“杀手”转身造福来 第A1版:要闻 20120928期 山西焦煤

“杀手”转身造福来

——集团公司煤层气开发利用纪实

    

本报记者 武 玲

图为杜儿坪矿瓦斯发电站。资料照片

    煤层气俗称“瓦斯”，当浓度达到5％到16％之间就会遇火爆炸，被称为 “煤矿第一杀手”。同时瓦斯又是一种热值高、无污染的优质清洁新能源。如果将其直接排放到大气中，对生态环境破坏性极强。如何减少瓦斯的危害，将它变废为宝？在9月16日—18日召开的第四届中国（太原）国际能源产业博览会上，我们看到了答案——高浓度瓦斯输送或液化，低浓度瓦斯发电，风排瓦斯就近供热。
    ——高浓度瓦斯输送或液化
    对未开采煤田中的煤层气进行预抽，预抽气中甲烷的浓度可达90%以上，可为居民、工业、汽车燃料等提供一种新型和清洁能源。目前，集团公司地面煤层气抽采工作已全面展开，截至今年上半年，共完成地面抽采试验井621口，其中西山煤电与晋煤集团合作开发的西山煤电古交矿区煤层气抽采项目已完成试验井358口；汾西矿业与晋煤集团合作开发的离柳矿区、左权矿区煤层气抽采项目，在贺西矿、中兴矿、双柳矿、左权矿区范围已完成试验井225口；华晋焦煤与晋煤集团合作开发的离柳矿区煤层气抽采项目，在沙曲矿井田范围已完成试验井38口。工作进度较快的是西山煤电古交矿区地面煤层气抽采利用项目。
    据山西西山蓝焰煤层气公司总经理张丑宏介绍，西山煤电古交矿区地面煤层气抽采利用项目规划开发区块包含马兰、屯兰、东曲三矿，共计二百余平方公里。该项目“十二五”末计划在西山煤田施工瓦斯抽采井2000口，抽采能力达200万立方米/日。一期工程拟完成煤层气抽采试验井600口，建设一座处理能力110万立方米/日的瓦斯中心处理站，形成60万立方米/日的抽采能力。目前已完成钻井500多口，投用井达到420口左右，形成日抽采能力50万立方米的规模，可以满足整个太原市及周边地区的居民用气量，还可为公交车、出租车提供燃料。张丑宏算了一笔账：“现在一升汽油是七元多，可是一升煤层气才三元多，1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，所以好多出租车司机宁可排几个小时队也要加气，不去加汽油了。”
    山西西山蓝焰煤层气公司地面瓦斯抽采井上的机器在不停地运转，从井下抽出来的煤层气一部分通过槽车将压缩后的煤层气运往太原市，供公交车、出租车加气使用。

另一部分通过古交—太原煤层气输气管道和太原市的环城高压管网对接，使古交矿区的煤层气源源不断地运往太原市。今年八月试运行期间向太原市供应城市管道燃气13万m3，有效缓解了太原市用气紧张的局面。在华晋焦煤，沙曲矿每日为柳林县供40%浓度的瓦斯混合气8000m3作为城市燃气，已连续运行四年多。
    西山煤电古交矿区地面煤层气抽采及利用、西山煤电前山矿区地面煤层气抽采及利用、汾西矿业中兴—贺西—双柳—左权矿区地面煤层气抽采及利用、华晋焦煤沙曲矿地面煤层气抽采及利用项目等四个地面煤层气开发利用项目已经列入 “十二五”规划中，将新增煤层气抽采井2410口，形成年产煤层气18亿m3的能力，每年实现销售收入29.42亿元。
    ——低浓度瓦斯发电
    西山煤电杜儿坪矿属高瓦斯矿井，西山煤电通过与英国辛迪克公司共同合作建设了集团公司第一个瓦斯发电项目，其瓦斯发电项目也成为了集团公司第一个在联合国注册的清洁发展机制CDM项目，实现了合作共赢。
    杜儿坪矿煤层气发电站从建厂到现在已经发了两亿一千一百万度电。每月产值近300万。危害矿井安全生产的瓦斯变成了可以帮助安全生产的电能，目前杜儿坪矿煤层气发电站的建成投产已经满足了矿区三分之二的用电量，不仅如此，瓦斯发电过程中产生的余热也被再次利用。
    北石沟余热热交换器室里有两套发动机余热利用系统，一套为发动机缸套水余热系统，可以提供出口水温80℃的热水向煤层气发电站和杜儿坪矿北石沟抽放站、变电站生产生活供暖；另一套为发动机尾气排放产生的高温余热采用导热油为介质，通过热风交换器，向杜儿坪矿井下提供高效能热风。这样每年冬季仅余热利用项目就可以节约原煤4500吨。
    除了热电联供带来的可观经济效益，瓦斯发电项目还有着显著的环保效益。科学实验证实，甲烷的温室效应是二氧化碳的21倍，如果不进行发电，矿井瓦斯会直接排放到大气中会加重温室效应。
    北京辛迪克清洁能源技术服务公司煤层气项目运行经理张飞飞说：“杜儿坪矿煤层气发电站项目一个月可以减排3万吨二氧化碳，根据实际二氧化碳（指标）价格又可以产生一吨二氧化碳（指标），根据国际碳交易市场行情，每单位CER交易价格最高达到26欧元，目前是3欧元，更重要的效益是可以减少温室气体的排放，这是造福子孙后代的事，是用钱买不到的。”
    目前，集团公司利用CDM项目开发模式共取得CDM预付资金约合人民币5.3亿元。截至今年上半年，集团公司共建成瓦斯发电项目九个，每年可消耗瓦斯1.34亿Nm3，发电4.8亿KWh，实现减排CO?当量253万吨。其中在联合国注册的CDM项目有沙曲矿瓦斯电站、杜儿坪矿瓦斯电站、马兰矿瓦斯电站及屯兰矿瓦斯电站，从项目进入减排期至2012年6月底，累计实现减排CO?当量194万吨。
    到“十二五”末，西山煤电官地矿瓦斯电站、西铭矿瓦斯电站，汾西矿业贺西矿瓦斯电站二期、中兴矿瓦斯电站，霍州煤电中峪矿瓦斯电站，华晋焦煤沙曲矿低浓度瓦斯提纯发电试验项目、吉宁矿高浓度瓦斯电站等二十二个瓦斯发电项目即将建成，可新增瓦斯发电装机224.6MW，届时集团公司瓦斯发电总装机将达到302.52MW，每年可消耗瓦斯4.5亿Nm3，可发电13.55亿KWh，实现CO?年减排756万吨。
    ——风排瓦斯就近供热
    在煤矿开采中产生的瓦斯能用于发电的只占到总量的约30%，还有大量的瓦斯混入矿井通风中，形成浓度低于0.75%的风排瓦斯。要想让这部分瓦斯实现零排放并产生经济效益，就要进行就近供热。
    风排瓦斯俗称“乏风”，风排瓦斯氧化就是把浓度为0.2%—0.5%的瓦斯输入催化氧化设备中，在催化剂的作用下，通过高温换热板氧化反应生成二氧化碳和水。在这一过程中产生的高温尾气的余热可以给房屋供暖，其减排效益就是二氧化碳的碳交易。
    目前，杜儿坪矿的风排瓦斯利用项目正在紧张施工中，将于今年十月正式投入运行。项目投产后，每年将减少相当于27万吨的二氧化碳排放当量。而对于项目产生的大量余热，将用于杜儿坪矿中部风井的冬季取暖。杜儿坪矿的相关负责人告诉记者，到那个时候杜儿坪矿将成为了世界上首个实现煤炭开采瓦斯近零排放的煤矿。
    屯兰矿石家河风井乏风氧化利用项目，目前已完成设备安装，正在瓦斯输送等系统建设，预计今年10月上旬具备试运转条件。项目建成后可满足风井冬季供暖需要，实现年减排CO?当量11.6万吨。
    东曲矿羊圈港风井乏风氧化利用项目，目前正在安装乏风氧化装置，预计今年10月上旬具备试运转条件。项目建成后可满足风井冬季供暖需要，实现年减排CO?当量12.2万吨。
    沙曲矿高家山乏风氧化利用工业试验项目，通过试验该乏风催化氧化装置已基本取得成功，目前正在完善改进当中。
    ……
    在“十二五”规划中，集团公司乏风利用项目将达到十一个，项目预计总投资7.3亿元，建成投产后将形成135.4MW的供热能力，每年可利用瓦斯5亿m3。
    高浓度瓦斯输送或液化，低浓度瓦斯发电，风排瓦斯就近供热，使瓦斯这个昔日的安全“杀手”实现华丽转身，逐步变成人们生产生活的新能源。