紅嶺煤礦瓦斯發電綜合經濟效益分析

摘 要:紅嶺煤礦井下現部署二個采區(四采區、五采區)，整個礦井的瓦斯混合抽入量為71.28m3/min，混合瓦斯濃度26.4%，礦井純瓦斯抽放量18.84m3/min。根據計算，可提供8臺勝動500GF1-3RW瓦斯發電機組正常運行時的氣量，按照紅嶺煤礦規劃要求，總體可以按裝6臺發電機組，目前已安裝(一期)4臺發電機組。

關鍵詞:瓦斯抽放;發電

中圖分類號:F4

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)08-0083-01

1 電站基本情況

根據紅嶺煤礦目前采區部署情況和生產要求，四采區和五采區是主要生產采區，每個采區現布置1個掘進工作面和1個回采工作面。每個采區的抽放瓦斯地點按1個掘進工作面和1個回采工作面考慮。根據設計要求的抽放方法預計，1個掘進工作面的抽放系統混合瓦斯流量Qc=8m3/min、混合瓦斯濃度20%，1個回采工作面預抽系統的混合瓦斯流量Qc=7.64m3/min、混合瓦斯濃度50%，1個回采工作面強化抽放系統的混合瓦斯流量5m3/min、混合瓦斯濃度20%，1個回采工作面采空區抽放的系統混合瓦斯流量15m3/min、混合瓦斯濃度20%，則每個采區系統的混合瓦斯流量35.64m3/min，混合瓦斯濃度26.4%，整個礦井的混合抽入量為71.28m3/min，混合瓦斯濃度26.4%，礦井純瓦斯抽放量18.84m3/min。根據計算，可滿足8臺勝動500GF1-3RW瓦斯發電機組正常運行時的使用氣量，按照紅嶺煤礦規劃要求，總體按6臺機組設計，其中一期工程設計安裝4臺瓦斯發電機組，二期安裝2臺瓦斯發電機組。

2 電站總體布置

滿足6臺燃氣發電機組正常運行和維護保養需要留有足夠的操作間距、維修場所和機組安裝進出運輸通道以及符合國標安全防火規范間距的前提下，盡量做到生產流程工藝流向合理;盡量減少管線長度，避免交叉，減少彎曲;注意噪聲控制和隔震;盡量做到電站布局整齊、美觀，創造良好的使用條件和操作環境。

3 冷卻循環系統

根據500GF1-3RW燃氣發電機組的性能要求，冷卻水采用開式循環;軟化水由余熱部分軟化水處理裝置提供;廠區排水采用混流制排水系統，即生活污水、生產廢水與雨水一同排放，電站的補給水接自礦區的供水管網。

4 電力部分

4.1 接入系統

電站內6臺發電機組為2組，其中每組各3臺。3臺發電機組與1臺2000KVA、0.4/6.3KV升壓變壓器組成單元接線。通過高壓開關柜(共計1回)向礦變電所6KV側供電。

發電裝置投入6KV系統前，將6KV系統電引至發電裝置升壓變壓器低壓側，為其發電機組輔助系統供電。待輔助系統工作正常后，啟動發電機組，檢測低壓同期，發電機組在低壓側與礦變電所電源并聯運行。通過升壓變壓器與6KV系統相連，向礦變電所6KV系統送電。4.2 電氣主接線

瓦斯發電站共計6臺機組，通過變壓器低壓進線柜與2臺升壓變壓器構成單元接線，高壓接線采用單母線接線方式，通過一回線路接至礦變電所6KV側母線。在變電所中央配電室內需新增加一臺高壓開關柜，外形、安裝尺寸與礦變電所的原高壓開關柜相同。

4.3 站用電氣系統

站用電低壓開關柜進線電源采用雙電源自動轉換裝置。電源分別引自升壓變壓器0.4KV母線和抽排泵站。配電電壓為220/380V，配電方式采用放射式。采用交流接觸器或斷路器在現場或低壓控制室內控制。線路鋪設方式采用電纜沿電纜溝鋪設或穿保護管埋地鋪設方式。

4.4 6KV配電裝置

6KV高壓開關柜采用單列走廊布置方式。6KV高壓開關柜選用具有五防功能的KYN28A-12型移開式金屬封閉開關柜，配真空斷路器。所有進出線均為電纜進出線。該柜體積小、無燃燒和爆炸危險，受氣體環境影響小，運行安全可靠，無油、無氣，維護工作量少。

5 瓦斯發電站經濟效益分析

(1)按建設六臺機組電站(基礎設施為六臺，一期四臺機組)約需投資1000萬計算。

(2)年總運行成本。機組連續運行功率按430kW，年運行時間按7200h計算。

年發電量:4×430 kW×7200h≈1238萬kW h。

機油消耗:0.0015g/kW h×1238.4萬kW h×15元/千克=28萬元。

人員工資:電站運行及維護人員按12人考慮，人員工資平均按3萬/年。共計3萬元/人年×12人=36萬元。

設備維護:每臺機組3萬元/年，4臺機組共計12萬元。

(3)年收入:機組發電電價按0.5/kwh計算，年收入為:

0.5元/kwh×1238.4萬kwh=619.2萬元

余熱蒸汽收入:每臺機組每小時可產生約0.45噸的飽和蒸汽;蒸汽價格按80元/噸計算，全年可節約蒸汽成本103萬元。

總收入:722萬元

(4)效益分析

年收入:722萬元

年總運行成本費用為:119萬元

年運行收益=年總收入-年總成本費用

=722-119

=603萬元

電站的總投資為1000萬元，需要收回全部投資的時間為1000÷603=1.66年，即需要1年7個月可收回全部投資。