山西马军峪煤矿5MW瓦斯电站可行性研究报告.doc

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1、目目 录录 第一章 概 述1 1.1 项目概况 1 1.2 编制依据 1 1.3 主要研究内容 2 1.4 主要研究结论 2 1.5 主要技术经济指标表 2 第二章 项目建设背景及必要性4 2.1 项目建设的背景 4 2.2 项目建设的必要性8 第三章 项目选址与建设条件11 3.1 项目选址 11 3.2 建设条件 11 第四章 方案选择及设备选型13 4.1 瓦斯抽放量确定13 4.2 建设规模确定14 4.3 工程技术方案15 4.4 设备选型23 第五章 原辅材料供应24 第六章 总图布置及工程设计方案25 6.1 总图布置25 6.2.工程设计方案26 第七章 节能31 7.1 用能

2、标准和节能规范 31 7.2 节能减排分析 31 7.3 能耗状况和能耗指标分析 32 7.4 节能措施和节能效果分析 33 第八章 环境和生态影响分析37 8.1 编制参考依据 37 8.2 环境和生态现状 37 8.3 生态环境影响分析 39 8.4 生态环境保护措施 39 第九章 劳动安全卫生与消防43 9.1 劳动安全 43 9.2 卫生保健措施 45 9.3 消 防46 第十章 组织机构与劳动定员48 10.1 组织机构 48 10.2 劳动定员 50 第十一章 项目实施进度52 第十二章 投资估算与资金筹措53 12.1 编制依据 53 12.2 建安工程估算说明 53 12.3

3、资金来源 57 第十三章 项目招标58 13.1 编制依据 58 13.2 项目招标基本情况 58 第十四章 项目财务分析60 14.1 编制依据 60 14.2 基础数据 60 14.3 流动资金估算 61 14.4 项目总投资 61 14.5 投资使用计划与资金筹措 61 14.6 年销售收入和年销售税金及附加估算 61 14.7 总成本费用估算 62 14.8 利润总额分配 63 14.9 财务盈利能力分析 63 14.10 清偿能力分析 64 14.11 不确定性分析 64 14.12 评价结论65 第十五章 社会影响及风险分析66 15.1 社会影响效果分析 66 15.3 社会风险

4、及对策分析 66 第十六章 结论及建议69 16.1 结论 69 16.2 建议 69 附表：附表： 1、流动资金估算表 2、投资使用计划与资金筹措表 3、销售收入和税金表 4、固定资产折旧估算表 5、其他资产摊销估算表 6、总成本费用估算表 7、损益表 8、现金流量表 9、借款还本付息表 附附图图： ： 1、项目地理位置图 2、项目平面布置图 附件：附件： 1、山西马军峪煤矿 5MW 瓦斯电站项目可研编制委托书 2、煤矿土地使用证明 3、山西省环境保护局关于该项目环境影响的批复文件 4、山西省煤炭工业厅关于长治市马军峪煤焦有限公司瓦斯抽放工程竣 工验收的批复 5、煤矿提供的相关用电证明 6、

5、马军峪煤矿营业执照、采矿许可证、煤炭生产许可证、安全生产许可 证、矿长证 第一章第一章 概概 述述 1.1 项项目概况目概况 1、项目名称：山西马军峪煤矿 5MW 瓦斯电站项目 2、建设单位：中国大唐集团新能源股份有限公司 3、企业性质：国有独资公司 4、法定代表人：胡永生 5、项目负责人：李久旭 6、建设规模及内容：建设 5MW 瓦斯电站以及配套建筑物及其它设施。 7、投资估算：该项目总投资为 2800 万元，其中：建筑安装工程费用 307.22 万元，设备购安费 1937 万元，其他费用 249.23 万元，基本预备费 199.51 万元，建设期利息 66.53 元，铺底流动资金 40.5

6、1 万元。 8、资金筹措：项目总投资 2800 万元，其中申请银行贷款 2240 万元，剩 余资金全部由项目单位自筹。 9、建设工期：2010 年 8 月至 2011 年 7 月 10、建设地址：山西省长治市沁源县马军峪煤矿 1.2 编编制依据制依据 1、山西马军峪煤矿 5MW 瓦斯电站项目可研编制委托书 2、国务院办公厅关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见 （国办发200647 号） 3、国家发改委等八部委关于印发煤矿瓦斯治理与利用实施意见的通 知 （发改能源20051119 号） 4、 煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十一五”规划 5、 煤矿瓦斯利用设计规范 6、国家、省、市其他相关政

7、策、法规、规范、标准 7、项目单位提供的基础资料、数据 1.3 主要研究内容主要研究内容 本报告对项目建设背景及必要性、气源供应、技术及工程方案、投资估 算、经济效益等进行了重点研究分析。 1.4 主要研究主要研究结论结论 通过调研、分析，本可研认为： 该项目对马军峪煤矿低浓度瓦斯气资源进行综合利用，项目符合国家 关于能源结构调整的政策。可充分发掘长治市丰富的煤层气资源利用的潜 力，提高煤层气利用率。项目实施后，该煤层气电站将并入国家电网，对长 治市综合利用煤层气、保护环境以及减少矿难发生都会产生深远意义。 项目建设是必要的，也是可行的。 1.5 主要技主要技术经济术经济指指标标表表 表 1-

8、1 主要技术经济指标表 序号项 目单位数量备注 一总用地面积亩10 二规模（总装机容量）KW5000 三总发电量万 KWH/年2880 四总建筑面积m2799 五工程总投资万元2800 1建设工程费万元307.22 2设备购置费万元1937 3其他费用万元249.23 4基本预备费万元199.51 5建设期利息万元66.53 6铺底流动资金万元40.51 六年工作日天300 七劳动定员人12 八原辅材料用量/年 1煤层气万 m3960折纯瓦斯 2机油L9375 3水吨1214 4电万 KWH216 第二章第二章 项项目建目建设设背景及必要性背景及必要性 2.1 项项目建目建设设的背景的背景 2

9、.1.1 国家宏观产业政策情况 被称为煤矿安全生产“头号杀手”的瓦斯，实际是一种蕴藏在煤层中的 非常规天然气，又称煤层气，主要成分是甲烷。瓦斯气体根据浓度可分为高 浓度瓦斯和低浓度瓦斯，由于低浓度瓦斯处于瓦斯爆炸界限范围内，因此， 国内利用瓦斯发电多采用高浓度瓦斯，使得低瓦斯不能很好的被利用。根据 相关调查显示，我国每年开采的煤层气中有 60%属于低瓦斯，如此多的低 浓度瓦斯没有被直接利用而选择排空，造成了资源的浪费，同时也加大了对 环境的污染。 随着能源供给日趋紧张，与煤炭共存且在煤炭生产中作为影响安全生 产的瓦斯，成为新型清洁能源资源，瓦斯资源已成为我国能源战略的新型能 源。据中国工程院的

10、资料显示，每立方米纯煤矿瓦斯的热值相当于 1.22 千 克标煤。 大规模开采瓦斯将会产生巨大的社会和经济效益：一是，瓦斯的主要成 分为 CH4，排放后的甲烷能够破坏臭氧层，增加温室效应，通过抽采利用减 少 CH4的排放就可减轻温室效应，减缓地球变暖趋势；二是，通过开采利用 可以减少非清洁能源煤炭和需进口能源石油的依赖度，改善能源消费结构； 三是，提高了煤矿生产的安全程度；四是，将瓦斯进行开采利用后发电，可 实现煤矿的节能减排。第五，不将瓦斯气直接排空，可提高居民生活水平和 城市空气质量。此外，煤层气的大规模开采，也有利于促进就业和拉动经济。 我国煤层气资源量巨大，居世界第三，随着对煤层气资源的

11、勘探开发力 度不断增大，中国煤层气的探明储量逐步增加。根据油气资源评价结果，中 国陆上深埋 2000 米以浅的煤层气资源量约为 31.461012m3，主要集中的大 陆的中、 西部，其中晋、陕、蒙就占全国煤层气总量的 54.83%，共计 17.251012m3。2006 年， 国务院关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干 意见中指出： （一）加快煤层气抽采利用是贯彻以人为本，落实科学发展观，建设节约 型社会的重要体现。必须坚持先抽后采、治理与利用并举的方针，采取各种 鼓励和扶持措施，防范煤矿瓦斯事故，充分利用能源资源，有效保护生态环 境。 （二）煤层气抽采利用项目经各省（区、市）煤炭行业管理

12、部门会同同级 人民政府资源综合利用主管部门认定后，可享受有关鼓励和扶持政策。主要 包括：井下抽采系统项目，地面钻探、泵站项目，输配气管网项目，煤层气压 缩、提纯、储存和销售站点项目，利用煤层气发电、供民用燃烧及生产化工 产品项目等。 国家发展改革委印发关于利用煤层气（煤矿瓦斯）发电工作实施意见 的通知（发改能源2007721 号）中提出：电力产业政策鼓励煤矿坑口煤层 气（煤矿瓦斯）发电项目建设；鼓励煤层气（煤矿瓦斯）发电企业通过技术进 步和加强与国内外瓦斯发电机组制造企业合作，提高能源利用效率和电厂 的安全稳定运行水平。 在国家政策中可见，煤层气的开采得到了国家的大力提倡，而瓦斯发电 项目作为

13、煤层气开发利用的一项新兴技术，其对煤矿的安全高效生产、环境 保护、煤层气能源有效利用有着重要的现实意义。 2.1.2 山西马军峪有限公司概况 山西马军峪焦煤有限公司是一座经上级部门批复建设的现代化矿井， 始建于 2005 年 9 月，2009 年 12 月完成基建转生产工作。目前，矿区已完成 各种证件的申领工作，手续齐全完备。 马军峪煤矿设计生产能力为 90 万吨/年，转产验收后，核定生产能力提 升至 120 万吨/年。目前，能力提升工作已全面展开。马军峪煤矿矿井系斜井 开拓，共有三个井筒构成，分别为主斜井、副斜井和回风斜井，设计开采 2# 煤和 9+10#煤层，下行式开采，目前开采的是 9+

14、10#，2#煤层因揭露后煤层 较薄未开采。矿井通风方式属中央并列式，额定风量 432010226m3/min， 安装有防爆对旋轴流式通风机两台。煤矿采用双回路供电，10KV 高压入井， 矿井正常涌水量 50 m3/h，最大涌水量为 100 m3/h。全矿井瓦斯绝对涌出量 为 42 m3/min，煤矿安装有地面永久瓦斯抽放系统，抽放量为 30 m3/min 。 马军峪煤矿井下采煤方法为综合机械化采煤法，90101 首采面装备有 MG150/350WDH 采煤机一台，ZE4400/16/28 支撑掩护式支架 103 架， SGZ764/400 煤溜一部，SZZ764/132 转载机一部，DSJ10

15、63/1000/63 胶带 机三部，泵站系统一套。掘进面采用综合掘进机，综合掘进机型号分别为 EBH120 和 EBZ100，为解决通风问题，采用双巷掘金。 2.1.3 建设单位概况 本次项目建设是由中国大唐集团新能源股份有限公司进行实施的，中 国大唐集团新能源有限责任公司成立于 2009 年 3 月 26 日，是中国大唐集 团公司的专业化子公司，主要从事风力发电、太阳能发电、垃圾发电、小水 电、煤层气发电等新能源项目的开发、建设、生产运营，同时承担中国大唐 集团公司风电检修任务。大唐新能源公司成立后，制定了“2、5、15”发展战 略，即到 2010 年末，在全国风电装机容量突破 200 万千

16、瓦，2013 年突破 500 万千瓦，2020 年突破 1500 万千瓦。同时，公司积极研究开发太阳能发 电、煤层气发电等其它新能源项目，争取早日实现公司整体上市，力争把大 唐新能源公司建设成为资源型、经营型、控股型、创新型并具有较强盈利能 力和核心竞争能力的行业领先、国内知名的新能源公司，最终实现打造世界 一流新能源企业的目标。 2.2 项项目建目建设设的必要性的必要性 1、项目建设是坚持以人为本，珍爱生命，切实搞好矿山安全生产的需 要 以人为本是构建和谐社会的核心内容。搞好安全生产是矿山生产的重 要大事，全国每年非正常死亡人数中，除交通事故以外，矿山事故占绝大多 数。在煤矿事故中又以透水事

17、故和瓦斯爆炸造成的死亡人数为主。因此，煤 矿瓦斯治理工作是安全生产工作的重中之重。只有按照先抽后采，治理与利 用并举的方针，切实把瓦斯治理工作抓好，才能有效控制和扭转矿山重特大 事故频繁发生的严峻局面。 党和国家对安全生产和煤矿瓦斯防治工作非常重视。今年春天，中央政 治局召开会议，专题研究了安全生产问题，胡锦涛总书记作了重要讲话。在 温家宝总理主持召开国务院第 81 次常务会议上，成立了以国家发改委为组 长单位的煤矿瓦斯防治协调领导小组，下发了煤矿瓦斯治理与利用总体方 案。随后，国家发改委等八部委联合下发了关于煤矿瓦斯治理与利用的实 施意见，提出了“以抽保用、以用促抽”的原则，把瓦斯治理工作和

18、节约、利 用能源工作有机地结合起来。 该项目建设是贯彻落实“先抽后采、治理与利用并举”方针和“以抽保用、 以用促抽”原则的具体行动，完全符合国家和省、市各级政府关于煤层气治 理、利用方面的政策导向和要求。 2、项目建设是落实科学发展观，构建节约型社会，实现可持续发展战 略的需要 随着人口的增加和经济的发展，我国资源相对不足的矛盾日益突出。开 展资源综合利用，是我国一项重大的技术经济政策，也是国民经济和社会发 展中的一项长远的战略方针。煤层气是一种宝贵的优质、清洁能源。按照长 治市的探明储量折算，相当于 100 亿吨标准煤。如果每年抽放排空的 6 亿 m3煤层气全部用于发电，将会产生 15 亿千

19、瓦时电量。 该项目拟新建 10 台 500KW 发电机，年发电量达 2880 万 KWH，相当 于每年少用 3539.52 吨煤炭，节约能源的效果非常显著。 3、项目建设是保护环境，防止大气污染的需要 营造和保持最有利于人类生活的环境，防止大气污染是必不可少的重 要内容。在现代工业生产条件下，环境优劣是物质文明建设和精神文明建设 的综合体现。 排放到大气中的瓦斯所造成的污染相当严重。甲烷是瓦斯的主要成分， 它所引发的温室效应是二氧化碳的 21 倍，它还会消耗大气平流层中的臭氧， 使太阳照射到地面的光线中紫外线增加，增加皮肤癌等疾病发病几率，危害 人类健康。利用瓦斯发电将直接地、大量地减少甲烷的

20、排放，甲烷燃烧后形 成二氧化碳和水蒸气，对环境基本不造成危害。因此，该项目的建设对环境 保护带来的社会效益也是十分显著的。 4、项目建设有利于提高经营企业的经济效益 由于煤层气发电项目在促进安全生产、节约资源和环境保护方面都具 有很大的社会效益，国家从多方面给予了政策扶持和鼓励。如在建设用地审 批、电力上网、电价结算、税费减免等方面都给予了优先和优惠的照顾。同 时，本次项目所生产用电并入国家电网，给企业带来经济效益。 总之，该项目的建设无论从以上任何一个方面去衡量，其必要性都是显 而易见的。 第三章第三章 项项目目选选址与建址与建设设条件条件 3.1 项项目目选选址址 选址原则：因地制宜、节约

21、用地、保护环境、安全可靠。 依据以上原则及条件，该项目选址于沁源县城西北部约38km马军峪瓦 斯抽放站西150米处，场地整体呈长方形，总占地面积10亩。瓦斯发电站所 占用的土地属于马军峪煤矿矿区已征用的土地。 详见附件马军峪煤矿瓦斯发电站地理位置图。 3.2 建建设设条件条件 3.2.1 自然条件 该项目区属大陆性气候，年均气温8.7，冬季漫长而严寒，一月平均 气温为零下 8.5，夏季短暂凉爽，七月 22.4，年降雨量600毫米，霜冻期 为十月上旬至次年四月下旬，无霜期50至180天。本区夏季多东南风，冬春 季几多西北风，最大风速21.0m/s。 设计时应综合考虑以上气象条件，使项目建设和使用

22、能够适应上述气 候特点。 3.2.2 地形地貌 项目所在地地形较为复杂，但为了保证项目的顺利实施和安全性，建 议项目初设前进行地质勘察，取得详细、准确的地质资料为工程建设提供详 实的依据。 3.2.3 地震烈度 据山西省地震局资料，根据中华人名共和国标准（GB50011-2001）建 筑抗震设计规范，本区抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震动峰值加速度 为 0.15g。 3.2.4 给排水 发电站内生产及生活用水由马军峪煤矿供给；生活污水经化粪池处理 后排入矿区污水管网。 3.2.5 供电 项目区内用电采用双路电源，一路引自马军峪煤矿变电站，另一路电 源由发电站自供，机房内照明采用防爆灯具，配

23、电室、值班休息采用一般照 明。 3.2.6 采暖 该项目主要为办公用房、职工宿舍、食堂、门房等采暖，项目供热热源 为新购余热锅炉。 3.6.7 气源供应 项目生产用气由马军峪瓦斯抽放站供给，年抽放量为纯瓦斯 1576.8 万 m3，完全可供项目生产需求。 第四章第四章 方案方案选择选择及及设备选设备选型型 4.1 瓦斯抽放量确定瓦斯抽放量确定 目前马军峪煤矿已聘请专业机构对其煤层气涌出量做了详细预测，预 测结果如下： 1、马军峪煤矿所采 2#煤层和 9+10#煤层不存在瓦斯风化带，全部处于 甲烷带，甲烷成分高于 98%； 2、瓦斯含量增长梯度为 2.68m3/tr/100m； 3、生产期：矿井

24、瓦斯平均涌出量为 42 m3/min。 根据上述结果，结合矿井实际测量：马军峪煤矿抽放瓦斯浓度为 24%， 瓦斯的混合量 125m3/min，折换为纯瓦斯为 30m3/min，年抽放纯瓦斯总量 为 1576.8 万 m3。 结合近期预测：瓦斯抽放浓度在 18%-30%之间，现场瓦斯浓度测量浓 度为 24%。 表 4-1 本区瓦斯气化学成分一览表 组分CH4H2CO2O2N2COH2S尘合计 平均含 量 V% 240.200.11 18.65 56.04 未检出 未检出 未检出100% 表 4-2 瓦斯气物理性质一览表 热值密度高热值爆炸极限运动粘度华白指数 18.84MJ/Nm30.99kg/

25、Nm320.90MJ/Nm3 下限：5.2% 上限：16.8% 22.8m2/s22.8MJ/Nm3 4.2 建建设规设规模确定模确定 1、建设规模 本次项目建设结合煤矿瓦斯抽排能力及气体浓度等情况，综合比较国 内外燃气发电机组，最终确定马军峪煤矿瓦斯发电厂建设规模为：5MW，所 选 10 台 500KW 发电机组为国产低浓度瓦斯燃气发电机组。其理由如下： （1）常用燃气发电机组台数及功率的设置，应以能保证供电的连续性及 适应用电负荷曲线的变化为前提。只有选择小功率、多台数机组才可以根据 用电负荷的变化确定发电机组台数，使燃气机发电机常处于经济负荷下运 行，以减少燃气消耗率，降低发电成本。燃气

26、机的最佳经济运行状态是在标 定功率的 75%-90%之间。为保证供电的连续性，常用机组本身应考虑设置 备用机组，当进行机组故障检修或停机检查时，使发电机组仍然能够满足对 重要用电负荷不间断地持续供电。 （2）经济危机刚刚过去，对于一些处于经济复苏状态的中小企业而言， 没有能力一下子筹集到更多的资金购买国外较先进的发电机，相比较国外 先进生产发电机企业，国内发电机在价格方面相对低廉，在性能方面更耐用、 适应恶劣环境能力强。因此，国产发电机更适合本次项目建设的需要。 （3）国产发电机低廉的价格并不能说明其质量差。就目前中国市场现有 的发电机而言，国产机在噪音、耗气量等方面已经逐渐赶上国外企业的步伐

27、， 更重要的一点是：国产机维修较为方便，特别是配件，很多燃气机的配件产 在国内。进口柴油机质量较好，但对气源浓度要求较高，一般在 70%以上， 而且其维修成本较高，且更换零部件需要从国外购置，更换周期较长，极易 影响发电厂的正常运营。 （4）目前，对于低浓度瓦斯发电的研究国外并没有什么实质性的进展， 相对来讲国内燃气发电机制造企业一直致力于研制适合中国国情的燃气发 电机组，如山东胜东集团在近年一直致力于研究低浓度燃气发电机组，并 与 2005 年 12 月研制成功低浓度瓦斯发电机组，该机组采用电控燃气混合 器技术，可以自动控制空燃比，以适应瓦斯的浓度变化这也是本次项目选用 国产机组的重要原因。

28、 4.3 工程技工程技术术方案方案 4.3.1 发电工艺选择 根据电站规模，拟定电站采用单循环发电工艺。 单单循循环发电环发电工工艺艺： ：利用管道将瓦斯输送至燃气发电机组，通过在燃烧室 内爆炸燃烧推动活塞做功，使机械能转化为电能，尾气经余热锅炉换热后排 到机房外。整个瓦斯发电系统分为：瓦斯收集系统、净化系统、燃气机发电 系统、煤矿内网系统。整个工艺流程如图 4-1 所示： 图 4-1 项目工艺流程图 4.3.2 工艺流程简述 1、瓦斯收集系统：一般煤层气的开采过程需要三个阶段：排水降压阶段、 稳定生产阶段、产量下降阶段。本次项目利用的主要是稳定生产阶段，在这 一阶段中，煤层气处于最佳的解吸状

29、态，产气量相对稳定，出现高峰产气期。 本次项目采用的采集方法为螺杆泵排水采集，该采集方法结构简单、 操作容易、维修方便等特点，主要工作部件是定子和转子，定子与泵外壳连 成一体并接在油管的最下端，下至井内并沉没在被抽吸的井液中，当转子旋 转时，即将井液和气体从油管内举升至地面。井下的瓦斯采集到地面后通过 管道，经防爆装置、防回火装置，通过瓦斯抽放泵泵入输气管道内，最后送 气到发电厂内的瓦斯预处理模块。 2、净化加压系统：该系统的主要作用为除尘、干燥和冷却。瓦斯预处理 模块露天布置，瓦斯抽放站抽出的瓦斯经过气液分离器初步过滤，除去大液 滴和细粒后，依靠瓦斯抽采泵的余压将瓦斯引至冷却器，经冷却器冷却

30、、凝 聚、过滤处理后，送至机房。 图 4-2 瓦斯抽放及输气工艺流程 为保证供气压力的稳定性，在系统中设置水封。在紧急状况或瓦斯过量 的情况下通过排空火炬排放瓦斯。 图 4-3 燃气机发电系统工艺流程图 3、燃气发电系统：燃气机的废气经余热锅炉回收后为煤矿生产生活供 热。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；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。 燃气机组正式投产运行后发电厂将充分利用尾气余热，通过安装余热 回收装置收集热能，集中供热。余热利用系统总供热量为 3500KW，需新增 2 台余热回收装置，可满足当地 4 万平方米的供热要求。 图 4-4 项目水系统工艺流程 4.3.3 生产规模 根据马军峪煤矿瓦斯抽放量，确定项目总装机容量为 10500KW，发电 规模为 10500KW，项目年发电量为： 500KW1080%24H3002880 万万 KWH 其中：