瓦斯的治本之策
我國對煤礦“頭號殺手”瓦斯的治理,由“點天燈”式的簡單抽采排空,到“以利用促抽采,以抽采保安全”,這才是瓦斯治理的治本之策!
2006年6月21日,國家發改委、安全監管總局、煤礦監察局、科技部在山西晉城召開了全國煤礦瓦斯治理和利用工作現場會。此次會議的主題是“瓦斯治理和利用”,不僅將瓦斯由“頭號殺手”視為寶貴能源,而且將簡單抽采排空扭轉為一舉兩得的綜合利用,開辟了瓦斯治理的新途徑。
以抽促采 一舉兩得
瓦斯是煤層氣的俗稱,其主要成分是CH4,瓦斯濃度達到5%~16%時,遇明火就會爆炸,因此被人們冠以煤礦安全的“頭號殺手”。實際上,煤層氣是害又是寶,其作為一種清潔能源,發熱量高,無汙染,是常規天然氣最現實可靠的補充或替代能源。1m3煤層氣熱值高達8 000~9 000kcal,替代汽油作為汽車燃料使用,1m3發熱量相當於1L97#汽油,價格僅為汽油的1/2,可以節約燃料成本50%;同時,以瓦斯為燃料的汽車尾氣排放中不含鉛,基本不含硫化物。和以普通汽油為燃料的汽車尾氣相比,CO排放量減少97%,碳氫化合物排放量減少72%,氮氧化物排放量減少39%。瓦斯作為民用燃氣和工業燃料,1m3發熱量相當於1.3kg標準煤,燃用起來更潔淨方便、節能高效。
我國煤層氣資源十分豐富,已探明儲量位居世界第3位。根據國家最新一輪資源評估調查,我國深埋在2 000m以內的煤層氣含量約為36萬億m3,相當於450多億t標準煤或350多億t標準油,與陸上常規天然氣資源量相當。煤層氣不加以利用,直接排放到大氣中,不僅白白浪費了寶貴的資源,而且汙染著環境。其溫室效應約為CO2的21倍,對臭氧層的破壞力是CO2的7倍。加強煤層氣抽采利用,不僅可以有效地解決煤礦瓦斯02manbetx.com
、改善煤礦安全生產條件,而且有利於增加潔淨能源、緩解資源消耗、減少溫室氣體排放,調整產業結構,促進煤炭工業可持續發展,並且能實現保護生命、保護資源、保護環境的多重目標,創造巨大的社會、經濟效益。
以利用促抽采
全國煤礦瓦斯治理和利用工作現場會期間,與會代表先後參觀了具有國際先進水平的晉城煤業集團寺河120MW煤層氣發電廠燃氣發電機組及餘熱發電裝置。
記者在現場了解到,目前,科技部在晉城礦區實施的“十五”國家科技攻關課題“煤層氣勘探開發配套技術研究”,基本形成了沁南煤氣田開采的鑽井技術、完井技術、增產改造技術、排水采氣技術、礦區井下煤層氣規模開發與采煤一體化技術體係,建成了寺河礦井下煤層氣規模開發與利用示範工程。
寺河礦絕對瓦斯湧出量479m3/s,相對瓦斯湧出量22.3m3/t,為全國之最。針對礦區煤層氣的賦存條件,寺河礦建成投產並運行了礦井永久瓦斯抽放係統,地麵瓦斯抽放泵站現安裝有2台CBF-710水環式真空泵和2台2BE1-705型真空泵,井下抽放泵站安裝有3台2BE1-705型真空泵。寺河礦堅持在采煤前采取井上鑽孔的辦法預抽采,采煤時同時抽采瓦斯,采煤後采空區抽采瓦斯,探索出了采煤采氣一體化、開發利用產業化的生產格局。
利用抽采的瓦斯,寺河礦建成了裝機容量1.5萬KW的瓦斯發電試驗廠。該廠擁有6台2 000KW的WJ6G1型燃氣輪機和1台3 000KW的QFK-3-2型汽輪機。燃氣輪機利用瓦斯發電後,其尾氣通過餘熱鍋爐產生蒸汽,再帶動蒸汽輪機發電。冬季,寺河礦還利用餘熱為礦區供暖,實現熱電聯供,形成了一個閉路的多聯產循環。該廠自2001年投運至2005年底,已累計發電3.31億KWh,實現產值1.18億元。
2006年5月18日,寺河擴建項目120MW瓦斯發電廠設備采購簽字儀式9 7 312 4 8 : 來源:湖北安全生產信息網
此外,晉煤集團還應用CNG(壓縮煤層氣)技術,建成了我國最大的煤層氣壓縮站。壓縮站日壓縮能力達16萬m
3,現利用26輛專用煤層氣運輸槽車,向礦區、晉城市、長治市以及河南省等2.6萬戶居民供應煤層氣,2005年供氣量已達到950萬m3。2005年7月,晉煤集團還在晉城市建成了第一座CNG加氣站,並改裝完成第一輛CNG汽車。到目前為止,已改裝CNG汽車500多輛,年利用煤層氣近360萬m3。
在工業用氣方麵,晉煤集團已實現了向晉城市陶瓷、玻璃等生產企業提供工業燃料,年利用煤層氣530萬m3。今後 計劃向陽城電廠供氣,以煤層氣代替重油助燃,年利用煤層氣將達到3 000萬m3左右。晉煤集團現有民用燃煤鍋爐110台、總容量634t/h,年燃煤約30萬t;目前已新上燃氣鍋爐23台、132t/h,年利用煤層氣1 500萬m3。集團現正逐步以燃氣鍋爐代替燃煤鍋爐,全部完成後,年利用煤層氣約1億m3。
以抽采保安全和環境
幾年來,晉煤集團以用促采,積極探索煤層氣開發利用新途徑,取得了良好的安全、環境、經濟和社會效益。
目前,晉煤集團已形成210口煤層氣井組規模,運行的有150口,產氣井約100口,形成了年產1.1~1.5億m3煤層氣生產規模。2005年,晉煤集團共抽采純瓦斯1.8億m3,總利用量達到1億m3,利用率為55.6%。而據晉城礦區實測,地麵一個鑽孔的煤層氣日抽采量達到2 500m3時,每年可使0.105km2範圍內的噸煤瓦斯含量降低0.9~1.0m3。以晉城煤業集團2004年已投產的37口井、4.3 km2抽采麵積、4100萬t可采煤炭儲量、日均產氣達2000m3計算,經過7~8年預抽,噸煤瓦斯含量即可降低到10m3以下,達到相對安全條件。
在環境效益上,2004年12月,晉煤集團120MW煤層氣電廠項目所產生的經核證的溫室氣體減排量被世行托管的碳化基金(PCF)收購,購買該項目CO2減排量450萬t(7年期)和期權150萬t,獲得收益1 900萬美元,這是中國第一個《碳基金減排購買協議》。2005年11月,晉煤集團與日本碳基金(JCF)簽署了240萬t等量CO2減排額度購買協議,獲得收益1 700萬美元。
在經濟效益上,2005年,晉煤集團利用煤層氣總量達到1億m3,如按照1m3煤層氣售價1.85元計,煤層氣利用收入可達1.85億元;以煤層氣代替水煤氣後,集團年節約優質塊煤1.16萬t、優質末煤2 500t,年可創銷售收入640萬元;以燃氣鍋爐代替部分燃煤鍋爐後,年可節約優質末煤6萬t,創銷售收入1 680萬元。全部使用燃氣鍋爐後,年可節約煤炭約36萬t,創銷售收入1.008億元。
在社會效益上,晉煤集團開展的煤層氣井上、井下規模開發與利用示範工程,不僅為我國其他礦井煤層氣綜合開發利用起到了很好的示範作用,而且使晉煤職工家屬告別了使用23年的水煤氣,解決了燃用水煤氣CO中毒問題,大大提高了居民的安全健康和生活質量。