初识燃气发电机组讲课讲稿Word格式.docx

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瓦斯气发电机组主要用于大、中、小型煤矿和煤气田。

7，沼气发电机组：

是以沼气为燃料的发电机组。

沼气的主要可燃成份为甲烷CH4，甲烷浓度一般为40％～65％，沼气是生物质经厌氧发酵产生的，其主要原料为：

牲畜粪便、垃圾、污水、植物、动物脂肪和蛋白等有机物。

沼气发电机组主要用于养殖场、垃圾填埋场、污水处理厂、食品厂、酒厂、发酵厂、柠檬酸厂和造纸厂等企业。

二．燃气发电市场概况

1，陆用市场：

天然气以大型发电厂为主，使用燃气轮机。

内燃机以分布式、小功率为主，各种气体机均有，以煤层气（瓦斯）的应用前景最好。

系统如下图所示：

国内主要陆用气体机制造供应厂商

1）中油济柴，190系列，200-1000KW,2009年公司年报销售气体机及发电机组282台.2005年度，气体机及气体发电机组销售收入8057.54万元，2008年公司气体机及气体发电机组销售收入为1.95亿元。

，2009年公司该项业务销售收入约为1.71亿元。

2）淄博柴油机，170系列，200-550kw

3）潍坊柴油机,170系列，200-550kw

4）玉林柴油机（车用）

5）上柴（车用）

6）南车集团资阳柴油机240系列280系列550-1600kw，三菱MACH30G系列，3500-5200kw

7）河柴，道依茨系列TBG236,TBG620V8/V12/V16,120-1200kw

8）山西柴油机工业有限责任公司（有报道为1000kw）

9）义乌发电设备公司，国内最大功率3200kw（原动机不祥），燃气机组原动机来自：

康明斯，南车资阳，河柴，潍柴，道依兹，等，燃气机组功率0.8kw-3200kw。

陆用市场信息掠影

全球最大“瓦斯”发电项目:

沪企中标（2006年）

上海电气相关人员介绍，山西晋城煤业集团寺河煤层气电厂设备项目总装机容量12万千瓦，其中90%为煤层气内燃发电机组，共计60台1800千瓦的燃气机组。

项目分两年建成，2006年建成6万千瓦发电能力及全部工厂公共设施，2007年全面达到12万千瓦的发电能力。

针对这一国内全新项目，上海电气环保集团已与美国卡特彼勒公司组成联合体，以设备成套供应及安装工程总承包的方式，承包了燃气机组、余热锅炉、汽轮发电机组等全部设备项目，总价超过5亿元人民币，其中上海电气利用卡特彼勒公司的先进技术和自身的制造经验，在上海生产部分设备。

据了解，该项目是国内首个大型煤层气发电示范工程，国内10多个大型煤业集团都对其密切关注，其建成后，即可降低瓦斯对煤矿安全生产的威胁、减少环境污染，变害为利，也可缓解当地电力供应紧张矛盾。

2，船用市场

以液化天然气（LNG）为主要气体燃料，且以可同时燃用柴油和天然气的双燃料发动机为主流应用。

目前主要用于LNG运输船，以充分利用LNG液舱中的气化天然气，降低船舶营运成本。

LNG是一种清洁能源，其应用可以大大降低氮氧化物和二氧化碳的排放量；

同时，由于天然气不含有硫和残留物，也杜绝了硫化物和微小颗拉等有害物的排放。

有数据显示，1艘海洋平台供应船采用LNG为燃料减少的氮氧化物排放量相当于2万辆燃油汽车的排放量。

在船舶运营成本中，燃料占总成本的50%—60%。

天然气作为一种价格低廉的燃料，拥有非常显著的经济替代性，在功效相同的情况下，使用LNG清洁能源比使用柴油节约55%—60%的费用，在大幅降低船舶运营成本的同时，更重要的是可以减少环境污染，具有非常明显的社会效益和经济效益。

真正阻碍LNG实船应用的因素主要有3个：

一是续航能力弱。

目前，以LNG为燃料的船舶最高续航能力仅为22天，达不到远洋运输要求。

究其原因，船舶燃油舱体积虽大，但可以在船上见缝插针随机安放；

而LNG储存罐体积虽小，却系统复杂，布局难。

这给船舶的设计和建造带来了很大的难度。

二是港口LNG补给设施不配套。

尽管LNG补给并不困难，但是港口方面却没有建立起完备且实用的配套体系。

正如当前汽车加气站匾乏制约了燃气汽车普及，未来燃气船舶的普及也取决于港口的配套体系建设。

三是初始成本较高。

据了解，一个LNG储存罐的费用就要几百万美元，如果船东只算建造成本这笔账，往往会望而却步。

国外主要气体机制造厂商及机型

1）瓦锡兰双燃料发动机

2）a）20DF840kw-1520kwEnginespeed1000/1200rpmIMOTierII（双燃料船用型发动机）

b）32GD2500kw-8900kw720或750转（气体机，用于电站）

c）34SG4100-9300KW720或750转（气体机，用于电站）

d）34DF2700-7200KW720或750转IMOTierII（双燃料船用型发动机）

e）50df5600-17000kwSpeed500,514rpmIMOTierII（双燃料船用型发动机）

3）

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]

MAN双燃料发动机

A）L/V32/40DF,2500KW-8000KW,720或750转

B）51/60DF8500-18000KW,Speed500,514rpm

（有资料显示16//24也可改做气体机）

4）DAIHATSU

6GS22,8GS22,400-1500KW,900/1000RPM（以陆用电站为主）

5）卡特彼勒包括已被其收购的mak，85-6500kw。

6）三菱重工，MACH-30G，3500-5200kw超过300套销售业绩、12万运行小时，用于热电联供系统时，综合效率高达80%以上。

7）康明斯，康明斯油气田用发动机，包括机械式和全电控的1.4升至78升柴油机和5.9升至91升的天然气发动机，排放满足当今最为严格的公路（美国EPA07，欧三/欧四）和非公路设备（美国Tier2/Tier3）排放标准，广泛应用于石油钻机、修井机、压裂车、泵组和燃气压缩机组等设备。

国内主要船用气体机制造厂商

1）河南柴油机厂，有应用于中石油平台的报道 

（近日，由中国石油天然气集团公司投建的一座试采平台设备招标中，河柴重工气体发电机组一举中标。

此次由中石油公司策划建设的“航工平1号”试采平台，从设计上采用了通过气体发电机组直接把在采油过程中产生的天然伴生气用于发电，来满足平台生产、生活用电需要，这样不仅有效利用了资源，极大改善了环境污染状况，而且还进一步增强了开采工作的安全可靠性，降低了建造成本，是今后海洋工程建设的重要发展趋势。

）

（近日，中船重工集团公司所属河南柴油机集团有限公司承担的2007年度洛阳市科技计划项目“气体机开发研究”通过了洛阳市科技局的验收。

验收组认为，该研究项目成果技术先进，性能优越，在气体机系统优化等方面有很大创新，符合国家中长期科技发展及产业政策的要求，具有良好的经济效益和社会效益。

河柴公司也成为河南省首家拥有气体机自主研制技术的厂家。

该产品是河柴公司在引进国际知名气体机生产厂家德国道依茨公司先进的TBD620V12柴油机技术的基础上，通过消化吸收研发的具有自主知识产权的新型机器，从研制到完成装配仅用了半年多时间，并先后在厂区进行了天然气性能试验，在山西某煤矿进行了煤气层性能试验及600小时可靠性试验。

产品以较小的外形、较高的功率、稳定的性能，成为众多客户青睐的对象。

2）淄博柴油机，济南柴油机，潍坊柴油机可能已有少量装船（长航集团有关负责人表示，每年改造360艘千吨级运输船舶，在沿江的主要港口建设31座船用LNG加气站，年供气能力不低于10亿立方米，逐步完善供气保障配套设施，培育扩大船舶LNG燃气使用市场，从而改变我国长江航运传统的燃料消费市场结构。

市场信息掠影：

1）MAN公司51/60DF四冲程中速主机通过双燃料测试

2008年12月，MAN公司51/60DF四冲程中速主机通过最后测试，开始首次运用于船用领域。

自2007年51/60DF主机获8国船级社7缸径认证以来，首套该型主机已通过MAN位于奥格斯堡的工厂测试（FAT），现场有韩国STX造船、西班牙船东ENElcano和船级社的代表。

据悉，首次运用将有5台51/60DF主机装备目前全球最大的4600万加仑LNG船，单台功率8000千瓦、514rpm。

2），MAN柴油机公司完成了柴油机双燃料改造

2008年，MAN柴油机公司完成了对首台烧重油的固定式柴油机进行烧先进的烧双燃料技术改装。

改装任务由MAN柴油机公司PrimeServ售后服务公司承担。

该公司改装的是一台葡萄牙工业热电联产厂12缸V型48/60柴油机。

该机被改装成了一台51/60DF全双燃料发动机.最近该机已经交付葡萄牙TMGSPE公司。

由于在烧气态燃料的工况下，该发动机能迅速达到在排放5%的氧气的情况下，排放500毫克/mn3氮氧化物（NOx），因此能满足德国联邦空气清净法和世界银行污染防治与控制手册排放法规的要求。

作为陆地发电用的51/60DF双燃料发动机为直列式9缸型，V型机有12、14和18缸型。

在转速为514转/分时，频率为60Hz时，单缸发电功率为1000千瓦；

在转速为500转/分，频率为50Hz时，单缸发电功率为975千瓦，作为发电机

要引述文本框的格式。

组的功率范围为8560至17550千瓦。

3）STX双燃料发动机配套金海重工

在1日开展的上海海事展上，国际船舶网记者从STX发动机公司相关人员处获悉，该公司最新型STX-MAN51/60DF双燃料辅机不久前接获订单，配套金海重工将建造的船只，具体船只信息不详。

据了解，STX-MAN51/60DF双燃料辅机为四冲程，功率每缸1000/975千瓦、514/500rpm。

该公司此次海事展上展示的是其STX-MAN8L51/60DF双燃料机

4）MANDiesel公司与大宇造船与海洋签署气体机合作协议

2月11日丹麦哥本哈根消息，MANDiesel公司与大宇造船与海洋签署合作协议，将大宇造船的高压低温供气系统安装至MAN公司的ME-GI发动机。

ME-GI发动机是气体注入、双燃料、低速柴油发动机，作为LNG船或其他商船的主推进动力时，可根据燃料来源、运行成本和船东喜好来选择燃料油或气体燃料。

当LNG船承运气体货物时，需要采用低温气体燃料供应系统。

MAN公司决定在其4T50ME-XR+D型测试机上测试，预计将在今年年底建造采用天然气燃料的4T50ME-GI型发动机。

MAN公司与大宇造船合作的内容包括确定研发和在测试机上安装大宇低温高压供气系统的时间表，之后再应用于ME-GI发动机，最终将作为发动机气体燃料供应系统的一部分。

大宇造船与海洋董事会成员、高级执行副总裁YoungManLee则指出，“ME-GI发动机与大宇造船高压系统的整合，对船舶推进系统具有里程碑式的意义，运营商们将能从中获取显著的经济效益和环保效果。

以1艘14000TEU集装箱船为例，按目前的气体和燃油价格计算，每年可减少运营成本1200万美元以上，同时也减少Sox、NOx和CO2排放。

”

5）瓦锡兰20DF发动机完成双燃料应用

随着瓦锡兰20DF发动机的开发，瓦锡兰拓展了双燃料技术应用于整个功率范围。

根据可靠性验证，瓦锡兰20DF发动机在上世纪九十年代引进，燃料的灵活是指发动机可以在主机应用中优化定速发电装置和变速机械驱动。

瓦锡兰20DF发电装置装配于瓦锡兰34DF和50DF主推动设备旁边，构成了多燃料机房的概念。

紧凑而轻便的瓦锡兰20DF发动机是适合当前使用瓦锡兰20发动机的那些船型。

瓦锡兰20DF发动机也作为一种理想的机械驱动原动机，应用于较小船型，如小型货船、渡船或拖船，也可广泛适用于各种船型，作为港口发电装置应用的最佳选择。

当燃料发动机正在运行燃气模式时，二氧化碳的排放会降低近20%，即使天然气比液体燃料含氮量低。

使用单边燃烧过程是会降低氮氧化物的排放近80%，同时由于天然气不含有硫使得完全消除硫化物的排放。

由于天然气没有残留物，就不存在微粒。

瓦锡兰已经进一步开放UNIC，一种特殊的电子控制系统，是处理有较高要求的每个气缸内燃烧控制的任务，同时确保各种情况下的效率和排放达到最优表现。

稳定而较好控制的燃烧也有助于在发动机零部件上有较少的机械和热能负载。

在燃气模式中，瓦锡兰双燃料发动机已经符合即将实施的IMOTierIII规则，无需任何的二次有害气体净化系统。

在液体燃料模式中，所有瓦锡兰双燃料发动机完全符合MARPOL73/78条约中附录VI中IMOTierII废气排放规则。

现有的瓦锡兰34DF和50DF双燃料发动机已有较好的表现记录。

瓦锡兰34DF（435/450kW每缸）是以直线6缸到V型20缸发动机规格生产。

最大机械输出功率是9000kW，发动机速度到达720或750转速，应用于50或60Hz。

瓦锡兰50DF（950/975kW每缸）是以直线6缸到V型18缸发动机规格生产，最大机械输出功率是17100kW，以500或514转速运行。

瓦锡兰50DF具有最高热效率达49%，超过任何其他的中速发动机。

瓦锡兰具有20年经验，超过1000台燃气发动机销售和不间断运行，以天然气作为动力的生产是整个船舶行业的领导者，也是具有专业技能和知识水平的合作伙伴。

至今，瓦锡兰的双燃料技术已经累计超过1,500,000小时的发动机运行时间，至2010年底总装配功率将达到4,000,000kW。

6）

瓦锡兰公司近日与巴西工业集团QUIP签订合同，为后者的1艘新P-63FPSO船供应3套主要动力模块。

据了解，该船的独特性在于它是全球首艘采用气体发动机的FPSO，并且动力可达100兆瓦以上，瓦锡兰将提供调试、启用和运行监测等服务，动力模块计划2011年7月装船。

瓦锡兰设计及制造的3套动力模块，每套包括2台18气缸50DF多燃料发动机、发电机和所需的辅助设备。

6）瓦锡兰与三星合作环保发动机

瓦锡兰与三星重工近日签署合作协议，共同研发气体燃料动力商船。

据透露，双方合作的新一代船舶将采用高效和具竞争力的推进机械概念，以满足甚至超越未来环保要求。

根据协议，双方将研究船舶采用LNG燃料，瓦锡兰将负责研究相关的推进机械，尤其是采用机械推进方案的大孔径、双燃料发动机。

三星将负责设计具有燃料储存设施和气体推进机械的船舶。

瓦锡兰船舶动力副总裁JaakkoEskola先生指出，“与传统运行重燃料油的发动机相比，瓦锡兰双燃料发动机技术能降低20-25%的二氧化硫、90%的氮氧化物和几乎无硫氧化物排放，已满足2016年生效的IMOTierIII要求。

三星重工研究的高效率环保气体燃料船，将设计为新型船体壳，具有新型推进系统，包括气体燃料舱和供应系统SamsungFuGaS。

7）瓦锡兰双燃料推进系统首装LNG船

将LNG船推进系统从汽轮机转向双燃料柴-电推进的说法屡有提及，但运用此类推进系统的新一代LNG船目前还在远东船厂建造当中，还未投入使用。

因此，首装柴-电双燃料推进系统进行商业运营的LNG船是三艘法国GazdeFrance公司旗下Gazocean已建LNG船。

高效、环保、运行安全和低维护成本是Gazocean公司选用柴-电双燃料主机的主要原因。

改装后，Provalys号和Gaselys号配备的是瓦锡兰3台12V50DF主机、1台6L50DF主机，能为2台14000千瓦ABB螺旋桨轴和2200千瓦船首推进器提供38800千瓦功率，航速19节。

GazdeFranceenergY号由4台6L50DF主机为2台9500千瓦converteam马达和1台2000千瓦船首推进器提供22200千瓦功率，航速17.5节。

Provalys号主机由瓦锡兰位于芬兰Turku工厂生产，其它主机由意大利Trieste工厂提供。

8）瓦锡兰现代开建50DF双燃料船机

瓦锡兰和现代重工的合资公司―瓦锡兰现代发动机公司在韩国新建的工厂日前落成，首台瓦锡兰50DF双燃料电动船机的生产仪式同期启动。

这型电动船机将主要用在液化天然气（LNG）船上。

工厂的船机年生产能力为100~120台。

据了解，瓦锡兰50DF双燃料电动船机安装有双燃料系统，既可以用柴油也可以用天然气作为燃料，船东就能根据市场上柴油和天然气的价格变化来选择更廉价的燃料。

在运行过程中，这型电动船机还可以在两种燃料之间顺利转换，且无论烧哪一种燃料的输出功率都相同。

与LNG船的传统推进工具蒸汽轮机29％的推进效率和25％的电力驱动效率相比，双燃料电动船机的推进效率和电力驱动效率大大提高，分别为43％和46％。

该型船机的二氧化碳排放量比蒸汽轮机低30％~40％。

虽然其设备成本和维护成本比蒸汽轮机要高，基本成本为4美元／兆瓦小时，而蒸汽轮机的这一成本仅为0.5美元／兆瓦小时，但从船舶运行的整体成本来看，双燃料船机节约的燃料费就将使船舶总运行成本减少。

比如，一艘14一15万立方米的LNG船如果使用电动船机就可比使用蒸汽轮机每天节省燃油40吨左右，并且随着LNG船走向大型化，使用双燃料船机的船舶还会节省更多费用。

此外，双燃料船机配置多台主机的设计方案，使得船机的运行具有较高的灵活性。

如果某个零部件出现了故障，有一台主机需要停机的话，另外的主机仍可产生足够的动力推动船舶，并保证正常航速，这使其维护既可以在船舶停靠港口时，也可以在船舶航行时进行，方便船东根据需要灵活安排。

由于双燃料电动船机具有效率高、环保、控制灵活等特点，正受到越来越多船东的青睐，瓦锡兰50DF双燃料船机的订货量正在快速增长。

市场分析人士认为，它将成为LNG船动力系统的新宠，可能逐步取代传统的蒸汽轮机。

9）瓦锡兰双燃料机装备马士基LNG船

1月15日，韩国三星重工为马士基建造6艘165500m³

双燃料电动LNG运输船中的最后一艘MaerskMeridian号，正式由马士基LNG公司接手。

MaerskMeridian号长286米，航速19.6节。

推进系统包括2台电动马达，通过减速齿轮箱耦合传动轴。

动力为4台瓦锡兰双燃料发动机，配有废气节省器，每天能节约大约5吨燃料。

MaerskMeridian号可采用气体、重燃料油和柴油三种燃料。

天然气处理系统采用蒸发气体（BOG）冷却器进行了改进升级，在推进装置燃用液化天然气航行时时，通过将液化天气的用量减少到最少，以减少作为冷却介质的运输的液化天然气货物损失。

MaerskMeridian号交付后，马士基LNG公司LNG运输船增至8艘。

三：

煤层气储量及产业规划及现状

1，煤层气地质资源探明的全国储量36万亿立方米。

2，煤层气发电基本情况

煤层气发电目前用的比较多的是公司自备煤层气，小的一两台，两三台。

目前国内规模比较大的一个就是寺河电厂，寺河电厂号称世界上最大的电厂，12万千瓦，他有60台机组。

全国的煤层气发电总装机容量还非常少，相当于一个燃气发电厂。

也有另一个数据说，现在年发电48.4万千瓦，跟煤电相比，减少二氧化碳的排放的效果是比较明显的。

3、煤层气发电面临的主要问题

1）、原料气以煤矿抽采瓦斯为主，煤层气浓度较低，最低的低于20%，胜利油田搭建一个煤层气发电装置，但目前国内到底多少含量的煤层气允许你安全考虑，这个标准还没有出来，现在国家预计是30%。

2）、以自备电厂为主，绝大多数煤层气发电站都是以煤层气企业或煤炭企业生产自备电站。

3）、规模较小，规模最大的煤层气电站，12万千瓦规模还算比较大了。

4）、煤层气发电上网难。

因为煤层气发电成本比较高，国家有一个煤政策，煤层气发的电如果上网的话，每度补贴0.25，但这个补贴的价格在全省的电价里面的确是非常高的。

这个问题就出来了，省的电力公司不愿意，那现在怎么办呢？

电力公司不是一个电厂，你想找个煤层气发电上网不行，上不了网。

现在让国家出台一个新的办法，在几个省发电上网。

5），煤层气浓缩技术有待攻关。

内不少机构开始研究浓度瓦斯，现在做到每小时2000方就算大的。

4、煤层气发电的前景展望

1）、煤层气发电规模将会迅速扩大。

这是因为过去煤层气发电过于依赖矿井抽采瓦斯。

2）、自备煤层气发电将会较快发展。

3）、环境敏感地区应鼓励优先发展煤层气发电。

5、煤层气发电的政策问题

1）、落实煤层气发电上网电价补贴政策。

2）、对煤层气电站建设给予财政补贴。

煤层气开发实际上对安全有至关重要的作用，如果我们煤层气开发得慢，煤矿安全事故的损失就不是几亿，非常大的一个数字。

像我们国家有的地区为了支持环境治理，政府出资，建立大批污水处理厂，与其建立污水处理厂，不如支持煤层气发电替代煤发电，效果更加明显。

3）、鼓励煤层气产地燃煤电厂、燃油电厂改用煤层气。

在山西，有大量的煤电，如果有适当的政策鼓励，都会大幅度的缩减，推动以气代煤，对环境治理有好处。

国家能源局提项目的时候，可以优先考虑这个项目，对煤层气的用户，如果煤层气适用于发电的话，干脆就直接补贴煤层气生产单位。

就像农民种粮一样，本来是补在粮食差价补在生活粮食流通环节，现在补到农民手里。

6，相关政策新闻链接

据新华社9月4日报道，国家发改委副主任、国家能源局局长张国宝说，国家将抓紧启动“十二五”煤层气开发利用规划编制工作，组织实施好矿区煤层气抽采利用规模化建设方案，年内将制定出台煤层气产业政策、低浓度瓦斯发电安全输送利用技术标准，引导煤层气产业健康发展。

9月4日在南昌结束的全国煤矿瓦斯防治工作会议上透露的信息显示，国家正采取措施努力将过去困扰煤矿安全生产的煤层气（即瓦斯）化害为利，变废为宝。

已经探明的全国36万亿立方