、电子点火系统、排气系统、控制管理系统及发电机组控制系统。

机组性能参数

机组型号: 500GF1-2RW

控制屏型号：PCK1-RB500

额定功率：500kW

额定频率：50Hz

额定转速：1000r/min

额定电压：400V

额定电流：902A

功率因数：（滞后）

接线方式：三相四线制

起动方式：24V直流电起动

电压调整方式：自动调节

调速方式：电子调速

循环水冷却方式：开式（带换热器）

连接方式：弹性联轴器联接

外形尺寸：5506×1970×2750mm

机组质量：12500kg

发电机组控制

每台发电机组由生产厂家（胜利油田胜利动力机械有限公司）自带一套控制、保护、监控设备（控制屏）。

发电机组控制：发电机组的启动、停机、调频、调压、投运、切除、并车、解列。

发电机组的测量监视仪表包括：①发电机的交流电流表、电压表、功率表、功率因数表、频率表、电能表、转速表、运行时间累计表及相应配套的电流互感器、电压互感器、测量转换开关；

②瓦斯机的水温、油温、油压及排烟温度。

瓦斯发动机的状态信号：运行状态预告、故障报警信号、水温、油温过高报警、润滑油压过低、超转速故障。

发电机组监控设备装在控制屏上，而且可以远传。