目 录 一、国内外沼气发电技术现状....................................................................................................... 2 二、燃气发电机组的介绍............................................................................................................... 2 三、资金支持和专业化生产会吸引更多的投资主体................................................................. 13 四、我司在燃气机组的发展领域有这跟广阔的空间和优势..................................................... 14 UU1、国内燃气发电机组维护维修频繁............................................................................... 14 2、国内发电机组的的自身保护设置不合理,易发生运行事故 ....................................... 14 3、国内发电机组发电效率低............................................................................................... 14 4、国内发电机组寿命短....................................................................................................... 15 5、国内机组的自动化水平低,开机与并网操作需要多次作业程序 ............................... 15 6、 对于此项目与国外同类型机组比较,有一下几大优势............................................. 15 五、燃气发电机的运行流程......................................................................................................... 16 六、沼气发酵与沼气预处理......................................................................................................... 16 七、高斯科尔燃气发电机组介绍................................................................................................. 21 八、对客户提出的几点要求......................................................................................................... 25 1.燃气信息:......................................................................................................................... 25 2.所需机组的信息................................................................................................................. 25 3.机组安装地点信息............................................................................................................. 26 4.机组所带负载信息............................................................................................................. 26 九、锅炉部分介绍 ........................................................................................................................ 26 1 一、国内外沼气发电技术现状 沼气技术即厌氧消化技术,主要用于处理畜禽粪便和高浓度工业有机废水。我国经过 几十年的研发应用,在全国兴建了大中型沼气工程 2000 多座;户用农村沼气池 1060 万户, 数量位居世界第一。 沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广, 如美国的能源农场、 德国的可再生能源促 进法的颁布、 日本的阳光工程、 荷兰的绿色能源等。 生物质能发电并网在西欧如德国、 丹麦、 奥地利、芬兰、法国、瑞典等一些国家的能源总量中所占的比例为 10%左右,并一直在持 续增加。 我国沼气发电研发工作有 20 多年的历史,特别是“九五”、“十五”期间有一批科研 单位、院校和企业先后从事了沼气发电技术的研究及沼气发电设备的开发。在这一领域中, 逐渐建立起一支科研能力强、水平高的骨干队伍,并建立了相应的科研、生产基地,积累了 较多的成功经验,为沼气发电技术的应用研究及沼气发电的设备质量再上台阶奠定了基础。 沼气发电设备方面,德国、丹麦、奥地利、美国的纯燃沼气发电机组比较先进,气耗 率≤0.5m3/kWh(沼气热值≥25MJ/m3)。 二、燃气发电机组的介绍 1、瓦克夏燃气发电机组: 2 瓦克夏公司成立于 1906 年,拥有一百多年的历史,世界五百强企业之一。是国际知名 的天然气、煤层气、石油伴生气、垃圾填埋气、沼气及石油液化气发动机生产商,瓦克 夏亦是美国材料试验学会 (ASTM) 唯一榜上有名的 CFR (合作燃料研究) 发动机制造商, 是燃气发电机动力的领头羊(现燃气发电事业部让 GE 公司收购)。 瓦克夏燃气发电机组功率范围在 140—3250kw 天然气发电机组功率范围在 140—3250kw 沼气发电机组功率范围在 144—1000kw 特点和优势: 机组全自动化控制、智能、操作简单、 远程操作、先进的 ESM 模块 低维护费用 低维护费用。与竞争产品比较可以 节约 39%维护费用 灵活的燃料选择,燃料热值覆盖 16MJ/m3 到 35MJ/m3 主要销售区域: 美国、中国、日本、中亚、印尼、俄罗斯等 2、德国曼燃气发电机组: 3 德国曼(MAN)集团是德国 30 强企业之一,燃气发电机组具有能效高、噪音小、运行稳定的 突出特点, 适合养殖场沼气发电、 垃圾填埋场沼气发电、 天然气发电等领域使用。 MAN (曼) 燃气发电机,具有发电效率高,可适用于沼气、煤层气、天然气等气体。MAN(曼)具有 最高的效率,高电力输出,更低排放,低寿命成本(LCC) ,燃气更具弹性。 德国曼燃气机组功率范围在 41KW——390KW 沼气发电机组功率段在:100、120、180、250、335kw 天然气发电机组功率段在:100、135、190、230、245、382、393kw 特点和优势: 德国曼机组的发电效率可达 39% 在线率可达 8300 小时/年 气体纯净时,或者气体处理得当时,机组一个大修期可达 50000~60000 小时 更换机油周期更长(900 小时) 性价比高 主要销售区域: 德国、中国、日本、中亚、印尼等 3、韩国大宇燃气发电机组: 韩国都山大宇公司倡导以保护地球环境和利用替代能源的企业精神,于 1999 年成功 开发了具有工业用途和发电用途的天然气发动机。 2006 年, 选择康达机电作为中国大陆 4 市场 OEM 成套厂家。 斗山大宇燃气发电机组(功率范围 120kw——370kw) 特点和优势: 环保、经济、 高效率、低排放、 低噪音 主要销售区域: 韩国、中国、日本、中东等 4、美国康明斯燃气发电组: 康明斯公司有着发动机行业八十余年的卓越成就和在燃气发动机领域超过 50 年的设 计和制造经验。 产品分类 稀薄燃烧燃气机组 稀薄燃烧燃气机组(沼气)的功率范围在 315Kw 到 2000Kw 之间。 特点和优势: 专门针对持续负载设计 燃气进气压力很低 5 尾气排放极其清洁 燃烧更完全,发电效率更高 燃料适应性强,除天然气以外,还可以燃烧煤层气、污水处理生物气、垃圾填埋气 和油井伴生气等 理论燃烧比燃气发电机组(天然气)功率范围从 5Kw 到 780Kw。 特点和优势: 排放清洁,运转可靠 某些型号机组 可以燃烧天然气和/或丙烷气 提供防雨型和静音型机组外罩选项 ,只需用户提供压 力很低的燃气,适用于各种应用场 多数零部件可以和康明斯柴油发动机互换 主要销售区域: 中国、美国、中亚、印尼、俄罗斯等 5、 道依茨燃气发电机组: 道依茨天然气发电机组主要用于有天然气资源的气田、轻烃回收企业及天然气管线沿 途可获得天然气使用权的企业。 道依茨燃气发电机组功率范围在 32—1035kw, 分别为 32、 43、 61、 91、 150、 211、 316、 388、518、776、1035kw。 特点和优势: 6 体积小、功率大 噪音小、排放好 冷机启动容易 主要销售区域: 中国、中东、印尼、美国等 6、卡特彼勒燃气发电机组: 美国原装进口卡特彼勒燃气发电机组,随着对经济效益、能源利用和环境保护认识 的进一步加深,燃气作为环保清洁能源越来越被人们所重视,天然气、沼气、腐生气、 丙烷气等动植物资源产生的生物燃料,都是目前所大力倡导的新能源,未来发展前景长 期看好。 卡特彼勒燃气发电机组功率覆盖如下: 天然气发电机机组: 125KW~3860KW (125、 160、 280、 360、 450~510、 725~770、 1000、925~1030、1555、1600、1966、2498、2900、3425、3860) 天然气热电联产发电机组:1104、1165、1600、2000Kw 沼气发电机机组: 64KW~2000KW(64、103、163、770、1030、1100、1966) 垃圾填埋气发电机机组:770、1030、1100、1966Kw 煤层气发电机机组:19666Kw 7 特点和优势: 采用简单、坚固和高强度的部件设计 寿命长、高可靠性和高功率输出及低排放 机组运用范围广泛,清洁环保 主要销售区域: 美国、中国、中亚、俄罗斯等 7、 科勒燃气发电机: 创建于 1873 年,位于美国威斯康辛州科勒城的总部,八十余年的专业生产经验,最早将微 处理器应用于发电机组控制系统 ,美国三大发电机组生产厂之一。 科勒天然气及液化气发电机组功率范围:6.3-700kW 特点和优势: 启动迅速:按到启动信号,10 秒内达到额定值,并投入供电 响应迅速:独特的数字式 电子调压器,采用光电控制,在 0.05 秒内即做出反映,比同类机组快 10 倍 永磁励磁:电压建立时间短,抗非线性负载,输出平稳,支持 300%的额定电流的 短路 电流达 10 秒 。 保护系统完善:DEC-3 型智能型普通机组控制器超速、低机油压、高水温、冷却水不 足自动停机、过励磁、过电流、过欠电压保护、冷却停机延时保护等 16 个光报警信号,有 低油压,高水温预报警功能 PLC 逻辑管理:自动并机系统可使多台机组并行运行,发电机 8 组管理采用 PLC 动 力负载控制微机监控技术、领导发电工业潮流,最早实现发电机组微机 监控的生产厂之一。 主要销售区域: 美国、中国、日本、澳大利亚等 8、高斯科燃气发电机组: GUASCOR 集团是一家西班牙集团公司,它的历史可以追溯到 1966 年的一家船用动力设备和 发动机的制造商。数年来,活跃在整个燃气发动机和联供系统领域。目前,通过经营业务和 依靠高新技术,GUASCOR 集团在设计、构造及动力车间的运行、联供车间、小型水力发电 站、风力农庄的运作和发展、废油和垃圾填埋场的能源再利用、生物质气处理等领域,已处 于世界领先地位。 高斯科燃气发电机组功率范围在 260KW-1200KW 特点和优势: 机组寿命长,大于 20 年 长期运行时间长适应各种恶劣环境具有自动/手动控制, 电子调速,自动故障监管, 自动停机功能 主要销售区域: 西班牙、中国、太平洋及大西洋区域等 9 9、GE 颜巴赫燃气发电机组: 已交付给全球 70 个国家的客户,超过 9500 台颜巴赫发动机,装机容量超 11,500 兆瓦 功率范围:0.3—9.5MW,发动机整体效率达 95%以上,全球员工 1800 人。 在奥地利、匈牙利 和中国设有颜巴赫制造工厂 全球 7 个颜巴赫子公司,及 60 多家分销商和服务供应商 为颜巴赫发动机的整个生命周期 提供增值服务 GE 燃气轮机功率段:1—9.5 MW 特点和优势: 发电效率高 使用寿命长 节能、环保 主要销售区域: 中国、美国、欧洲等地区 我国在“九五”、“十五”期间研制出 20~600kW 纯燃沼气发电机组系列产品,气耗 率 0.6~0.8m3/kWh(沼气热值≥21MJ/m3),其性价比有较大的优势,适合我国经济发展状 况。 10 二、沼气发电产业将成为朝阳产业 沼气发电是一个系统工程,它包括沼气生产、沼气净化与储存、沼气发电及上网等多 项单元技术的优化组合, 也涉及到国家对沼气发电的扶持政策和技术法规等。 剖析国内已有 的沼气发电工程,借鉴发达国家的沼气发电经验,以及国家对可再生能源的政策导向,笔者 认为我国沼气发电产业在未来的若干年后会有突破性进展,其依据是: (1)国家相关政策的出台将打通包括沼气发电在内的绿色电力上网的瓶颈 当一个国家经济实力达到一定程度后,就会把目光更多地投向环保,会更关注可持续 发展问题,就会把资金投向这一领域,出台相关的政策来确保可持续发展战略目标的实现。 以德国为例。战后的德国经过几十年的经济复苏,已经具备经济能力来处理可持续发 展问题。 为了保护环境, 控制全球变暖和促进能源的可持续供应, 德国于 1990 年制定了“输 电法”,2000 年又出台了“可再生能源法”。“输电法”规定公用电网对沼气发电输送来 的电力实行优惠收购价, 这一政策促进德国沼气发电技术的提高, 促成了随后 700 多个沼气 工程的建立。而“可再生能源法”提高了可再生能源发电上网的收购价,对于装机达到 500kW 的发电站,输送到电网的电力获得的补贴更多。 国家站在可持续发展的高度,出台促进绿色电力上网政策已为时不远。正在研究和制 定的可再生能源发电配额比例、份额标准、绿色证书以及发电上网的优惠政策,会筑造起有 利于绿色电力发展的交易平台。 11 (2)国内已生产出性价比更好的沼气发电机组系列产品,为沼气发电提供有力的设备支持 目前成熟的国产沼气发电机组的功率规格,主要集中在 24~600kW 这个区段。 从沼气工程的产气量来看, 有不少沼气工程适宜配建 500kW 以上的沼气发电机组。 从沼气 发电机组的性价来看,在有可以利用的动力原机的情况下,单机功率越大,越利于提高燃 料发电效率,越利于降低发电机组单位功率成本,从而获得较理想的性价比。 12 同样,从沼气工程的产气量以及从用电负荷性质来看,20kW 以下的发电机组也大有市 场。 例如一个万头猪场沼气工程, 日产沼气 80m3, 显然不适合发电上网, 只适宜内部用电。 其沼电用途一般为驱动沼气工程污水泵和猪场通风机、照明等,因此宜配备 10kW 左右的发 电机组。类似的沼气工程很多,可见,小功率沼气发电机组需求量也不少。 鉴于沼气发电广阔的发展前景,国内数家有实力的研究院所和大型企业进行了强强合 作,针对市场需求开发出不同规格的沼气发电机组系列产品。在大机组方面,胜利油田胜利 动力机械集团已全面开发出了全烧沼气内燃机的沼气发电机组,并在污水处理、柠檬酸、 酒精等行业应用成功。值得一提的是,国内新一轮开发出来的沼气发电机组,已不是过去简 单改装内燃机的发电机组。 新的发电机组在性能方面已缩小了与国外先进机组技术指标的差 距。可以说,在发电设备方面,已可为沼气发电的实施提供有力支持。 三、资金支持和专业化生产会吸引更多的投资主体 大中型沼气工程属于环保性质的项目, 受益的是全社会。 要在投资分摊上, 以“谁污染、 谁治理”原则为主,辅之以“谁受益、谁分摊”的原则,由政府、地方和企业共同投资。对 13 于初始投资,国家将给予一定支持,如:国家或行业将制定出一系列的优惠政策,减免工程 税费,减轻企业负担;要广辟资金渠道,帮助建设方获得各类贷款;鼓励社会各界以各种形 式投资开发沼气资源化利用项目,以优惠政策调动各投资主体的积极性。 四、我司在燃气机组的发展领域有这跟广阔的空间和优势 下面向您简单介绍下高斯科尔机组与国产机组的差异: UU1、国内燃气发电机组维护维修频繁 润滑油 500—800 小时更换,消耗率为每千瓦时 1.6 克,每 500 小时就要调节气门间隙,气 门与门座更换时间仅 3500 小时; 高斯科尔燃气发电机组润滑油每 2000 小时更换一次,且消耗率仅为每千瓦时 0.2 克,为国产机组消耗率的 20%不到;气门间隙检查调节周期为每 2000 小时,气门与门 座更换周期更长,达 15000 小时以上。 2、国内发电机组的的自身保护设置不合理,易发生运行事故 例如润滑油的油压低停机报警等;发电机组开机无故障自我检视功能; 高斯科尔燃气发电机组有完备的自我保护功能, 包括启动前的开机巡检功能, 运行 中的故障报警等, 在紧急情况下可以实现发电机组分闸或停机, 保护设备以及运行人员 的安全。 3、国内发电机组发电效率低 目前采用的国内燃气发电机组标称发电效率不低于 36%, 可实际发电效率只有 30—33%左右, 实际运行功率仅能达到额定功率的 70—80%,全年设备使用率低于 80%; 高斯科尔系列燃气发电机组的发电效率为 38—41%,例如方案中选用的高斯科尔 SFGM560 沼气发电机组发电效率为 40.08%(并且热效率高达 52.3%),较国内机组(热 效率,电效率)均高出 20—30%,如沼气中甲烷浓度在 50%,每立方沼气可发电 2 千瓦 时(度) 。 高斯科尔燃气发电机组标定功率与实际运行功率一致,并且运行可靠稳定,设备全 14 年使用率达 98%以上,并且不需要大量的人工维护,降低了机组运行人员的劳动强度和 密度,进而降低了人员运行和管理费用。 4、国内发电机组寿命短 根据燃气内燃机的设计特点,经过两次大修后的发动机就不能再保证其运行可靠性,所以 燃气发电机组的寿命一般为两个大修周期。以济柴的 500 千瓦机组为例,大修期为 25000 小时,设备总寿命仅为 75000 小时左右。 一般来说, 高斯科尔燃气发电机组的使用寿命大约等于两次大修周期, 两次大修之后的 发动机就不能保证其质量。发动机大修的指示是依靠 S.O.S.的化验结 果的, 经销售实例验证高斯科尔燃气发动机的大修周期为 60000-80000 小时。 因此其使用寿 命大约为 180000-240000 小时。如果按照一年运行 8000 小时来考虑的话,机组的使用寿命 应该在 22-30 年之间,用户对机组的保养良好,可以将大修周期有效延长 30%左右。 5、国内机组的自动化水平低,开机与并网操作需要多次作业程序 高斯科尔机组自动化水平极高,机组的启动与并网仅需一键就可完成,无需多人操作, 操作安全简便。发电机组及附属设备的高度自动化人性化设计改善了电站的运行和管理。 6、对于此项目与国外同类型机组比较,有一下几大优势 一、我们可以符合客户要求的进行更改项目投资流程。 二、如果在项目进行中有变更, 因为我们本身有自己的团队我们可以更加方便的去配合客户 的要求(一般的公司都是外包) 。 三、我们为高斯科尔东亚地区授权代理, 所那到的价格更加优惠, 同时我们在国内有成功案 例,可供参观学习。 四、我们有更优惠的配件合同, 对于南海公司机组的长期运行是有很大益处的 (最少在零配 件方面的优势在 30%,而且燃气机组为 24 小时运行的机组,每 2000 小时保养,10000 小时 顶部大修,30000 小时中部大修,60000 小时机组大修,以现在市场行情在第一次大修时, 客户尽在另配件方面就已经省出一台机组的钱) 。 五、我们在武汉有厂房,我们可以在机组进行顶部大修,中修时在武汉完成,无需运输到国 15 外。 五、燃气发电机的运行流程 一套完整的燃气机组运行分为: 反应罐发酵→预处理→气柜→发电机组→预热回收利用→火炬 六、沼气发酵与沼气预处理 沼气发酵 餐厨垃圾的厌氧发酵处理是指垃圾中的有机物质在厌氧菌的作用下, 由高分子物质降解 成为小分子物质,最终转化为沼气的过程。 餐厨垃圾经厌氧发酵降解后产生的沼气可通过热电联产发电机组中转化为电能和热能, 电能可接入电网供生产生活实用, 热能在供应垃圾处理设备自身使用后可补充市政供热设施 16 部份热能需求,实现经济利益与社会效益共赢的局面。 预处理部分 山东项目厌氧罐后气体先经过双模气柜 17 双模气柜 变频罗茨风 机 18 再由变频罗茨风机进行加压进入到脱硫塔中 多级脱硫塔 通过多级脱硫塔进行脱硫将含有硫的液体排到富液槽 富液槽 在富液槽中进行硫液与反应液的分离,反应液经沉淀进入贫液槽 19 贫液槽 贫液槽将液体从新打入脱硫塔中进行再次使用,而富液槽中的硫沫经过压滤机加压生产单 质硫 压滤机 而经过脱硫的气体在此处进行除湿、除尘 20 过滤器 进过除尘、除湿、脱硫后的气体进入发电机组燃烧。 高斯科尔对于进入机组的气体要求: 沼气混合物 H2S 含量 气体中固体杂质粒度 干燥净化后含湿量 SI含量 温度 进入机组气体压力 气体中O2含量 品质 < 70mg/MJ ≤5 um <80 % <0.2mg/MJ 10~50?C 5~24kPa <2% 七、高斯科尔燃气发电机组介绍 我公司代理的高斯科尔发电机组是一家有着超过 40 年历史的能源企业,它致力于可再生能 21 源的利用及环保, 已被公认为在使用燃气发电机获得高效热能的研发和可持续发展生产领域 中占据世界领先地位。 GUASCOR SFGLD 系列发动机实现了电子控制负载耗油量、运转速度和负载工作量,可以在外 部条件不断变化的情况下持续工作,并限制排放量。发动机可以适用各种不同材质的燃气, 甚至可以在使用过程中不间断地实现从天然气到沼气的转换。 电脑化的模块能够显示火花塞 状况, 或者是通过外部信号调整提前点火时间。 GUASCOR 发动机配备爆震探测器和控制系统, 这就使机器能够在恶劣的工作环境下运作,并有效防止爆震带来的不利影响。 22 质量 GUASCOR S.A.的质量管理体系已通过 ISO 9001 标准认证。所生产的燃气机、柴油机、 船用主机和辅机、发动机和联供系统在设计、加工、装配和安装、售后服务都遵守 Lioyd 认可的质量保证标准,其产品、服务具有可靠的质量保证。 (1)机组功率表 发动机 SFGLD 180 SFGLD 240 419 SFGLD 360 630 SFGLD 480 838 SFGLD 560 985 SFGM 560 1055 HGM 240 520 HGM 560 1240 发电机 功 kWb 水泵和 散热器 KWb 电功率 kW(/4) 机械效 率% 电功效 %(/2) 排烟温 度℃ 润滑油 消耗量 g/kMh 率 315 188+76 257+11 0 441+10 1 596+13 9 704+1 56 515+ 183 230+ 75 600+ 220 304 405 609 813 957 1025 502 1204 40,3 39,7 40,1 39,8 39.9 40.5 44.2 42.4 38.9 38,3 38,7 38.6 38,8 40 42.7 41.2 374 377 372 379 383 498 470 427 0.35 0.35 0.35 0.35 0.2 0.2 0.35 0.2 注意: 23 (/2)水泵和水冷却散热器由发动机机轴驱动。交流发动机功效 cos Phi=1 (/4)电水泵和水冷却电路的外部散热。交流发电机功效 cos Phi=1 一般国外的机组燃油消耗率为 0.3-0.6g/kW.h ,而我们的机组为 0.2g/kW.h。 计算:现在燃气机组国内使用润滑在 4500 元一桶为 200L 单台/年:1025kWx(0.3-0.2)g/kW.h x8000hx(4500÷200L)÷1000=18450 元 机组类型 发电效率 燃气全部发电 单台日产 0.5 兆帕饱和蒸 汽 日可加热 15℃至 38℃水 SFGLD560(957KW) 38.8% 22968kW?h /天 9.12 吨 SFGM560(1025KW) 40 % 24576kW?h /天 16.9 吨 HGM560(1204KW) 41.2% 28896kW?h /天 12.7 吨 569m3 416m3 485m3 从以上三台机组的数据看出 HGM560 机组性价比更高。 特别提醒:不应盲目的对客户听之任之,应对客户进行详细了解 工作发现:高斯科尔燃气发电机组的项目谈判,中间出现的一些问题: 1. 我们所报价中机组部分的价格优势不明显,甚至略高于其他品牌。 2. 我们要对客户进行讲解,表明我们的机组优于其他品牌,因为直接为止高斯科尔属独立 公司, 未被其他厂家收购, 表明高斯科尔运行良好, 只在于中国市场开发力度不够导致。 3. 清晰明白我们公司所报机组价格为全套进口,包含了并机柜和散热风扇,仅此两项直接 导致我们成本升高 20W 左右。而其他厂家均为自行配置或不涵盖。 4. 横向比较我们机组的在第一年的另配件价格上并没有优势,所以在对客户进行报价时, 尽量说服客户需对 3 年内另配件进行报价。 5. 在客户要求 1 兆瓦机组时,尽量推荐 SFGM560 即 1025KW 或 1204KW 这款机组,这两款机 组无论从电效率到千瓦数均有优势,如推 957KW 机组则应注重机组的综合效率。 6. 在机组结构上,我们所推机组为 16 缸机组,而通常 1 兆瓦机组的其他品牌机组的缸数 24 锅炉 处理后的软化水才能进入锅炉,产生蒸汽。 锅炉 27 当机组出现故障或者不需要发电时,我们应将过多的沼气通过火炬烧掉 火炬 十、最后让我们再看一下整个系统 28