贠利民

(煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院)

·專(zhuān)題綜述·

關(guān)于某33 MW煤層氣聯(lián)合發(fā)電工程的設(shè)計(jì)心得

贠利民

(煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院)

介紹了煤層氣資源及其發(fā)電利用的基本情況，并以國(guó)內(nèi)某煤層氣發(fā)電工程為例，分析了在設(shè)計(jì)煤層氣聯(lián)合發(fā)電工程過(guò)程中應(yīng)該注意的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，包括在招標(biāo)、技術(shù)談判、工程設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)階段的心得體會(huì)等。針對(duì)設(shè)計(jì)類(lèi)似工程提出了自己的建議。

煤層氣；聯(lián)合發(fā)電；招標(biāo)；技術(shù)談判；設(shè)計(jì)心得

煤層氣是一種以吸附狀態(tài)儲(chǔ)存于煤層中的非常規(guī)天然氣，也稱(chēng)“煤礦瓦斯”，其主要成分是甲烷，可用于發(fā)電、民用及汽車(chē)燃料、化工等領(lǐng)域，是一種高熱值的潔凈能源。我國(guó)煤層氣資源豐富，居世界第三位。據(jù)最新資源評(píng)價(jià)，我國(guó)埋深2 000 m以內(nèi)煤層氣地質(zhì)資源量約36萬(wàn)億m3，可采資源量約10萬(wàn)億m3。據(jù)測(cè)算，目前全國(guó)煤炭開(kāi)采、加工、運(yùn)輸過(guò)程中每年釋放瓦斯約150億～200億m3，經(jīng)人工抽放的只有30億 m3，而得到利用的只有其中的1/3，煤層氣抽采利用潛力巨大，煤層氣產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。近年來(lái),中國(guó)對(duì)國(guó)際能源市場(chǎng)依賴(lài)程度日漸加大，已成為石油、液化天然氣的純進(jìn)口國(guó)。要保持經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)，有必要開(kāi)發(fā)新能源，取代原有的不合理能源結(jié)構(gòu)。煤層氣開(kāi)發(fā)利用正是打破不合理能源結(jié)構(gòu)的有效手段，煤層氣發(fā)電是煤層氣綜合利用切實(shí)可行、可持續(xù)發(fā)展的一條重要途徑。筆者擔(dān)任某33 MW煤層氣聯(lián)合發(fā)電工程項(xiàng)目設(shè)總，結(jié)合該項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中的一些實(shí)踐，就煤層氣發(fā)電項(xiàng)目設(shè)計(jì)淺談一些做法與體會(huì)，供同行借鑒。

1 工程概況

該項(xiàng)目為煤層氣聯(lián)合發(fā)電工程，裝機(jī)規(guī)模為33 MW,即8×4 MW燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組配4×4.38 t/h余熱鍋爐+3 MW組合快裝凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，2008年7月開(kāi)工，2010年3月投產(chǎn)，設(shè)計(jì)年發(fā)電量2.452×108kW·h，年供電量2.322×108kW·h，年耗純煤層氣量為5.368×107Nm3。性質(zhì)為公共電廠，工程所用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組為德國(guó)道依茨設(shè)備，型號(hào)TCG2032V16，額定功率4 000 kW，發(fā)電機(jī)電壓等級(jí) 10.5 kV，廠房式布置。余熱蒸汽鍋爐為上海益格新技術(shù)工程有限公司提供的臥式不補(bǔ)燃型單壓自然循環(huán)余熱鍋爐，型號(hào)EGS4.3-2.45/400NSV，額定蒸發(fā)量4.38 t/h，額定蒸汽壓力2.45 MPa，額定蒸汽溫度400℃，露天布置。蒸汽輪機(jī)為洛陽(yáng)發(fā)電設(shè)備廠生產(chǎn)的N3-2.35組合快裝凝汽式機(jī)組，額定進(jìn)汽量15.6 t/h，額定進(jìn)汽壓力2.35 MPa，額定進(jìn)汽溫度400℃，單層廠房布置。煤層氣預(yù)處理系統(tǒng)為北京時(shí)代桃源環(huán)境有限公司提供，供氣能力折純23 300 Nm3/h，包括過(guò)濾、加壓、除濕3個(gè)環(huán)節(jié)，分5個(gè)單元，互為熱備用。電廠控制采用DCS控制方式。

2 工程設(shè)計(jì)范圍

設(shè)計(jì)范圍是以燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電為核心所需要的生產(chǎn)設(shè)施及相關(guān)輔助系統(tǒng)。包括：燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組、余熱蒸汽鍋爐本體系統(tǒng)、煤層氣預(yù)處理系統(tǒng)，蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組及其他相關(guān)系統(tǒng)的連接設(shè)計(jì)，廠區(qū)給排水、消防、道路設(shè)計(jì)等；電氣部分包括電氣主接線系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及報(bào)警系統(tǒng)、工業(yè)電視等；不設(shè)置生活福利設(shè)施。

3 工程設(shè)計(jì)心得

3.1招標(biāo)階段

在本階段，設(shè)計(jì)院擔(dān)負(fù)的一項(xiàng)具體任務(wù)就是編制設(shè)備技術(shù)規(guī)格書(shū)。設(shè)備技術(shù)規(guī)格書(shū)是對(duì)設(shè)備產(chǎn)品的技術(shù)描述，是反映設(shè)備具體而詳細(xì)的內(nèi)容要求。在設(shè)備采購(gòu)和訂貨的過(guò)程中，設(shè)備技術(shù)規(guī)格書(shū)作為技術(shù)性指導(dǎo)文件和依據(jù)性文件，具有舉足輕重的作用。由于煤層氣發(fā)電在我國(guó)工程數(shù)目不多，參考的技術(shù)規(guī)范書(shū)很少，根據(jù)業(yè)主對(duì)工程總體功能要求，參照相關(guān)火電設(shè)備及技術(shù)規(guī)格書(shū)的格式對(duì)煤層氣設(shè)備進(jìn)行編寫(xiě)，其主要內(nèi)容和組成包括工程概述、設(shè)備名稱(chēng)及設(shè)備編號(hào)、數(shù)量及單位、建設(shè)條件、技術(shù)要求、設(shè)計(jì)范圍和供貨范圍、供貨條件、考核指標(biāo)等。

編寫(xiě)的要點(diǎn)和所需注意的問(wèn)題有：工程概述主要是簡(jiǎn)單介紹工程建設(shè)內(nèi)容、規(guī)模和工程建設(shè)的地點(diǎn)，并對(duì)主要工藝流程加以描述，使設(shè)備供貨商對(duì)工程的實(shí)際情況有所了解，并明確設(shè)備的用途，以判斷其設(shè)備是否適合在該工程中使用。比如，預(yù)處理系統(tǒng)就是明確根據(jù)所用氣體的性質(zhì)采用脫水、加壓、過(guò)濾等方式，由投標(biāo)廠家確定其中環(huán)節(jié)設(shè)備，已達(dá)到最優(yōu)組合；設(shè)備名稱(chēng)是最直觀的設(shè)備供貨要求，體現(xiàn)設(shè)備的用途，所以一定要準(zhǔn)確；建設(shè)條件包括設(shè)備的安裝位置和環(huán)境條件、氣象條件、地質(zhì)條件、外接水源條件、電源條件、氣源條件等。這些條件并非所有的設(shè)備技術(shù)規(guī)格書(shū)都要求描述，而是根據(jù)設(shè)備的具體情況而定。比如對(duì)于蒸汽輪機(jī)所配的冷卻塔、預(yù)處理、燃機(jī)所配的換熱器氣象環(huán)境條件則非常重要。

在實(shí)際工程中，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員不可能對(duì)每件產(chǎn)品都非常的熟悉和了解，因此有必要對(duì)擬采購(gòu)的產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)研，收集相關(guān)的資料。在市場(chǎng)調(diào)研、資料收集的基礎(chǔ)上，對(duì)所收集的材料進(jìn)行全面的分析與研究。選取一些有代表性的生產(chǎn)廠家，對(duì)其產(chǎn)品樣本進(jìn)行研究。之后，選擇有代表性的產(chǎn)品生產(chǎn)廠家進(jìn)行技術(shù)交流，在交流中，通過(guò)面對(duì)面問(wèn)答，對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行更為深入的了解。盡可能消除技術(shù)偏差。

3.2技術(shù)談判階段

對(duì)于工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，技術(shù)談判占有十分重要的地位，如果溝通不暢，彼此間就會(huì)產(chǎn)生誤解，小問(wèn)題變成大問(wèn)題，甚至于在后面的生產(chǎn)商提供圖紙及貨物等出現(xiàn)偏差，滿足不了用戶、設(shè)計(jì)院要求，另由于大型煤層氣燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組國(guó)內(nèi)沒(méi)有生產(chǎn)單位，國(guó)外機(jī)組在技術(shù)談判時(shí)一般由生產(chǎn)商技術(shù)人員主談，不同的工程思維方式，不同的語(yǔ)言環(huán)境，要做到良好的溝通是很不容易的，因此，設(shè)計(jì)院在談判前要根據(jù)技術(shù)規(guī)格書(shū)，認(rèn)真研究中標(biāo)單位的技術(shù)標(biāo)書(shū)及技術(shù)澄清，做好相應(yīng)準(zhǔn)備。技術(shù)談判一般由業(yè)主、設(shè)計(jì)院、設(shè)備廠家三方進(jìn)行，設(shè)計(jì)院作為中介單位要公平公正，同時(shí)換位思考，站在業(yè)主和設(shè)備廠家的角度考慮問(wèn)題，在溝通時(shí)盡快找出三方的共同點(diǎn)，把能夠解決的問(wèn)題先解決完，營(yíng)造一個(gè)良好的溝通環(huán)境，技術(shù)談判結(jié)束必須簽訂會(huì)議紀(jì)要，大的原則反映在其中，尤其是生產(chǎn)商供圖目錄及供圖時(shí)間必須明確。

3.3工程設(shè)計(jì)階段

設(shè)計(jì)院完成項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、初步設(shè)計(jì)后，確定了項(xiàng)目的大致架構(gòu)，開(kāi)始施工圖設(shè)計(jì)。目前在煤層氣燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組聯(lián)合發(fā)電工程工藝方面，國(guó)家規(guī)程規(guī)范不是很完善，在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡可能采用天然氣等氣體相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。專(zhuān)業(yè)主要包括燃機(jī)、鍋爐、汽機(jī)、電氣、熱工、水工、暖通、總圖、土建等，在正常生產(chǎn)工序要注意以下一些事項(xiàng)：各專(zhuān)業(yè)列出自己的圖紙目錄，不能丟項(xiàng)漏項(xiàng)；專(zhuān)業(yè)間提資料要講究前后順序，相互溝通；燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組做廠房式布置時(shí)，比如工藝專(zhuān)業(yè)要考慮機(jī)組零配件的檢修、整機(jī)的安裝及拆遷通道、機(jī)組中冷水呼吸等管道的布置是否影響設(shè)備的起吊、燃機(jī)散熱及燃燒所需風(fēng)量的通風(fēng)方式、燃機(jī)和鍋爐連接的排煙管道三通快速閥切換要求及煙道的補(bǔ)償位移、常規(guī)快裝蒸汽輪機(jī)布置和燃機(jī)的協(xié)調(diào)、預(yù)處理車(chē)間屬于甲類(lèi)廠房，在做土建時(shí)要考慮足夠的防爆面積、所有有燃?xì)獾膹S房要考慮氣體檢漏儀、電氣設(shè)備必須選用防爆型等等?？傊?，在做煤層氣燃機(jī)聯(lián)合發(fā)電項(xiàng)目要結(jié)合常規(guī)電廠的設(shè)計(jì)規(guī)范，延伸到其它領(lǐng)域的技術(shù)要求，真正做出一部滿足環(huán)保、消防、勞動(dòng)安全、節(jié)能等要求的資源綜合利用項(xiàng)目文件，為煤層氣利用提供一套切實(shí)可行的技術(shù)方案。

3.4現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)階段

設(shè)計(jì)單位待施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成后，要派設(shè)計(jì)代表深入施工現(xiàn)場(chǎng)，了解施工動(dòng)態(tài)，及時(shí)解決施工中出現(xiàn)的重大技術(shù)與質(zhì)量問(wèn)題，參加現(xiàn)場(chǎng)施工例會(huì)，把問(wèn)題及時(shí)反饋回設(shè)計(jì)院，項(xiàng)目設(shè)總根據(jù)問(wèn)題的分類(lèi)組織相關(guān)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行處理，并出設(shè)計(jì)變更，由設(shè)計(jì)代表和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理、業(yè)主、施工等單位交接變更內(nèi)容。項(xiàng)目在調(diào)試階段，設(shè)計(jì)院要派相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)駐現(xiàn)場(chǎng)和調(diào)試等單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)的調(diào)試，保證機(jī)組168 h聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié) 語(yǔ)

1) 利用煤層氣聯(lián)合發(fā)電，目前從政策、技術(shù)等方面都面臨著大好的發(fā)展環(huán)境，大力推廣煤層氣發(fā)電，實(shí)現(xiàn)清潔燃燒，對(duì)推進(jìn)建設(shè)一個(gè)資源節(jié)約型、環(huán)境清潔型社會(huì)十分必要。

2) 設(shè)計(jì)院針對(duì)煤層氣發(fā)電工程的設(shè)計(jì)既要借鑒常規(guī)電廠的設(shè)計(jì)思路，又要拓寬業(yè)務(wù)知識(shí)，真正搞好煤層氣綜合利用的項(xiàng)目，為煤層氣聯(lián)合發(fā)電開(kāi)辟一塊新的天地。

[1] 張全斌,王秉鋼.涉外電站EPC項(xiàng)目之工程設(shè)計(jì)心得[J].國(guó)際技術(shù)裝備與貿(mào)易，2009(5):44-47.

[2] 電力行業(yè)電力規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)委會(huì).DL/T5174-2003燃?xì)?蒸汽聯(lián)合發(fā)電循環(huán)電廠設(shè)計(jì)規(guī)定[S].北京:中國(guó)電力出版社，2004：65-68.

DesignExperienceof33MWCBMPowerCo-generationProject

YunLi-min

This paper introduces the basic situation of coal bed methane resources and power use, analysis of CBM power co-generation projects in the design process should be paid attention to some details as an example of a CBM power co-generation projects in china, including tendering, technical negotiations, project stages of design and field service experience and other experience. Puts forward some of own views for the design is similar to the works.

CBM; Power co-generation; Bidding; Technology negotiation;Design experience

贠利民 男 1968年出生 1990年畢業(yè)于東北電力學(xué)院 工程師 太原 030001

TD845

A

1672-0652(2010)08-0008-03

2010-07-08