1、煤层气随着煤炭的开采泄漏到大气中，会加剧全球的温室效应、破坏臭氧层，但同时煤层气也是一种清洁、高效、安全的新型能源，它热值高、无污染，可用做电站燃料、工业用燃料、居民生活燃料，1m3煤层气热值相当于1.13L汽油和1.22Kg标准煤。如果对煤层气进行回收利用，在采煤之前先采出煤层气，煤矿生产中的瓦斯将降低70%到85%。世界主要产煤国都十分重视开发煤层气，英国、德国、前苏联、波兰等国主要采用煤炭开采前抽放和采空区封闭抽放方式抽放煤层气。80年代初美国开始试验应用常规油气井（即地面钻井）开采煤层气并获得突破性进展，标志着世界煤层气开发进入一个新阶段。全球埋深浅于2000米的煤层气资源约为240万
2、亿立方米，是常规天然气探明储量的两倍多。我国煤层气资源丰富，居世界第三。每年在采煤的同时排放的煤层气在130亿立方米以上，合理抽放的量应可达到35亿立方米左右，除去现已利用部分，每年仍有30亿立方米左右的剩余量，加上地面钻井开采的煤层气50亿立方米，可利用的总量达80亿立方米，约折合标煤1000万吨，如用于发电，每年可发电近300亿千瓦时。煤层气开发具有可观的效益和收益，现阶段国内外市场原油、天然气、煤炭等常规能源的价格不断攀升，而开发煤层气可以伴随着煤矿开采的先期工程进行，节约工程成本。瓦斯是煤矿事故的罪魁祸首，国内煤矿矿难70-80都是由瓦斯爆炸引起。开发煤层气可以减少矿道内的瓦斯含量，有
3、效预防事故发生，改善矿工的生产工作条件。2006年，我国已经将煤层气开发列入了“十一五”能源发展规划，煤层气产业化发展迎来了新的发展契机。2010年的煤层气开发目标是：开采比例达到90%以上；煤矿瓦斯抽采率达到50%以上；瓦斯（煤层气）抽采量达到100亿立方米。2010年全国矿井瓦斯利用总量将达到50亿立方米以上，利用率50%以上，其中民用和工业燃气利用量20亿立方米以上，发电利用量30亿立方米以上，瓦斯发电装机容量150万千瓦以上，50%以上的发电设备实现热电或热电冷联供。1.2.2 站址选择*煤矿煤层气发电站位于*县*乡原庄村，距离*煤矿瓦斯抽放站直线距离150m，占地面积1650m2，所
4、占用土地属于*煤矿矿区已征用的土地，无须办理征地手续。交通方便，详见附件2：地理位置图。1.2.3 建站条件1、*煤矿含有大量煤层气，根据煤矿安全规程中规定：矿井绝对瓦斯涌出量达到40m3/min以上时，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统，*煤矿平均抽放量为67.43m3/min，平均抽放浓度在37.5%之间。按规定建立了地面瓦斯抽放站，年抽放量在3544万m3以上，电站年耗煤层气1209.6万m3，该矿煤层气中甲烷浓度和瓦斯抽出量能满足煤层气燃气机发电机组使用条件。2、燃气发电机输出的低压电力，可经过变压系统的升压，通过并网专线输送至最近的变电站。1.2.4 规模确定1、建设
5、规模根据煤矿瓦斯抽排量情况，结合企业资金力量、项目场地情况、当地居民用气情况，来确定*煤矿煤层气发电站的建设规模。*煤矿现有瓦斯抽放设备2台，根据煤矿煤层气涌出量情况，结合项目实际情况，确定*煤矿煤层气发电站装置燃气发电机组8台，总装机容量3MW（6用2备）。电站工作制度为三班制，工作人员为15人。全年工作天数为300天。2、组织规模（1）该项目生产组织机构如下图：（2）劳动定员该项目的人员配备根据劳动法的有关规定，按照以岗定员的原则，同时参照同类企业的情况来确定：该发电站实行24小时工作制，三班制，全站年工作日为300天。项目劳动定员表 岗 位站长技术员会计、出纳及管理人员共 计人数（个）1
6、122151.2.5 工程技术方案根据电站规模，拟定电站采用单循环发电工艺。单循环发电工艺：即利用管道将瓦斯输送至燃气发电机组进行发电，燃气机的废气经排气管排到机房外。整个瓦斯发电系统分为：瓦斯收集系统、净化加压系统、燃气机发电系统、电气并网系统。整个工艺流程如图1-1所示：图1-1 项目工艺流程图工艺流程简述：1、瓦斯收集系统：井下的瓦斯通过管道，经防爆装置、防回火装置，然后经瓦斯抽放泵泵入输气管道内，最后送气到发电站内的瓦斯预处理模块（净化回压系统）。2、净化加压系统：瓦斯预处理模块露天布置，首先经过气液分离器初步过滤，除去大液滴和细粒，再将瓦斯气体引至加压风机，压力提升后，最后经冷却器和
7、凝聚过滤处理，送至机房。在瓦斯输送过程中，为保证输气管道的安全运行，应在管道上安装防爆装置、防回火装置和监控设备，为保证供气压力的稳定性，在系统中设置水封。在紧急状况下瓦斯通过排空管排空。图1-2 瓦斯抽放及输气工艺流程3、燃气机发电系统：经处理过的瓦斯送入燃气机，电子点火燃烧膨胀推动活塞做功，带动曲轴转动，通过发电机输出电能。燃气机的废气经排气管排到机房外。整个过程由可编程序控制器控制。其中的冷却系统采用带冷却塔的循环供水系统。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，软化水由项目区内水处理装置（加药装置）处理后，送入静压水箱，由静压水箱补给
8、；外循环水系统采用冷却塔循环二次供水方式，外循环水由发电机配套的水泵将循环水池内的水泵入发电机，用于吸收内循环系统中循环水的热量，然后在水压力下，吸收了热量的冷却水通过喷淋，实现放热，最后重新回到循环水池内备用。图1-3 燃气机发电系统工艺流程图图1-4 项目水系统工艺流程根据*煤矿瓦斯抽放量，确定项目总装机容量为8500KW，其中6用2备，发电规模为6500KW，发电机组功率因数按80考虑，每小时发电量为2400KWH，项目年发电量为：2400243001728万KWH其中：2400每小时发电量为2400WH24每天发电时间为24小时300每年工作日为300天耗煤层气量为：0.7300120
9、9.6万m32400每小时发电量为2400KWH0.7每0.7立方米高浓度CH4发电量为1KWH4、电气部分（1）电气主接线考虑到发电机机组容量小，因此发电机电压采用400V，发电机出口母线经闭缩开关直接并入400V母线引接。方案详见附件电气主接线图。（2）电气设备布置站用配电间设低压盘布置及400V电器柜布置在低压配电间，全站设主控制室，采用主控制室的控制方式。方案详见电气设备布置图。（3）直流系统采用硅整流系统，电压采用220V，采用单母线或单母线分段的接线方式，其容量满足机组的控制负荷和事故照明负荷的需要。电气元件的控制、测量和信号采用强电接线。（4）主要电气设备的选择发电机的出线电压采
10、用400V；400V开关柜采用普通GGD固定柜；380/220V低压开关柜采用GGD固定柜。5、继电保护（1）发电机保护简易差动保护：作为定子绕组的三相短路的基本保护，动作使发电机与系统解列，并灭磁停车。过流保护：本保护装置带有时限，用来保护由于外部短路而引起的定子绕组过电流，并作为内部短路时的后备保护。过电压保护：当发电机突然甩负荷或在系统解列情况下单独供电而调速失灵时，转速突然增加引起过电压，为了防止过电压击穿定子绕组绝缘，特装设本保护装置，本保护装置经0.5S使发电机与系统解列并灭磁。过负荷保护：本保护装置用来保护由于过负荷而引起励磁消失时，立即联动跳开发电机出线开关，以保证机组安全运行
11、。（2）主变压器保护差动保护：保护变压器线圈内部短路。当变压器线圈或两侧差动电流互感器内的引线，电缆发生多相短路时跳开变压器两侧断路器。瓦斯保护：为变压器内部故障之基本保护，利用变压器内部故障时产生气体而冲动瓦斯继电器达到发信号和跳闸的目的，当油面降低或轻微故障时发出信号，故障严重时跳开变压器两侧开关或发出重瓦斯信号（由切换片位置决定）。复合电压闭锁过电流保护：保护变压器外部短路，并作为线路的后备保护，带有一定的时限。变压器过负荷时发出信号。（3）线路保护 瞬时电流速断保护：是线路的主保护。过电流保护：作为线路的后备保护。1.2.6 土建工程主要建筑物如下表：表1-1 主要建构筑物特征表序号名
12、 称建筑面积（m2）层高（m）结构备注发电机机房5725.5轻钢布置8台发电机组控制室763.3砖混包括高压室、低压室、配件室等3循环水池240 m33（深）钢筋砼5m8m3m水池2个5围墙及大门170m（长）2.2砖砌铁大门6办公室及辅助用房517硬化4598绿化412251.2.8 配套工程1、采暖、通风系统项目区内建筑物采暖，由于项目热负荷耗量较少，而且连接项目区附近供热系统不经济，故项目采用电站冷却水循环取暖。选用四台大风量低压头的轴流风机（2进2出），风机风量为56880m3/h，全压304pa，电机功能7.5KW。2、给排水系统项目区少量生活用水，可以忽略不计，人员饮用水由煤矿接入
13、。生产用水采用矿井水，生产用水量按0.3m3/万KWH计算，项目年用水量为518.4m3。管道接入只需能满足电站生产、生活和消防用水量要求即可。站区内建一座旱厕，生活污水排入旱厕。场地雨水及站内建筑物排水充分利用地面坡度及建筑物的有组织排水排出站外。3、照明系统发电站的照明，设有正常照明和事故照明分开的供电网络，电压为220V。正常照明的电源，由动力和照明网络共用的中性点直接接地的低压变电器供电。事故照明由蓄电池组供电。发电机组机房的通道以及远离机房的重要工作场所要求的事故照明采用应急灯。4、防雷接地系统发电站采用高杆避雷针保护全站建筑物，接地电阻不大于10，站内机电设备、管线及金属构架均进行
14、保护性接地，接地电阻不大于4。5、消防系统发电机机房在生产过程中的火灾危险性为丁类，最低耐火等级为二级。煤层气加压设备采用防爆设备，配防爆电机。站内消防器材配置移动式泡沫灭火器或干粉灭火器，消防水系统与循环冷却水系统合并考虑，即冷却塔凉水池可以做为消防水池。站区总平面布置设消防通道。6、供气管道能满足发电站用气量要求的管道接入发电站。7、道路建设期间修建临时简易道路，在项目完成后修建水泥路面道路。1.3 投资规模和资金筹措方案1.3.1 编制依据1、2005年*省建筑工程消耗量定额2、电力工程建设投资估算指标3、电力工程建设概算定额（2001年修订本）建筑、热力、电气册4、2002年*省建设工
15、程其他费用标准5、电力工程建设预算定额（调试）6、电力工业基本建设预算管理制度及规定（2002年版）7、设备价格依据甲方提供的市场询价为准1.3.2 投资说明1、主要建构筑物发电机房占地572m2，高5.5米，采用单跨轻钢结构，钢（管）柱及独立基础，彩钢板墙体围护结构，采用轻型钢屋架，屋盖采用彩色压型钢板。按960元/m2估，合计54.91万元。控制室占地面积为76m2，高度为3.3m，采用砖混结构，按700元/m2估算，合计5.32万元。办公用房及辅助用房层，占地面积为51m2，高度为3.3m。结构为砖混结构以700元/m2估算，合计3.57万元。循环水池规格为23m，总容积为240m3。估
16、价为12.4万元。围墙总计长170m，以200元/m估算，总计3.4万元。表1-2 主要建构筑物投资估算表造价指标（元/ m2）合计（万元）96054.91控制室及办公用房7008.8912.44围墙200元/m3.4大门0.60总计2、室外配套工程输气管道，长度200m，单价350元/m，总价7万元。并网线路，长度5000m，单价150元/m，总价75万元。绿化412 m2，按30元/ m2估，合计1.24万元；硬化459m2，按100元/ m2估，合计4.59万元。生产用水采用*煤矿矿井水，水管费用已计入循环水池造价中。3、设备购安费估为848.2万元。1.3.3 其它费用估算说明1、土地
17、为*煤矿提供因此费用不计；2、建设单位管理费按建设工程费用的0.5%计；3、建设单位临时设施费按建安工程费的0.8%计取；4、勘察设计费（1）项目申请报告编制费1.5万元；（2）勘察费按建安工程费的0.5%计；（3）工程设计费按工程勘察设计收费标准（2002）计取；（4）施工图预算编制费按工程设计费的10%计；5、工程监理费按建设工程监理与相关服务收费管理规定的通知内规定计取；6、消防设施配套费按3元/m2计取;7、职工提前入场培训费用（三个月计），按人员总数的50%计算，每人每月1000元。8、设备试运行费用按设备购置费用的2%计算；9、办公家居按每人900元计算；10、基本预备费按建安工程
18、费和其他费之和的8%计。表1-3 主要生产设备一览表名称数量型号规格单价（万元）总价发电机8台500kw98784含并网柜、监控及电缆、安装变压器2台2000kva19.839.6含铜排、电缆、安装冷却塔含安装费用水泵30kw 800m3/小时含电机、安装开关柜8个1.713.6含电缆、安装启动柜2个含安装合计表1-4 *煤矿煤层气发电站投资估算表 单位:万元工程或费用名称建筑工程设备购安其它费用一、建安工程及设备购安168.39848.21016.59控制室及办公室用房0.64.951.24输气管道7.009并网线路75.0010生产设备二、其他费用94.23建设单位管理费10.17建设单位
19、临时设施费2.53申请报告编制费1.50勘察设计费44.094.1勘察费0.764.2工程设计费39.394.3施工图预算编制费3.94工程监理费16.87消防设施配套费0.20职工提前进厂和培训费2.25办公家具购置费1.35联合试运转费15.27三、基本预备费88.87四、铺底流动资金2.72五、总投资1202.401.3.4 资金筹措项目资金来源全部为项目法人单位自筹。1.4 工程进度计划参考全国统一建筑安装工程工期定额，确定项目计划建设工期为7个月，资金按项目进度分阶段投入，共分为四个阶段：第一阶段为申报立项等前期阶段；第二阶段为工程设计阶段；第三阶段为工程施工阶段；第四阶段为工程竣工
20、验收、试运行阶段。具体进度安排见下表：表1-5 工程实施进度表工期（月）项目2008年11前期准备工程招标工程设计土建工程设备安装人员培训竣工验收、试运转1.5 建议 1、建议采用储气系统，以保持供气的稳定性；2、严格按照使用计划分批付款，加强会计核算和监督，形成有力的财务约束机制；3、施工中要注意对周围环境的影响，同时采取相关措施，保证生产安全和环境保护；4、加强对煤层气燃料的分析和评述工作，不断改进生产工艺；5、尽快与供电公司签订供电上网意向书，保证电力正常上网；6、项目建设中要适当留有发展余地，为企业今后的发展创造更好的条件；7、项目投产后，要不断扩大生产规模，注意节约生产成本，以求利润
21、最大化。第二章 发展规划、产业政策和行业准入分析2.1 发展规划、行业准入分析我国的常规能源中石油、天然气资源相对缺乏，一次能源产量以煤为主，而煤炭产量一半用于发电。改革开放以来，我国经济迅速发展，对能源的需求也越来越大，近年来，对国际能源市场的依赖程度加深，已经成为石油、液化天然气的纯进口国，因此有必要开发新的能源，调整原有的不合理的能源结构。煤层气（瓦斯）是与煤伴生的一种可燃性气体,主要成份是甲烷,其热值为（34-37）MJ/Nm3，与天然气热值相当。煤层气是一种清洁能源，燃烧产物主要是二氧化碳和水。我国煤层气资源丰富，分布区域广，储量位居世界第三。但我国每年煤层气的实际利用率很低。过去因
22、为没有找到合理的利用手段，我国在煤矿开采中所抽放的瓦斯大多排入大气中，既浪费了宝贵的能源，也严重地污染了环境。随着开采和利用技术的不断成熟，煤层气越来越受到人们的重视，相比于原油、天然气、煤炭等常规能源的利用及发展现状，煤层气开发更具优势。煤层气伴随着煤矿开采的先期工程进行，成本低廉，其开发利用具有可观的经济、环境和社会效益。随着瓦斯发电的技术日趋成熟，示范工程的经济效益初步显现，在我国已掀起了瓦斯发电的小高潮。全国已上瓦斯发电机组数百台，装机容量达到10万余千瓦，已建和在建的瓦斯发电项目容量达到30万千瓦。国家发改委等八部委下发的煤矿瓦斯治理与利用实施意见，鼓励大力发展瓦斯民用、发电、化工等
23、项目的利用。煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十一五”规划提出2006-2010年的煤层气开发目标是：2006年全国矿井瓦斯利用总量8亿立方米以上；2010年利用总量50亿立方米以上，利用率50%以上，其中民用和工业燃气利用量20亿立方米以上，发电利用量30亿立方米以上，瓦斯发电装机容量150万千瓦以上。2007年4月，国家发改委在关于利用煤层气发电工作的实施意见中指出：全部燃用煤层气（煤矿瓦斯）发电并网项目由省级人民政府投资主管部门核准；煤矿企业全部燃用自采煤层气（煤矿瓦斯）发电项目，报地方人民政府投资主管部门备案。电力行业产业政策鼓励煤矿坑口煤层气（煤矿瓦斯）发电项目建设。鼓励采用单机容量500
24、千瓦及以上煤层气（煤矿瓦斯）发电机组，开发单机容量1000千瓦及以上的内燃机组，以及大功率、高参数和高效率的煤层气燃气轮机（煤矿瓦斯）发电机组。煤层气（煤矿瓦斯）电站所发电量原则上应优先在本矿区内自发自用，需要上网的富余电量，电网企业应当予以收购，并按照有关规定及时结算电费。煤层气（煤矿瓦斯）电站不参与市场竞价，不承担电网调峰任务。发改委要求电网企业应当为煤层气（煤矿瓦斯）电站接入系统，提供各种便利条件。电网企业要按照国家标准、行业标准和规程规定验收电站投资建设的接入系统工程，并及时签订并网调度协议，确保电网的稳定和电站的正常运行。保障性政策的颁布实施为煤层气产业化发展提供了极好的发展契机。利
25、用煤层气发电是国家产业政策鼓励发展的产业，*市煤层气资源丰富，为利用煤层气发电项目提供了良好的发展环境，*市*煤层气发电有限公司*煤矿煤层气发电站建设正是在这样的背景下提出的。综上所述，利用煤层气发电是政策鼓励类发展项目，项目的技术条件成熟，实施后对减少温室气体排放、促进煤矿安全生产和缓解当地电力紧张均有积极意义。2.2 产业政策分析由于煤层气发电项目有利于节能减排，可以申请CDM项目，得到可观的减排费，具有非常良好的经济效益。瓦斯得到利用，大大地减少煤炭或燃油的使用，从而大大地减轻了发电对环境的污染，具有良好的环境效益。国家经济贸易委员会、财政部、国家税务总局关于进一步开展资源综合利用的意见要求：利用煤层气生产电力的企业，单机容量在500千瓦以上，符合并网调度条件的，电力部门都应允许并网，签订并网协议，对并网的机组免交小火电上网配套费，并在核定的上网电量内优先购买。*煤矿煤层气发电站单机容量为500KW，总装机容量为3MW，符合产业政策要求。根据财政部、国家税务总局关于企业所得税若干优惠政策的
