中華人民共和國國家標準煤礦瓦斯發電工程設計規范GB5×××—20××條文說明(征求意見稿)2013年制定說明《煤礦瓦斯發電工程設計規范》GB50×××－20××，經住房和城鄉建設部……公告批準、發布。為便于有關單位和人員在使用本規范時能正確理解和執行本規范，特按章、節、條、款順序編制了本規范的條文說明，對條文規定的目的、依據以及執行中需要注意的有關事項進行了說明，并對強制性條文的強制性理由作了解釋。但是，本條文說明不具備與規范正文同等的法律效力，僅供使用者作為理解和把握規范規定的參考。

目次TOC\o"1-2"\h\z\u目次 11總則 12術語 33氣源條件與站址選擇 53.1氣源條件 53.2站址選擇 64站區規劃 84.1一般規定 84.2火災危險性分類 84.3爆炸危險區域劃分 104.4主要建筑物和構筑物的布置 124.5交通運輸 134.6豎向布置 144.7管線布置 145瓦斯輸送 165.1氣源接口 165.2高濃度瓦斯輸送 165.3低濃度瓦斯輸送 175.4瓦斯管道及附件 185.5瓦斯輸送管道的水力計算 196瓦斯發電工藝 206.2裝機規模 206.3主機設備 206.4輔助設備及系統 216.5發電設備布置 226.6火炬 237余熱利用 247.1一般規定 247.2余熱利用鍋爐和汽機參數 247.3蒸汽發電工藝系統 257.4缸套水余熱利用系統 277.5煙氣余熱利用系統 288電力系統 298.1發電工程與電力網的連接 298.3系統通信及遠動 309電氣設備及系統 319.1電氣主接線 319.2站用電系統 319.6繼電保護及安全自動裝置 329.7照明系統 329.8電纜選擇及敷設 329.9過電壓保護及接地 3310監控及信息系統 3410.1一般規定 3410.2監控系統構成和控制方式 3410.3檢測和儀表 3410.4控制、報警和保護 3610.5視頻監控 3810.6信息管理 3810.7電源 3910.9電纜、導管和就地設備布置 3911建筑和結構 4011.1一般規定 4011.2防火、防爆與安全疏散 4011.3室內環境 4211.4建筑構造與裝修 4311.5構筑物 4511.6活荷載 4512采暖通風與空氣調節 4612.1一般規定 4612.2采暖與防凍 4612.3通風 4613水處理系統 4813.1一般規定 4813.2內燃機冷卻水處理 4814給排水及消防 4914.1一般規定 4914.2水源 4914.3給水 4914.4排水 5014.5消防 5014.6火災自動報警系統 5015環境保護 5215.1一般規定 5215.2污染防治 5215.3水土保持 5315.4環境管理及專項投資 5316節約能源 5416.1一般規定 5416.2節約能源 5417勞動安全與職業衛生 5917.1一般規定 5917.2勞動安全 6017.3職業衛生 61附錄CCDM及碳減排量計算 62PAGE631總則1.0.1本條規定了制定本規范的目的，強調在煤礦瓦斯發電工程設計中應做到安全可靠、技術先進、經濟合理、滿足節能減排和保護環境的要求。本條規定了本規范的適用范圍。瓦斯發電方式主要有往復式內燃機發電、燃氣輪機發電和燃氣-蒸汽聯合循環發電。對于燃氣輪機發電和燃氣-蒸汽聯合循環發電工程，一方面要求瓦斯濃度和壓力較高，與之相比往復式內燃機發電工程的爆炸危險性更大、安全要求更高，另一方面目前已有燃氣-蒸汽聯合循環發電工程方面的設計規范，因此本規范不包括燃氣輪機發電和燃氣-蒸汽聯合循環發電。目前投運的煤礦瓦斯發電工程基本都是采用往復式內燃機發電機組，因此本條規定本規范的適應范圍是往復式內燃機發電工程。由于煤礦瓦斯抽采方法的不同，可供使用的瓦斯濃度不同。《煤礦低濃度瓦斯管道輸送安全保障系統設計規范》AQ1076-2009中規定：甲烷（CH4）體積濃度大于等于3%且小于30%的煤礦瓦斯為低濃度瓦斯，但由于目前瓦斯發電機組要求進氣濃度在7%及以上才能發電，因此本規范規定適用的甲烷濃度為7%及以上。根據工程經驗，對于采用天然氣、沼氣、各種氣化燃氣等其它燃氣的內燃式往復發電機組發電工程，由于發電工藝與煤礦瓦斯發電工程相似，因此可參照本規范執行。1.0.3由于煤礦瓦斯易燃易爆，瓦斯發電工程對安全性要求高。工程中使用的耗能設備較多，瓦斯發電機組的效率和排放指標直接影響工程的經濟效益和環保效益，本條強調設計應堅持安全高效原則，鼓勵使用成熟可靠的節能環保型新技術、新工藝、新設備、新材料，提高發電工程的自動化水平，從而提高瓦斯發電站的安全性及經濟效益。1.0.4本條要求煤礦瓦斯發電工程設計時應與煤礦設計互相適應，在公用設施、預留場地、氣源接口、發展銜接等方面與煤礦統一考慮。1.0.5本條規定了本規范與其它規范的關系。當瓦斯發電工程有余熱利用時，余熱鍋爐及汽輪發電機組等相應系統應按照《小型火力發電廠設計規范》GB50049、《鍋爐房設計規范》GB50041等執行。由于目前瓦斯發電工程中采用引進成套進口設備和直接利用外資的項目不少，本條對這類工程的技術標準作出規定。各單位在具體執行過程中注意積累經驗，供本規范修編時參考。

2術語2.0.1按照《民用煤層氣（煤礦瓦斯）》GB26569-2011中的定義，煤層氣是指賦存在煤層及圍巖中以甲烷為主要成分的天然氣體；煤礦瓦斯是指煤炭礦井開采過程中從煤層及圍巖涌入采掘空間或管路的天然氣體。按照《煤層氣(煤礦瓦斯)排放標準(暫行)》(GB21522-2008)中的定義，煤層氣是指賦存在煤層中煤顆粒孔隙內或溶解于煤層水中的以甲烷為主的混合烴類氣體；煤礦瓦斯簡稱瓦斯，是指煤炭礦井開采過程中從煤層及圍巖涌入礦井巷道和工作面的天然氣體，主要由甲烷構成，有時單獨指甲烷。本規范中的煤礦瓦斯是指煤炭礦井開采過程中經煤礦瓦斯抽采系統從煤層及圍巖抽出的主要由甲烷構成的天然氣體。2.0.6“可利用瓦斯年平均小時供氣量”是確定瓦斯發電站裝機規模的基本依據。煤礦瓦斯抽采站全年8760h工作，其抽采量以“年”統計、計算，由于抽采站服務范圍隨煤炭開采接替變化及瓦斯濃度波動，其瞬時流量變化較大。按瞬時最大流量確定發電站裝機規模時，全年大部分時間將出現設備閑置，造成浪費投資；按瞬時最小流量確定發電站裝機規模時，全年大部分時間將出現瓦斯放空，浪費能源及污染環境。故提出“可利用瓦斯年平均小時供氣量”作為確定瓦斯發電站裝機規模的基本依據。2.0.7“可利用瓦斯年平均小時利用率”是衡量瓦斯發電站發電機組裝機總容量中是否設置備用機組及備用率大小的量化指標。當“可利用瓦斯年平均小時利用率”計算值為1時，進入瓦斯發電站的瓦斯平均小時氣量（純量）與發電機組全部滿負荷運行時消耗氣量（純量）相等，發電機組沒有設備用；當“可利用瓦斯年平均小時利用率”計算值>1時，進入瓦斯發電站的瓦斯平均小時氣量＜發電機組全部滿負荷運行時消耗氣量，說明瓦斯發電站設有備用瓦斯發電機組，如計算值為1.25，說明裝機總容量中有20%機組處于備用狀態，只有機組檢修或實際進入瓦斯發電站的瓦斯量超過瓦斯平均小時氣量時，這部分機組方能投入運行。3氣源條件與站址選擇3.1氣源條件3.2站址選擇4站區規劃4.1一般規定4.2火災危險性分類電機房的主要設備為內燃式往復發電機組,燃料主要是瓦斯,瓦斯在發動機的缸體內爆燃，缸體是一個封閉的安全空間，符合綜上所述并參考，瓦斯發電機房生產火災危險性確定為丁類霧化泵房系統、監控系統、瓦斯泄漏報警及聯鎖系統等安全措施，當出現危險情況時能自動報警。 4.3爆炸危險區域劃分4.4主要建筑物和構筑物的布置4.5交通運輸4.6豎向布置4.7管線布置

5瓦斯輸送5.1氣源接口5.2高濃度瓦斯輸送5.3低濃度瓦斯輸送5.4瓦斯管道及附件5.5瓦斯輸送管道的水力計算5.5.1為滿足瓦斯發電機組最大用氣量需要而建立的輸送管道計算流量數學模型。其中5.5.3～5.5.4選取GB50028《城鎮燃氣設計規范》中適合瓦斯輸送部分的水力計算公式作為瓦斯輸送管道水力計算的依據。考慮到瓦斯中含有大量的水蒸氣和氧氣，導致瓦斯輸送管道內壁的銹蝕較嚴重，本規范推薦鋼管粗糙度K=0.15mm，經測算其管道阻力系數λ值比K=0.10mm時提高5.81%。5.5.56瓦斯發電工藝6.2裝機規模6.3主機設備6.4輔助設備及系統6.5發電設備布置6.6火炬

7余熱利用7.1一般規定7.2余熱利用鍋爐和汽機參數7.3蒸汽發電工藝系統7.4缸套水余熱利用系統7.5煙氣余熱利用系統

8電力系統8.1發電工程與電力網的連接8.3系統通信及遠動9電氣設備及系統9.1電氣主接線9.2站用電系統9.6繼電保護及安全自動裝置9.7照明系統9.8電纜選擇及敷設9.8.2有些進口機組要求發電機出口電纜采用軟電纜，防止機組振動影響電纜連接。9.9過電壓保護及接地9.9.2針對目前有些工程中采用預放電避雷針擴大保護范圍的問題，我們與《建筑物防雷設計規范》GB50057的主編單位進行了探討，他們認為：使用預放電避雷針達不到預期效果，為此不推薦使用。9.9.3根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010第3.0.2條第3款：具有1區或21區爆炸危險場所的建筑物劃分為第一類防雷建筑物。對于瓦斯放散管，距放散口半徑1.5m范圍內為1區，應按第一類防雷要求設防。但對于可控瓦斯放散管，由于可以選擇放散時間、避開雷電氣象條件，比如選擇在天氣良好時進行檢修放散，因此可按第二類防雷設防。10監控及信息系統10.1一般規定10.1.1監控及信息系統是瓦斯發電站工藝控制和安全運行的重要手段，監控系統包括檢測、控制、報警、保護、記錄等，信息系統包括視頻監控及信息管理等。瓦斯發電站監控系統、信息系統規模較小，且兩系統聯系較緊密，宜統一設置，應充分考慮監控系統、視頻系統和信息管理系統的軟、硬件接口和軟件平臺，在瓦斯發電站方案設計時統一規劃，避免造成建設困難或重復投資。10.1.2、10.1.3為監控及信息系統設計、裝備水平選擇的基本原則。10.1.4本條規定的目的是為了確保和提高瓦斯發電站的安全、經濟運行水平。在監控及信息系統設計和設備選型時，應考慮瓦斯發電站的工藝特點，選擇成熟產品，保證電站整體運行的可靠與穩定。10.2監控系統構成和控制方式10.2.2采用集中監控系統時運行人員可在少量就地操作及巡檢人員的配合下，通過設置在控制室的操作員站，實現機組的起動、停止和正常運行工況下的監視和調整，以及異常運行工況下的事故處理和緊急停機，提高自動化管理水平，降低勞動強度。10.3檢測和儀表10.3.2由于隨主、輔機設備配套供應一定數量的檢測儀表，設計時應統一考慮，避免重復。10.3.3本條所列檢測儀表為保證安全和經濟安全而必須裝設的儀表，未包括其它一般檢測儀表。1、監測氣源接口處瓦斯濃度和壓力水平，避免瓦斯輸送過程中漏氣及負壓風險，同時監測氣源質量。如需在該處進行氣量結算，應配置相應的計量儀表。2、對瓦斯儲氣罐應設置的基本保護。3、監測細水霧系統供水流量和壓力是為了判斷細水霧系統是否斷水或噴嘴堵塞，保證低濃度瓦斯輸送的安全。4、避免由于預處理抽氣造成管道內形成負壓而混入空氣。5、用于評價預處理裝置處理能力和效果，同時用于瓦斯計量。6、發電機組重要運行參數，保證機組正常運行，同時用于機組維護的提示信息。7、用于控制發電機房/集裝箱的通風機，避免環境溫度過高或過低，影響發動機運行。8、用于實時監測生產過程中瓦斯泄漏狀況。9、根據設備和系統的配置情況和安全生產要求，裝設其它必要的檢測儀表。10.3.4本條根據《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》GB50493-2009第4.2.2條文，對站區內瓦斯泄漏檢測點的確定原則進行了規定。為保證安全，在任一封閉空間內應不少2只檢測器。10.3.510.3.6在煤礦瓦斯抽采的過程中產生了大量的水氣和粉塵，一般煤礦抽采站出口的混合氣相對濕度達到80%以上，粉塵含量達到20mg/m3以上，同時由于抽采在條件允許的情況下，瓦斯濃度、流量等需要經常維護、校驗的計量儀表推薦冗余配置，避免計量損失。10.3.710.4控制、報警和保護10.4.2本條列出了瓦斯發電工程的主要控制功能。1、當瓦斯抽采站放散管采用自動切斷閥時，控制系統應對該閥門及氣源接口自動切斷閥實現聯鎖控制，以保證瓦斯抽采站的安全。2、預處理控制系統應根據配套發電機組進氣要求實現出口壓力自動調節功能。3、瓦斯發電機組除正常需要的自動控制功能外，應設置冷卻液溫度自動控制，避免溫度頻繁波動對發動機造成不利影響，冷卻液溫度自動控制可通過控制冷卻水箱風機運行臺數來實現。4、根據電站規模和接入電網的要求，具備必要的負荷和功率因數調