胜动沼气发电资料

年4月19日胜动沼气发电资料文档仅供参考，不当之处，请联系改正。方案编号：F/500GFZ-PwZ012-11-沼气发电项目技术方案胜利油田胜利动力机械集团有限公司方案编号F/500GFZ-PwZ012-11-技术方案沼气发电项目技术方案业主编制日期审核日期目录一、项目简述 11．1、项目概述 11.2、项目规模 1二、沼气发电各系统描述 12.1、土建部分 12.2、进气系统 22.3、发配电系统 22.4、控制系统 32.5、机组冷却系统 52.6、机组排气系统 52.7、余热回收利用系统 52.8、沼气报警 62.9、防雷接地系统 6三、电站建设工期 6四、电站工程投资（两台500kW低压发电机组） 6五、胜动自动化机组参数 8六、胜动自动化机组技术特点 86.1、功能综述 86.2、功能阐述 9七、公司简介 117.1、胜动集团概况 117.2、主要业务 137.3、先进的设备 137.4、主要荣誉 137.5、胜动理念 15一、项目简述1．1、项目概述本项目利用养殖场粪污处理处理产生的沼气建立沼气发电站，所发电力直接连接至厂区配电室变压器低压侧，用来补充企业内部生产用电，同时可利用沼气机组排烟余热及缸套水余热生产蒸汽和热水。该项目将沼气生物能开发成绿色电力资源，是一个集环境保护、清洁能源、循环节约为一体的综合利用技术项目，符合国家产业政策，属于典型的国家积极推广的分布式能源发电。项目的实施，将会带来十分显著的经济效益、环保效益和社会效益。1.2、项目规模设计装机容量1000kW，选用两台500GFZ-PwZ型沼气发电机组。单台机组额定功率500kW。二、沼气发电各系统描述沼气发电系统工程主要可分为：土建部分、进气系统、发配电系统、冷却系统、排气系统、余热利用系统、报警及通风系统、消防系统等。2.1、土建部分2.1.1、建构筑物发电机厂房及附属厂房采用轻钢彩板结构。两台发电机组电站机房按13.5m×13m×6.5m设计，机组控制室与配电室、余热泵房与配件室分别位于发电机房两侧，分别按13.5m×4.5m×4.2m设计。2.1.2、室内、外装修及工程做法⑴地面：配电室及值班休息室为水磨石地面，其它工业建筑地面为混凝土水泥地面。⑵外墙面：为混合砂浆抹面，外刷外墙涂料；内墙面：为混合砂浆抹面，刷乳胶漆(也能够见彩钢机房)。2.1.3、机组安装基础机组安装在一个公共底座上，发电机和发动机用高弹联轴器连接，底座有足够的刚度，便于机组安装和搬运。机组地基结构应按现场土质状况确定。控制柜和机组可安装在不同的房间。2.2、进气系统本工程共敷设1条DN150沼气输送主管线，为电站内燃气发电机组输送净化处理后的沼气。在沼气输送主管线上设置丝网过滤器、管道专用阻火器、流量计、压力表、温度计等。沼气发电机组对沼气的气质要求如下：沼气温度10℃～40℃；沼气压力3kPa～10kPa，压力变化速率≤1kPa/min；粉尘粒度≤5μm，粒度含量≤10mg/Nm3；H2S≤50mg/Nm3；沼气湿度≤80%，最低环境温度时，沼气进气管线无冷凝水；NH3≤40mg/Nm3；硅化物含量≤10mg/Nm3；沼气中甲烷体积含量≥45%，甲烷体积含量变化速率≤2%/min。2.3、发配电系统胜动低压沼气发电机组出口电压是400V，出线经机组断路器柜汇接至配电室变压器低压侧。两台发电机组机组输出低压电缆共需选用3根YJV-0.6/1kV3×185型。站房内的电气开关、电磁阀、照明灯具采用防爆型。电站自用电利用企业内低压电网和机组所发电经过站用配电柜送到余热系统循环水泵、卧式多风扇水箱、机房照明、机组启动柜、机房轴流风机等所有用电设施。2.4、控制系统500GFZ-PwZ机组采用TEM2机组管理系统，具有自动化程度高、外型美观、布局合理、操作简单、监控齐全、安全可靠、高防护等级等特点。机组自动控制系统主要包括进口最为成熟和可靠的机组综合控制器、信号采集模块、混合器驱动控制模块等。可实现一键启动，空燃比自动控制、自动并网、自动调整功率因数、自动负荷分配、自动加载、自动卸载等功能。机组采用就地控制、远程监控、中央管理的三级管理网络。系统工作模式灵活，满足客户的各种运行情况需要。机组电气系统实现强弱电分离，操作安全方便，更便于构建大型自动化电站。（1）就地控制柜：安放在集装箱内。完成机组信号采集、控制、保护等，包括主控器、数据采集模块、数字点火控制器、直流电源、混合器驱动等。就地控制柜主要实现机组的控制功能，其包含大型ECU系统、燃气发电机组专用智能控制器、信号采集模块、电子调速器、显示器、直流电源、控制系统蓄电池等，具有过载、过流、短路、逆功率、欠频过频、欠压过压、电瓶电压过高或过低等保护功能，也可实现对发动机缸温、排温、冷却水温度、机油温度、机油压力、转速、混合器开度等进行监视、报警或自动跳闸停机保护。机组以ECU为控制核心，并配备燃气发电机组专用智能控制器，显示单元为触摸屏及机组智能控制器液晶显示屏。ECU和机组智能控制器二者结合可提供并网发电机组的整体操作管理，与电子调速器和发电机AVR调压控制器配合可实现机组并网时的自动准同步并网及功率因数自动调整，可实现机组的一键启动及空燃比的自动调整。（2）远程控制柜：布置于控制室内，经过与就地控制柜通讯实现对机组的控制，具备远程监控功能。远程通讯与机组数量有关，可实现一对二控制。（3）机组断路器柜：布置于集装箱内，内含机组断路器及多风扇水箱控制功能。包括断路器、变频器、电抗器等。a)测量功能：三相电压(相电压及线电压)、三相电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、电度计量、多路开关量输入遥信采集、装置遥信变位、事故遥信及事件记录。b)控制功能：断路器的远程分闸及合闸。c)保护功能：三段式电压闭锁的方向过电流保护、三段式零序电流保护、零序电压监测保护、方向闭锁及电压闭锁、过负荷告警及跳闸保护、低周(频)减载及低压解列保护、PT断线检测、小电流接地选线。2.5、机组冷却系统根据沼气发电机组的性能要求，发电机组循环冷却水经过卧式多风扇水箱进行冷却。在机房外安装一个高架软化水箱，靠自然压差向机组的冷却循环系统补水。高温冷却内循环主要是冷却发动机机体、气缸盖等部件，低温内循环主要是冷却机油和混合后的气体。单台机组配套卧式多风扇水箱共设8个冷却风扇，能够经过控制风扇开启数量控制水温。冷却循环使用防冻液。2.6、机组排气系统从机组排气接口安装波纹管，以减小机组对排烟管的震动，再经过排烟管、防爆门等引至室外，最后连接消音器，以便降低周围的噪音。2.7、余热回收利用系统本工程充分利用发电机组排气余热，在发电机组烟道出口上加装一套管壳式余热锅炉，以机组排气的热量为能源，高温烟气经过特制的余热回收装置加热热水产生蒸汽接至现有蒸汽管网（或可产生热水）。烟道出口烟气温度约550℃，经余热锅炉换热后烟气温度170℃。单台机组约可产生0.4Mpa蒸汽量为0.4吨/小时。500kW燃气发电机组额定功率运行时，燃料能量的35%左右转化为电能，其它约有32%随尾气排出，25%被发动机冷却水带走，经过机身散发等其它约占8%左右。发电排烟高温水低温水其它35%32%16%9%8%余热利用计算（理论计算供参考）500kW发电机组额定功率运行时，每小时消耗总热量为500÷35%=1428.6kW。机组可利用的余热有两部分，一是排烟热量，二是高温水热量。其中（1）排烟温度为550℃左右，经过烟气－水余热锅炉换热后烟气温度变为160℃左右。每小时排烟总热量为1428.6kW×32%＝457.2kW，换热器热损按5%计算，则排烟可利用热量为457.2kW×（550-160）/550×（1-5%）＝308kW。约占总热量的21.6%。约合264880kcal,即1107198kJ/h。A.可产生0.4MPa饱和蒸汽量为1107198÷（2748-84）≈416kg/h。（0.4MPa蒸汽饱和温度151.83℃，比焓为2748kJ/kg；补给水按20℃计算，比焓为84kJ/kg）B.要求余热锅炉进水温度20℃，出水温度90℃，则每小时产热水量为264880kcal÷（90℃-20℃）=3784kg。（2）机组高温水主要冷却机体缸盖缸套等高温部件，高温冷却水进水温度70～75℃，高温回水温度75～80℃。能够经过水-水板式换热器对机组冷却水热量进行回收利用。每小时高温水散发的热量为1428.6kW×16%＝228.6kW，换热器热损按5%计算，则高温水可利用热量为228.6kW×（1-5%）＝217.2kW。约占总热量的15.2%。约合186792kcal。板式换热器内循环为机组高温冷却水循环，外循环为余热回收循环，为保证发电机组冷却水进水温度的稳定，外循环水的进水温度小于45℃，循环量要求为25～35m3/h，按平均流量30m3/h，则板式换热器加热水温度为186792kcal÷30000kg=6.22℃。注意：板式换热器外循环水进水温度高于45℃时或流量不足时，会因板换内外循环水温差过小降低换热效率。机组进水温度为达到要求时，发电机组会自动启停卧式风扇水箱。2.8、沼气报警发电机房内设置沼气泄漏传感器，当沼气泄漏达到报警值时，低压配电室内的发出报警信号，提醒操作人员进行沼气泄漏查找并排除泄漏点。当沼气泄漏达到危险值时，沼气报警控制器输出一信号，联动发电机房内的防爆轴流风机，对机房内的空气进行强制通风，在最短的时间内达到安全界限内。当低于报警值后，防爆轴流风机自动停转。防爆轴流风机也可手动启动。发电机房墙上布置轴流风机的下墙面上安装铝合金百叶窗。2.9、防雷接地系统发电站建议采用高杆避雷针保护全厂建筑物，接地电阻不大于4Ω，站内机电设备、管线及金属构架均进行保护性接地，计算机基地系统独立设置，接地电阻不大于10Ω。三、电站建设工期沼气发电站的建设工期及机组供货、安装、调试周期一般如下：电站设计20天土建施工生产60天机组及配套设备安装30天调试及试运行10天工程建设总工期为120天四、电站工程投资（两台500kW低压发电机组）2台500GFZ-PwZ低压沼气发电机组电站工程投资估算表序号项目名称型号规格单位数量单价（万元）合价（万元）一发电系统及机房内安装372.1（一）发电系统设备307.10发电机组1沼气发动机500GFZ-PwZ-TEM2台2112.00224.002低压发电机台23公共底盘及联轴器套24发动机进气零压阀组套25发动机调试控制系统套26发动机数字点火系统套27随机技术文件套29随机附件、备件、工具套2电气部分1就地控制柜FCP1-TEM2-500台28.0016.002机组断路器柜GCBP1-TEM2-1000台25.0010.003远程控制柜LCP1-TEM2-1GS台14.004.004低压进线柜一控二台16.006.005站用电配电柜台23.006.006硅整流启动柜QD3000A台13.003.00排气1不锈钢消音器台21.503.002不锈钢排烟管根60.301.80余热利用部分1余热锅炉（蒸汽型）KNRG-500台27.5015.002余热锅炉补水泵台21.002.003装配式钢板给水箱2m3台12.002.004软化水给水泵台20.501.005液位传感器个10.300.30冷却部分1卧式多风扇水箱RDFX750台26.0012.002软化水箱、液位传感器1m3套11.001.00（二）发电站内工程安装65.00电气1交联聚乙烯电缆（机房内）YJV-0.6/1kV3×185米900.054.502其它低压电缆套22.004.003电气安装辅材套14.004.00进排气1温度计、压力表等附件套11.001.002排烟管支架套21.002.003冷却水箱支架套10.500.50冷却1冷却管线、阀门等项21.503.00余热1余热锅炉平台套22.004.001余热其它辅材项12.002.00安装1安装辅材、人工等套220.0040.00二土建及设计56.10（一）土建工程44.10土建部分1发电机房平米1700.1525.502低压配电室及配套用房平米1200.1214.402设备基础、管架基础项13.003.003电缆沟、排污沟米400.031.20（二）其它费用12.001设计费项110.0010.002联合试运转费项12.002.00总造价428.2五、胜动自动化机组参数序号名称规格型号01燃气发电机组型号500GFZ-PwZ-TEM202发动机型号Z12V190ZL03发电机型号1FC6454-6LA4204额定功率，kW50005额定电压，V40006额定电流，A90207额定转速，r/min100008功率因数，cosφ0.8(滞后)09额定频率，Hz5010燃气热耗率，MJ/kWh10.3（标准条件下）11调压方式自动12励磁方式无刷13相数与接法三相四线制（星形）14冷却方式卧式多风扇水箱冷却15启动方式DC24V直流起动16机油消耗率，g/kWh0.817平均排气温度，℃≤55018外型尺寸：L×B×H5520×2132×297319质量，kg12500六、胜动自动化机组技术特点6.1、功能综述启动与停止：实现启动、停机的自动控制；也可远程启动；空燃比自动控制：使用文丘里管混合器及控制器，使空燃比控制准确，稀薄燃烧，降低排放，适应燃气状况的变化；数字点火控制：实现点火时间及能量的数字化控制；自动运行及功率管理：并网运行时可实现自动并网、自动调整功率因数；并机运行时可实现有功功率及无功功率的自动分配；电网失电时可实现从并网模式自动切换为并机模式，以使用户的供电不间断；调速控制系统：美国WOODWARD2301A调速控制系统，稳定，可靠，方便通讯：CAN通讯技术，丰富、方便的网络管理功能。6.2、功能阐述全面的参数采集、显示及保护控制系统采用大液晶显示器，可进行图形及数字化参数显示。测量参数齐全，主要有：发电机三相电压、三相电流、功率、功率因数、频率；电网的三相电压、功率因数；用户负荷的大小及功率因数；发电机组电量累计、运行时间累计、蓄电池电压；发动机各状态参数：1-12缸排温、1-12缸缸温、滤前油压、滤后油压、增压器油压、发动机转速、循环水温、机房温度、油底壳温度、中冷后混合气压力、中冷后混合气温度、发电机绕组温度、混合器开度反馈等。机组保护功能齐全，主要有：过载、过流、短路、逆功率、欠频过频、欠压过压、电瓶电压过高或过低、原动机缸温高、排温高、冷却水温度高、机油温度高、机油压力低、超速等。精确的空燃比控制使用文丘里管混合器及控制器，实时监控燃烧状况，自动调节进气量，使发动机空燃比始终保持在理想状态，当燃气成分及压力在一定范围内波动时使机组运行稳定。该空燃比控制系统已在欧洲、美国、日本、印度等地得到了广泛的应用。气体调压及切断系统使用德国冬斯（dungs）零压阀，保证燃气压力稳定，切断可靠。该阀门组系统已在卡特、道茵茨、颜巴赫、MAN公司等知名品牌燃气发电机组上得到了广泛应用，使用效果良好，安全可靠。低压进气技术针对沼气特点，我公司设计的机组对沼气的压力要求较低，只需要沼气压力达到3-10KPa就能够满足机组运行使用条件，而不需要增加加压装置，减少投资。胜动沼气机组低压进气技术属于国际领先技术，运行时沼气压力略低于3kPa时机组也能够达到标定功率。未采用此技术的机组一般会因为压力太低而功率下降甚至停机。若增加加压装置则无形中增加了自用电负荷及设备的故障率，影响了沼气发电机组的开机率。数字点火控制采用德国先进的数字点火系统，可靠、准确。经过监视软件，能够方便灵活地设置点火提前角曲线，即在启动、怠速、额定运行时使用不同的点火提前角，也可单缸设置点火提前角，同时能够经过监视软件设置点火能量，延长火花塞使用寿命。真正实现：低速小提前角、高速大提前角，轻载小提前角、重载大提前角。配合德国大功率点火线圈及含铱火花塞，最大点火能量可达到180mj，保证在稀薄燃烧时的充分的点火能量。同时含铱火花塞，在结构设计及材料上与普通的火花塞有很大的区别，抗气体腐蚀性能强，稳定性好，使用寿命长，不但可提高机组运行的可靠性，又可大大减少维护成本。防回火技术（自主研发）我公司针对沼气的特点，研制了沼气管道专用干式阻火器，在发电机组进气前端、机组内部进行多级阻火，杜绝回火放炮、爆炸等不安全现象。确保了燃气管道系统、发电设备和运行人员的安全。此专用干式阻火器经过了国家消防总局的批准。运用了该项技术，保证了沼气发电机组的运行安全性。美国进口电子调速技术选用伍德沃德/海因茨曼电调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。稀薄燃烧技术机组经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，而后实现多点点火，增大点火能量，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。燃烧控制技术金属镀膜及渗瓷技术沼气中含有一定的H2S，容易造成机组零部件的腐蚀。采用金属镀膜技术，提高缸套、气门座圈、气门、活塞环的耐磨性、抗腐蚀性和高温机械性能，中冷器采用渗瓷技术。从气处理过滤器到中冷器上腔的所有管件都进行化学镀防腐处理，机组采用这些方面的技术措施后，部件的使用寿命显着提高。卧式风扇水箱冷却系统胜动集团公司专门设计的卧式风扇冷却系统能够更好地匹配机组冷却，减少冷却用电，发挥机组的最大效率。将机组冷却系统置于机房外，有效防止室内温度过高，保障机组高效运行。系统根据高温回水温度，自动控制风扇的运行频率，从而达到发动机冷却水温度的准确控制；同时也具有变频与工频的自、手动切换功能，方便使用。节温器能够在机组水温较低的时候进行内循环，减少机组的预热运行时间。先进的出厂试验系统胜利油田胜利动力机械集团有限公司拥有专用燃气输送管线，可模拟沼气、瓦斯等多种可燃气体进行机组试验，是国内唯一一套应用于公司燃气机组开发研制、出厂试验的试验系统，专门模拟沼气爆炸试验，对沼气阻火器进行出厂试验的一套系统，是国内第一、世界第二的一套先进的沼气专用试验系统。国内同行业均不具备此条件。七、公司简介7.1、胜动集团概况胜利油田胜动集团有限公司是中石化胜利油田改制企业，企业占地面积150万平方米，另外新厂区已经开始建设。现有员工2800多人，专业技术人员600多人。集团包括一个下设五个主要生产厂的母公司，六个控股子公司和一个专业内燃机工程研究院，生产经营总值28亿元。胜利油田胜利动力机械集团有限公司动力机械公司胜利油田胜利动力机械集团有限公司动力机械公司设备制造单元胜利油田胜利动力机械集团有限公司销售总公司设备销售单元山东胜动燃气综合利用有限责任公司运营管理单元胜利油田胜利动力机械集团有限公司石油机械公司配套设备单元胜利油田胜利动力机械集团有限公司通风瓦斯氧化装备制造公司乏风利用工程胜利油田胜利动力机械集团有限公司电气公司工程电气配套单元胜动集团公司山东胜动燃气发电工程设计咨询有限公司工程设计施工单元胜利油田胜利动力机械集团有限公司商务公司保障协助单元胜利油田胜利动力机械集团有限公司国际贸易公司国际市场业务单元胜利油田胜利动力机械集团有限公司技术中心技术改进及研发单元胜利油田胜利动力机械集团有限公司物资供应公司物资保障单元胜利油田胜利动力机械集团有限公司大修公司设备修理单元胜利油田胜利动力机械集团有限公司新能源公司新能源产品开发单元胜利油田胜利动力机械集团有限公司客户服务中心设备售后保障单元胜利油田胜利动力机械集团有限公司气控装备公司设备控制产品单元是燃气发电关键技术--电控混合技术、低浓度瓦斯细水雾输送系统取得国家创造专利的企业；拥有136项自主知识产权的专利技术和应用专利新技术；拥有电力行业（新能源发电）工程设计专业乙级资质。专业从事燃气发电工程总承包；年综合生产能力：制造各型燃气发动机及发电机组1000多台套，总功率50多万kW；是国家燃气综合利用相关行业标准的制订者，行业政策推动者和参与制订者；是国内唯一一家具有模拟沼气、瓦斯等燃气试验系统的企业，模拟现场气体条件，设备试验合格方可出厂；是燃气机产品行业中唯一获得“中国名牌”产品称号的企业；是国内唯一一家低浓度瓦斯发电机组经过国家安全部门专业鉴定的企业，成为世界上唯一成熟掌握这项技术的企业；国家发改委唯一推荐使用的燃气发电机组；是燃气发电行业唯一获得国家重点新产品及国家发改委颁布（36号公告）的第一批国家重点节能技术推广目录重点推荐企业；首届“中国新能源企业30强”中唯一的燃气发电机组生产企业；被国家科学技术部认定为“重点高新技术企业”；被国家科学技术部指定为以煤矿瓦斯为燃料的内燃机设备火炬计划承担企业；胜动集团获评为“中国节能服务产业十佳企业”及山东省节水型企业等称号。7.2、主要业务一是燃气发动机及其发电机组制造及维修，现在已形成年50万千瓦的生产能力；二是燃气发电业务，现在已经达到装机容量50万千瓦、年发电12亿度的规模。燃气发电机组已销往全国31个省、直辖市地区的瓦斯、沼气、天然气、煤气、焦化尾气、高炉煤气等发电市场。7.3、先进的设备拥有冷、热加工配套的设备及先进工艺；拥有国内外先进的加工中心、数控机床、热处理设备、内燃机检测试验系统等精大稀设备；加工中心有缸盖加工中心、机体加工中心、曲轴加工中心、缸套加工中心等；主要生产加工设备多台套。7.4、主要荣誉1986年T1190N天然气发动机获国家科技进步三等奖；1987年晋升为国家一级计量企业；1989年晋升为国家二级企业；1994年、1997年两次获山东省一级设备管理单位等荣誉称号；5月，以煤矿瓦斯为燃料的内燃机发电设备列为国家级火炬发展计划；7月，低浓度煤矿瓦斯变送系统及