低浓度瓦斯电厂扩容改造项目的实施

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1.项目的提出
　　祁东煤矿是煤与瓦斯“双突”的重灾害矿井，瓦斯灾害大，瓦斯平均含量10m？/t，预计瓦斯涌出量为39.4 m？/min， 已探明瓦斯地质储量22.59亿m？，可抽采量11.9亿m？。祁东矿为了能把抽采出的瓦斯得到综合利用，达到“以用促抽”目的，已建有低浓度瓦斯电站一座，共4台低浓度瓦斯发电机组，装机容量为2300KW，采取与山东胜动公司合作的方式已经运行时间6年。目前，根据祁东矿瓦斯泵站抽排瓦斯浓度为15%左右，混合流量保持在8100 m？/ h左右，4台发电机组可消耗混合流量约为4416 Nm3/h，尚有部分富裕瓦斯排空，所以提出在现有项目的基础上再按照扩容三台低浓度发电机组的技术改造方案，从而进一步提高瓦斯利用率，减少排空瓦斯对环境的污染，保障井下的安全生产，增加公司的经济效益。
　　2.项目现状
　　瓦斯电厂目前采用四台胜动公司生产的600GF1-3RW型低浓度瓦斯发电机组，发出400V交流电通过变压器升压到6KV高压，再通过高压电缆向矿变电所并网送电。
　　厂内设置开放式发电机房、低压配电室、职工宿舍、水泵房等。机组采用开放式冷却系统，内建有水池两座，同时配有冷却塔。现机房内尚有三台高浓度机组不能运行。
　　3、扩容改造技术方案
　　3.1 瓦斯泵站气源情况
　　根据矿瓦斯泵站抽排瓦斯浓度为15%左右，混合流量保持在8100立方/ h左右。瓦斯纯量约为：
　　8100立方/ h×15%=1215立方/ h
　　按照单台发电机组正常运行需要消耗瓦斯纯量约为165.6Nm3/h计算，现有的四台发电机组可消耗混合流量约为4416 Nm3/h。项目尚有3684立方/ h的抽采瓦斯空排。经计算，调整后的空排瓦斯可以满足三台发电机组正常运行。
　　3.2 具体改造实施方案
　　1）在原址厂房内扩容三台机组，将原有的三台高浓机组移出机房并妥善封存，对高浓机组基础进行改造再利用，节约成本。
　　2）从抽放泵站从新架设一套DN500的瓦斯电厂输送管线，与原有老管线进行并联运行，同时，在新管线上添加一套瓦斯管道细水雾输送系统。
　　3）拆除操作室内老机组控制屏和隔离柜，留出空间安装新的控制屏操作台等电器设备。对闲置的高压柜和低压开关柜进行检修检测后进行再利用，同时把闲置1600KVA变压器移出更换成2500KVA。
　　4）由于机组的增加外循环冷却系统需要改造，在原泵房管道上加设两台高低温循环泵，大大提高了循环水泵运转的保障性；同时增加一套高温水冷却塔，让机组冷却效果更好。
　　5）为保障变压器室和外循环泵房室内有良好的通風效果，在每个车间墙壁加装两台大型排气扇。
　　6）此扩容项目自2016年12月开工，2017年3月完成所有设备的安装测试工作。
　　4、经济效益分析
　　扩容前：
　　参照2015年项目，年发电量14080120Kwh，按照矿方用电电价0.5479元/Kwh计算，年收益如下：
　　14080120Kwh×（0.5479-0.27）=391.3万元
　　备注：0.27元支付胜动公司的技术服务费。
　　瓦斯利用量按照每立方纯瓦斯发3 Kwh计算，年利用瓦斯量为：
　　14080120Kwh÷3=469.3万m？
　　扩容后
　　扩容后按照计划每天保持6台机组运行，一台检修，每天发电量6.5万Kwh，每年运行时间按照8000小时计算，扩容后年收益如下：
　　6.5×8000/24×（0.5479-0.24）=667.1万元
　　备注：项目扩容后，胜动公司技术服务费再降0.03元/Kwh。
　　瓦斯利用量按照每立方纯瓦斯发3 Kwh计算，年利用瓦斯量为：
　　6.5×（8000÷24）÷3=722.2万m？
　　扩容前后对比分析：
　　瓦斯电厂扩容项目完成后比扩容前年发电量增加758.7 Kwh，增加销售收入275.8万元；年利用纯瓦斯量增加252.9万m？。此项目全部投资由山东胜动公司出资，继续采取双方合作的方式运营。因此顺祥公司在不增加任何投资的前提下，可实现增加现有年收益的70%，从而增加了股民的收益。
　　5、社会效益分析：
　　实施低浓度瓦斯电厂扩容项目后，年利用纯瓦斯突破700万m？，大大提高了瓦斯利用率，有利于充分利用矿井排空瓦斯，进一步解决了矿井排空瓦斯造成的浪费和对环境污染问题，在治理矿井瓦斯灾害的同时，将原煤生产的“废物”变为可综合利用的资源 “宝”，利用瓦斯发电可以使抽放瓦斯成为盈利工程，抽放的瓦斯越多，产生的经济效益也就越好，形成良性循环；有了经济杠杆的作用，进一步调动抽放瓦斯的主动性，达到了“以用促抽”的目的，促进煤矿安全生产。大力发展低浓度瓦斯发电项目，既响应了国家节能环保政策，又能使资源得到了充分利用，给企业以及整个社会创造了良好的经济效益和社会效益。
　　6、结论
　　本项目根据祁东矿瓦斯实际抽采情况并结合瓦斯电厂目前低浓度瓦斯发电机组6年的实际运行的安全可靠性，确定再扩容三台抵浓度瓦斯发电机组的项目条件具备，在技术上是成熟可行的，在经济上是合理的，项目建成后最大限度地利用煤矿瓦斯抽采资源，减少瓦斯对大气的污染，降低地球表面的温室效应，保护地球生态环境，提高了煤矿生产的安全性，具有良好的经济效益和社会效益，所以对低浓度瓦斯发厂实施扩容改造项目是十分必要的。
　　参考文献
　　[1] 皖北煤电集团公司卧龙湖煤矿低浓度瓦斯发电项目初步设计，山东省阳光工程设计院，2008.5
　　[2] 陈宜亮，低浓度煤层气发电机组技术及应用.山东理工大学学报，2003，7（4）
　　[3] 王延延，低浓度瓦斯利用技术在我国的应用及现状.百度文库，2016
　　[4] 胡川，低浓度瓦斯发电技术的应用.《中华电力》2014.02
　　作者简介：孙军（1984—），安徽淮北人，助理工程师，毕业于安徽理工大学机电一体化专业，目前在祁东矿瓦斯电厂从事技术员工作。