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2400kW煤气发电节能项目解析

2400kW煤气发电节能项目

2007年12月29日10时18分    来源:

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 一.该项目通过建立一座装机容量为2400kW的电站，利用排空的废弃煤气发电,实现能源的综合利用,达到节能环保的目的。

该项目拟投资918万元。

项目运行后，预计每年可发电1728万kWh,可实现年节能效益518.4万元，折合节约标准煤0.67万吨，可减排CO20.38万吨，可利用废弃煤气1152万立方米。

该项目效益分享期为10年，简单回收期为1.84年，内部收益率为54％。

二、客户单位及生产经营情况介绍

（一） 客户单位基本情况

（二）  客户单位生产经营情况

（数据为2005年8月及上年同期数据）

                                             单位：

万元

三、        项目现状

XX县XX焦化有限公司始建于1992年，总资产2.25亿元。

该公司现有TH3110型焦炉两座，年产焦碳20万吨；JN43-98焦炉两座，年焦碳30万吨，形成年产80万吨的规模。

可年产生焦炉煤气2.8亿万立方。

焦炉煤气中含氢气47～60％、甲烷23～27％、一氧化碳6～8％等，热值15890～17140kJ/m3。

在本项目实施前，上述炼焦产生的煤气45%焦炉煤气回炉使用利用外，绝大部分被直接排放到大气中，总量大约1.54亿万立方,既浪费了大量能源，又造成了严重的环境污染。

2003年该公司耗电量约为3000万kWh。

四、拟采用的技术方案

（一）     技术方案论述

本项目选用煤气发电，焦炉煤气热值15890～17140kJ/m33，每立方米混合煤气发电1.5kWh。

可生产电力2.3亿kWh。

根据实际需要，在一期已建立6台500GF-3RJ机组发电工程投入运行基础上，此次再新上6台500GF-3RJ机组。

该机组持续运转功率为400kW，因此，可建立装机容量为2400kW电站,年发电总量为1728万kWh，可利用废弃煤气1152万立方米，两期工程累计可利用废弃煤气2500万立方米。

每立方米混合煤气发电量＝气体热值/机组气耗率

气体热值＝16kJ/m3

机组气耗率＝11MJ/m3

年利用废弃煤气量＝年发电总量为/1.5

本项目采用的是燃气内燃机发电机组发电技术。

该技术发电效率高，通常在32～40%之间；造价相对低；由于内燃机技术成熟，零件的精密度要求相对较低，因此制造成本较低，单位千瓦造价低；使用场合灵活，根据不同场合用户的需要，可方便的并车或并网，构成总输出功率达上万千瓦的电站或热电冷联供机组；维修简单，安装方便；设备体积小，重量轻，大修周期长、维修简单。

XXXX有限公司选用500GF-3RJ燃气发电机组，采用了专门为适应焦化煤气而开发的自动控制专利技术，克服了因煤气气体组份和浓度动态变化大、混合气的空燃比动态变化大、燃烧速度快而引致的发动机转速和输出功率不稳定、波动大等不利因素，实现发电机组的稳定运行。

XXXX有限公司与XX焦化有限公司经协商，同意合作实施焦炉煤气发电项目。

该项目以排空废弃的焦化煤气为原料，选用胜利动力机械有限责任公司生产的500GF-3RJ发电机组6台并网发电，达到节能环保、提高经济效益的目的。

1、电站技术方案描述

该电站项目装机容量为2400kW，整个电站主要包括以下几部分：

◆输气系统

燃气输气管道系统按规划规模设计，输送压力为4kPa，输送流量3600m3/h以上，并考虑抗静电接地、防回火装置以及控制阀门等。

本方案没有建立储气罐，选用加粗输气管径（Dg400以上），相当于储气罐，提高供气稳定性。

煤气经过除焦、脱硫、除尘、脱萘等工艺，保证焦油、硫化氢含量≤20mg/m3，灰尘≤2g/m3。

◆供水系统

自来水输送至电站冷却水池。

燃气发电机组循环水分为内循环冷却系统和外循环冷却系统。

内循环系统为机内闭式循环，采用软化水，静压水箱补给。

外循环水系统采用冷却塔循环二次供水方式，补给水取自自来水，采用工业用冷却塔冷却。

水由XX焦化有限公司免费提供。

◆电气系统

XXXX有限责任公司生产的燃气发电机组出口电压是400V，出口接线端子经4根电缆并接至主控室内机组控制屏电源侧，机组控制屏设有并网控制和常规保护装置，各机组出线分别经控制屏和隔离柜汇接至400V母线，经保护断路器接至升压变压器，升压后，采用高压输电线将电力输送高压配电上网。

站房内的电气开关、电磁阀、照明灯具采用矿用隔爆型。

400V系统采用三相三线制中性点不接地系统，站内照明采用220V电压。

◆自动化监控及监测系统

主机微机监控系统为单机单控，高压继电保护采用微机综合保护装置，并设后台监控系统。

主机微机监控系统和高压继电综合保护装置集中安装于主控室内实现集中监控。

发电站还应设有气温、水温、油温、油压、燃气浓度、泄漏监测报警系统及电力调度远程监测系统。

◆环境保护重点为噪声防治，该站周边150m内无居民居住。

◆ 站内消防器材配置移动式泡沫灭火器或粉尘灭火器，消防水系统与循环冷却水系统合并考虑。

◆ 防雷接地系统

发电站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。

◆  站房采用轻钢彩板半封闭结构，彩板采用隔声吸音复合结构，主控室采用钢筋混凝土框架结构，计算机控制室采用抗静电地板、轻钢龙骨吊顶。

◆  站区总平面布置设消防通道，站区内设站房、循环水池及泵房等建筑物。

2、抗风险能力

实施该项目技术上是成熟的，技术风险小。

我公司依托XXXX机械有限责任公司雄厚的技术基础和专业技术队伍，有足够的能力解决项目运行中的技术问题，同时该公司一直处于燃气机研究的前沿，与同类产品相比，保持了产品技术的先进性，有较强的市场风险抵御能力。

该项目属于国家支持的资源综合利用项目（见国发〔1996〕36号《国务院批转国家经贸委等部门关于进一步开展资源综合利用意见的通知》），有政策优势。

我公司有一批经验丰富、各项素质过硬的项目管理人员，能够保证项目的顺利实施实施的。

（二）     技术成熟性

500GF-3RJ煤气机组多台并网建立电站已经有许多成功案例，在全国各地已经有电站近百座，系统运行安全可靠，从技术上和实际使用中充分证明了该项目的可行性。

我公司已经成功实施该类项目近30个，从几年来的运行情况来看，效果良好。

（三）     项目技术的可复制性

XXXX有限公司已经成功运做过几十个同类项目，该项目是成功案例的复制；同时通过本项目的实施，为今后在钢铁、焦化、领域经营类似的合作积累更多的经验，因此该项目的市场前景是广阔的。

五、公司能力

（一）       能源审计能力：

能源审计由XXXX有限责任公司进行，该厂曾对“祁东瓦斯3×1200kWA电站”、“皖南煤矿瓦斯发电”等数十个项目进行过审计。

（二）     方案设计能力

XXXX有限责任公司依托胜利动力机械有限责任公司的技术设计能力。

XXXX有限责任公司从事电站设计已有多年，经验丰富。

针对电站设计所需专业，XXXXX有限责任公司成立了几个专业小组进行电站技术方案设计，其中包括水电设计小组、燃气分析小组、综合设计小组等专业小组。

XXXX有限责任公司曾联合XX油田胜利工程咨询有限责任公司共同对“祁东瓦斯3×1200kWA电站”、“皖南煤矿瓦斯发电””等多个项目进行设计。

（三）     技术能力

1．人员结构：

人员结构：

员工总数为89人，其中工程技术人员15人；项目经理30人；企业管理人员10人。

技术力量：

为本项目提供技术支持的XXXX有限责任公司的设计与工程技术人员包括具有本科及本科以上学历的174人、专科学历的169人、中专学历的94人；其中高级工程师59人，工程师176人，工人技师28人。

涉及专业全面，有内燃机专业，自动化控制专业，机械设计与制造专业，计算机专业，管理专业，会计专业等十多个专业。

涉及专业全面，有内燃机专业，自动化控制专业，机械设计与制造专业，计算机专业，管理专业，会计专业等十多个专业。

2．XXXX有限责任公司设计、生产的主要产品：

目前该公司实现了燃气发电机组产品的系列化、专业化设计。

燃气机及配套发电机组的已形成规模化生产能力。

自1985年以来，经过近20年的努力，已成功地开发了190、120、240、280四大系列，40余个品种的燃气发电机组。

机组功率范围为：

4kW～2000kW。

该公司经过不断的技术攻关，先后解决了预燃室燃烧技术、燃气空气电控混合和数字点火等关键技术。

这些关键技术的解决使该厂开发技术上有了巨大的飞跃，其中小功率燃气发动机已达到国际同类产品水平。

3．产品发明专利应用情况

该厂燃气机组具有多项专利技术，其中最为突出和具有代表性的有以下几项：

l        燃气机组电控混合器技术。

该技术已获得国家“发明专利”；

l        新型天然气发动机火花塞技术，该技术已获得国家“实用新型”专利；

l        燃气发动机可调式稳压器，获得国家“实用新型”专利。

4．机组技术特点：

500GF-3RJ机组采用计算机TEM管理系统，自动化程度高；采用了数字式点火系统，点火能量强，点火提前角调整方便、准确。

（四）安装施工能力：

安装工程由XXXX有限责任公司施工，该厂已从事多项电站安装工程，经验丰富。

（五）项目运行管理能力：

我公司有项目经理30人，运作过30多个同类项目，经验丰富，有较强的项目管理能力，可以保证本项目的顺利实施。

六、项目实施后的技术经济指标预测

（一）效益分析

1、   基础数据

   总装机容量----设计容量；

单机额定功率-----设计功率；

持续功率----长期运转功率；

年运行时间----实际平均数;

年发电量=持续功率×台数×年运行时间。

机组气耗率:

11MJ/kWh;

煤气热值:

16MJ/m3;

网上购电价格：

0.46元/kWh;

2.减排效益

折标系数和排碳系数

*1、tce—吨标准煤；

2、toe—吨标准油；

3、t-c—吨碳。

4、标准热值：

1）1吨标准煤的热值＝700万大卡

2）1吨标准油的热值＝1000万大卡

3）1m3标准天然气的热值＝0.9万大卡

4）1000大卡＝4.18KJ

节能减排效果：

自耗电量=（水泵耗电+冷却塔耗电+生活用电）×运转时间

       =（25×2+7.5×2+5）×7200

       =50.40万kWh/h

年生产能力=单台持续运转功率×台数×运转时间-自耗电量

         =400×6×7200-504000kWh

         =16776MWh

节能量（折合标准煤）=年生产能力×0.399

         =16776MWh×0.399

         =0.67万吨

减排量（吨碳）=年生产能力×0.2268

         =16776MWh×0.2268

         =0.38万吨

七、项目投资估算

（一）     项目投资估算明细表

（二）     设备、材料明细估算表

                                        单位：

万元

（三）     有关运行费用估算明细表

1）人员及管理费用:

电站运行需管理人员1名,技术人员1名,操作人员4名,共6人负责电站日常维护保养。

每人每年按3.5万元计算，费用为：

3.5万元/人·年×6人=21万元。

2）机油消耗

每台每年消耗机油

1.2g/kWh×400kW×7200小时/1000=3456kg

机油价格为6元/kg，机组年机油消耗为：

3456kg/台×6元/kg×6台=12万元

3）维护及配件费用：

48万元（含12万元备件费）

4）运输费用：

6万元

5）其他费用：

5万元

注：

1-2年为第一个基准年，3-5年为第二个基准年，6-10年为第三个基准年。

以上数据是第一个基准年数据，根据机组运行情况和项修、中修、大修的需要，第二、第三基准年每次增加运行费用18万元，已在表中列示。

八、项目经济分析：

（一）     项目社会效益分析：

（二）项目经济效益分析

1．             节能效益计算分析

 新增生产规模节能效益=年生产能力×网上购电价格

                   =1677万kWh×0.46元/kWh

                  =771.4万元

2．其他综合效益分析

煤气中含有大量的化学热，若用于燃烧发电，既能改善周围环境，解决环境污染问题，又能收回大量能源，提高能源综合利用率，为企业创造较好的经济效益和产生良好的社会效益。

九、项目实施计划

1．             建设期间计划

                                           单位：

万元

2．效益分享计划

十、筹资计划、用款计划、还款来源

（一）     筹资计划

                                       单位：

万元

（二）     用款计划

                                       单位：

万元

十一、项目投资经济分析

（一）基本参数的确定

（四）     项目财务报表

1、             损益表

                                                                          单位:

万元

2、             现金流量表

                                                                                                单位:

万元

三）财务指标计算

十二、风险分析与化解

１、技术与设备风险分析

该项目采用的是成熟的燃气机发电与并网技术。

该项目采用的燃气发电机组是XXXX有限责任公司生产的高性能成熟产品。

该厂是国内唯一燃气机专业制造商，具有雄厚的技术实力和制造水平。

该厂掌握着多项燃气机核心技术，并拥有自主知识产权。

500GF-3RJ机组是其主导产品之一，采用了以下独立知识产权的核心技术：

◆      燃气机电控技术

采用电子控制技术，通过闭环自动调节空燃比，提高对燃气浓度变化的适应能力。

◆稀燃技术

采用内置式预燃室，增大点火能量，提高了燃烧速度，实现稀薄燃烧，提高了热效率，同时降低了发动机的热负荷，从而延长了整机的使用寿命。

◆数字点火技术

由电控单元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。

此点火系统尤其适合多缸机型，可分别调整每个缸的点火能量和点火时间，使每个气缸都能在最佳状态工作，发挥机器的最佳性能。

◆多增压中冷技术

采用多增压中冷技术，满足煤气对发电机组的要求，提高了低热值气体机组的功率。

此种机型对燃气压力要求不高，只要气压在100mm水柱以上即可使用。

该技术与燃气多点喷射技术有效结合，提高了燃气机的性能价值比，增压燃气机成本较非增压机高10%左右，功率却可以提高30%左右。

◆TEM系统和GPRS无线监控系统

TEM系统对发动机的运行进行闭环自动控制，自动调节混合气浓度，实现主燃烧室的稀薄燃烧，最大限度地提高发动机热效率，降低热负荷。

可以实现机组参数的采集、储存、显示、输出打印、自动控制等。

本产品经过多年的研制、试验、改进和完善，关键技术已经攻克，产品已经成熟，现已在全国各地五十多个项目中得到成功应用，积累了丰富的生产制造、安装调试、运行维护实践经验，为本项目的实施打下了坚实基础。

本项目的技术风险很低。

2、产量等因素风险分析

电站所发电力全部供给XX县XX焦化有限责任公司使用，而该公司所需电力远远大于电站发电量，不存在产量风险。

机组发电所用燃气系该公司生产过程产生的排空废气，只要该公司正常生产，便可保证机组用气。

如果因对方原因导致该项目停止，我方可将发电机组拆回用于其他项目。

3、价格风险分析

该项目所需能源原料为废弃煤气，合同规定为无偿供应，因此不受价格影响。

该项目中我方为电力产品供应方，其销售价格已在合同中确定，在分享期内是固定不变的。

５、支付风险分析

如因客户方违约造成发电效益无法正常回收，我方将拆回发电机组。

拆回的发电机组仍可用于其他项目。

６、意外风险分析、防范

对火灾、地震、人为破坏等意外情况，采取以下措施防范：

——对所投的资产进行财产保险。

——设计时严格按地震裂度和消防安全规范进行设计安装。