胜动沼气发电资料(1000kW低压沼气发电机组发电方案)..
1 方案编号：F/ 500GFZ-PwZ 012-11-2015
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-PwZ 012-11-2015技术方案沼气发电项目技术方案业主
编制日期
目录
一、项目简述 (1)
1．1、项目概述 (1)
1.2 、项目规模 (1)
二、沼气发电各系统描述 (1)
2.1、土建部分 (1)
2.2、进气系统 (2)
2.3、发配电系统 (2)
2.4、控制系统 (3)
2.5、机组冷却系统 (4)
2.6、机组排气系统 (4)
2.7、余热回收利用系统 (5)
2.8、沼气报警 (6)
2.9、防雷接地系统 (6)
三、电站建设工期 (6)
四、电站工程投资（两台500K W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 (8)
6.1、功能综述 (8)
6.2、功能阐述 (9)
七、公司简介 (11)
7.1、胜动集团概况 (11)
7.2、主要业务 (13)
7.3、先进的设备 (13)
7.4、主要荣誉 (13)
7.5、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(也可以见彩钢机房)。
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3 kPa～10kPa，压力变化速率≤1kPa/min；粉尘粒度≤5μm，粒度含量≤10mg/Nm3；H
S≤50mg/Nm3；沼气
2
≤40mg/Nm3；硅化物含量≤湿度≤80%，最低环境温度时，沼气进气管线无冷凝水；NH
3
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-0.6/1kV 3×185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通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，通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通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，可以通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，再通过排烟管、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，高温烟气通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，其他约有32%随尾气排出，25%被发动机冷却水带走，通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，通过烟气－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264880 kcal ÷（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℃。可以通过水-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