基于內(nèi)燃機(jī)的煤層氣發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià).pdf

1、我國能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，伴隨煤炭大量開采，煤層氣的產(chǎn)生量巨大。我國具有豐富的煤層氣資源，開發(fā)利用煤層氣可以帶來增加清潔能源供給、減少溫室氣體排放、保障煤礦安全等多重效益。根據(jù)我國煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)利用“十二五”規(guī)劃，煤層氣發(fā)電作為煤層氣利用的主要途徑之一，到2015年裝機(jī)容量將超過285萬kW。煤層氣發(fā)電已進(jìn)入新的快速發(fā)展期，對煤層氣發(fā)電企業(yè)來說，煤層氣發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)則顯得尤為重要。
　　針對國內(nèi)煤層氣發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)狀，

2、本文基于以內(nèi)燃機(jī)為主要熱機(jī)的煤層氣發(fā)電技術(shù)，選取了聯(lián)合循環(huán)和熱電聯(lián)產(chǎn)兩個(gè)系統(tǒng)作為主要研究對象。通過對各個(gè)主要單元的集成，建立了煤層氣發(fā)電系統(tǒng)的模型。利用內(nèi)燃機(jī)模型，研究了煤層氣濃度和內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣溫度對燃機(jī)輸出功率和發(fā)電效率的影響。根據(jù)案例對系統(tǒng)模型在聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)和熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證，利用該模型對煤層氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)。評價(jià)結(jié)果表明:當(dāng)輸入煤層氣23.00Mm3/a時(shí)，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)節(jié)約煤炭量4

3、.86萬tce/a發(fā)電效率47.11％，綜合熱效率74.06％，投資19754萬元，發(fā)電成本0.35元/kWh，供熱成本21.78元/GJ，凈現(xiàn)值332萬元，IRR12.36％，CO2減排41.54萬t/a，SO2減排361.69t/a，煙塵減排139.92t/a;熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電系統(tǒng)節(jié)約煤炭量4.85萬tce/a,發(fā)電效率38.15％，綜合熱效率79.35％，投資16979萬元，發(fā)電成本0.36元/kWh，供熱成本19.97元/GJ，凈現(xiàn)

4、值-553萬元，IRR11.29％，CO2減排43.87萬t/a，SO2減排382.10t/a，煙塵減排176.61t/a。
　　對兩個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果表明:煤層氣價(jià)格、發(fā)電上網(wǎng)補(bǔ)貼、售熱價(jià)格、發(fā)電上網(wǎng)比例、碳交易價(jià)格變化與兩個(gè)方案的IRR均呈線性關(guān)系。不考慮上網(wǎng)補(bǔ)貼和發(fā)電上網(wǎng)比例因素的影響，回歸得到IRR關(guān)于煤層氣價(jià)格(x)、售熱價(jià)格(y)、碳交易價(jià)格(z)的三元一次方程:IRR=-0.21256x+6.95185×10-4y

5、+8.32×10-3z+0.19736（聯(lián)合循環(huán)）和IRR=-0.25647x+1.27×10-3y+0.01049z+0.18089（熱電聯(lián)產(chǎn)）。兩式相減得到:IRR（聯(lián)合循環(huán)）-IRR（熱電聯(lián)產(chǎn)）=0.04391x-5.75×10-4y-2.17×10-3z+0.01647。當(dāng)0.04391x-5.75×10-4y-2.17×10-3z+0.01647＞0時(shí)，聯(lián)合循環(huán)的IRR大于熱電聯(lián)產(chǎn)，當(dāng)0.04391x-5.75×10-4y-2