“煤礦第一殺手”瓦斯怎樣變身成“能源新貴”

“瓦斯”，即煤層氣，是煤礦“第一殺手”，是一種具有強烈溫室效應的有害氣體，但同時也是一種更清潔、高效、安全的新型能源——

7月，古交市邢家社鄉北石溝地區，山坡上一座座抽采煤層氣的“磕頭機”正忙碌地工作著。這隻是山西焦煤西山煤電公司煤層氣綜合利用的一個縮影。

煤層氣，就是俗稱的“瓦斯”。因為常與煤炭伴生，並極易爆炸，煤層氣一直被視為是煤礦安全的“第一殺手”。如今，隨著抽采和利用煤層氣技術的不斷進步，在屯蘭、馬蘭、東曲和杜兒坪礦區，煤層氣正作為“能源新貴”被廣泛使用著。

“殺手”成“福氣”——瓦斯這樣來發電

杜兒坪礦為年產500萬噸的大型煤礦，礦井瓦斯湧出量同樣可觀，平均每分鍾達到146立方米。

2006年5月，經港洽會招商引資，西山煤電集團公司根據礦抽采情況，在古交市邢家社鄉北石 溝 村 規 劃 裝 機 容 量 為12000KW、安裝7台單機容量為1703KW的燃氣輪發電機組。經調研采用德國道依茨公司TCG2020V20型集裝箱體式發電機組，其中一期安裝3台，二期安裝4台，項目總投資約1.2億元。電廠一期工程於2006年5月立項，2007年6月土建工程開始動工，3台機組於2008年5月投入運行。2011年6月14日，二期4台機組也投入運行。

瓦斯怎麼能變成電?“第一殺手”怎樣能變成煤礦的“福氣”?

杜兒坪礦瓦斯發電廠廠長周小兵在接受記者采訪時介紹，將瓦斯變為再生能源首先需要礦井瓦斯開采設備、礦井瓦斯預加工設備、燃氣發動機及聯合熱電站。煤礦瓦斯大部分從通風係統隨主風機排出，瓦斯與風混在一起，其甲烷含量一般都低於1%，很難直接用作燃料。我們通過一台可調速的空氣壓縮機對瓦斯進行壓縮，然後使瓦斯在通常的氣體內燃機中進行燃燒，內燃機帶動發電機發出電能。在燃燒過程中內燃機的熱量還被再次利用。輸入的燃料能量中41%轉變為電能，45%轉變為熱能。

7月6日，記者來到北石溝抽放站了解到，從井下抽出的瓦斯氣通過長度800米、直徑為600毫米的管路直接輸送至電廠，經電廠兩套預處理裝置除水、除塵、加壓後提供給發電機組。瓦斯氣經機組燃氣混合裝置與空氣混合後，在汽缸內爆燃做功，通過曲軸帶動發電機發電，發電機組6KV出線通過一台16000KVA的幹式變壓器升壓至35KV，通過線路送至北石溝35KV變電站，實現35KV上網。

杜兒坪瓦斯發電站投產後，可實現年供電約8000萬千瓦時，滿足2/3礦區的用電量。截至今年5月，該發電站已發電超過1.1億千瓦時。

此外，發電機組產生的高溫尾氣經餘熱鍋爐將導熱油加熱至150-180攝氏度，通過循環油泵輸送至北石溝進風井口，經熱交換器加熱空氣，為井下提供熱風。電廠一期3台機組缸套冷卻水通過板式換熱器將軟化水加熱後，供北石溝及電廠采暖使用。電廠配備的餘熱利用係統，可以替代原北石溝熱風爐及常壓鍋爐，為井下提供高質量的熱風。

“這是一種減少環境汙染，保護礦工生命安全的技術，用好、用足就是煤礦的‘福氣’。”負責瓦斯抽采的晉煤集團沁水藍焰煤層氣公司西山項目部經理劉誌剛告訴記者。

目前，西山煤電集團在杜兒坪礦、馬蘭礦、東曲礦和屯蘭礦已建成瓦斯發電項目裝機16台，容量為29.1MW。西山發電項目全部用於礦井生產供電、供熱，在努力開發資源綜合利用的同時，實現了高碳行業的低碳發展。

變“廢”為“寶”——瓦斯還能引來歐元

“為什麼還要把瓦斯 ‘點天燈’?”在杜兒坪瓦斯發電站，記者注意到這裏還配備了處理能力為5000立方米/小時的火炬，多餘的瓦斯氣正雄雄地燃燒著。

“通過瓦斯發電，我們不僅引來了國際合作夥伴，還帶來了幾百萬歐元的減排基金!”周小兵介紹，煤層氣的主要成分甲烷是一種溫室氣體，其溫室效應是二氧化碳氣體的21倍，直接把甲烷排入大氣成為引起地球溫室效應不可忽視的因素。因此，減少煤層氣排放對全球溫室氣體減排有重要意義，而開發煤層氣CDM項目則是減少煤層氣排放的重要途徑。

CDM——清潔發展機製，這是個有些陌生的詞彙，全稱“CleanDevelopmentMechanism”。

其主要內容是發達國家通過提供資金與技術的方式，與發展中國家開展項目級的合作，通過項目所實現的溫室氣體減排，可以由發達國家締約方用於完成在 《京都議定書》第三條下的承諾。CDM的核心是允許發達國家和發展中國家進行基於投資項目的 “經證明的減排量(CER)”的轉讓與獲得。

對發展中國家而言，通過CDM一是能夠獲得正常商業渠道無法獲得的技術，二是增加獲得國際融資的可能性。煤層氣開發是實施CDM項目的重要領域。

這種合作模式開辟了國內瓦斯發電CDM合作的新途徑。事實證明，雙方合作是非常成功的。

2010年“能博會”期間，繼成功開發瓦斯發電項目後，西山煤電與英國辛迪克碳基金公司二度攜手，又簽訂了一係列風排瓦斯CDM項目。

中部風井風排瓦斯項目是西山煤電瓦斯治理減排的又一試點工程，同時也是全國煤炭企業的示範性工程。杜兒坪礦、屯蘭礦項目實施後，年氧化處理風排瓦斯整合CO2當量約22萬噸，預計每年實現銷售收入約1800萬元。

“2009年3月6日，我們的CDM項目通過聯合國核查機構審核成功。”周小兵介紹，截至2010年11月底，該電廠共產生了34萬噸CO2減排量。

今年6月14日，二期項目7台機組實現發電後，CDM項目將產生50萬噸CO2減排量，按一噸CO2減排量10歐元計算，可實現產值500萬歐元。

舉“一”反“三”——瓦斯還能幹什麼

瓦斯除了發電、出售碳減排量以外，還能做什麼?

煤泥幹燥、風排瓦斯利用、瓦斯鍋爐——這是目前西山煤電集團在瓦斯綜合利用方麵已進行的一係列可貴嚐試。

煤泥幹燥項目僅在屯蘭礦投入運行。屯蘭礦選煤廠每年的煤泥產量約18萬噸，具有很高的利用價值，但由於煤泥水分高和粘性大，致使煤泥濾餅外銷困難、售價較低，對煤礦經濟效益的提高造成一定影響。

屯蘭礦煤泥幹燥項目於2006月5月開工建設，2007年4月建成投產。煤泥幹燥項目可將壓濾機回收的煤泥濾餅處理成一定粒度，水分13%以下的產品，使之增值為商品煤，可單獨地銷或摻配其他煤種中外銷。

7月5日，記者在選煤廠壓濾車間西側的空地上看到，濕煤泥濾餅經刮板輸送機轉載後給至滾筒幹燥機，650℃熱風幹燥後的產品由密封刮板排料機轉載後進入中煤皮帶運輸機裝倉外運。在巨大的采用滾筒幹燥機和熱風爐的“聯手”下，每小時消耗純量瓦斯氣量達到780立方米。

據現場工作人員介紹，煤泥幹燥技術，具有可靠性高、維護量小、單機處理量大、幹燥成本低等優點。項目年處理煤泥約18萬噸，年產幹燥煤泥濾餅15.3萬噸，按照售價260元/噸計算，項目全部建成後年銷售收入近4000萬元。

為充分利用瓦斯，西山煤電集團公司引進新技術，計劃對杜兒坪、屯蘭等礦進行風排瓦斯利用。西山煤電集團公司已與辛迪克公司就風排瓦斯CDM合作達成合作意向，並簽署 《杜兒坪礦中部風井風排瓦斯清潔排放CDM項目合作協議》。

項目位於杜兒坪礦中部風井場地內，不新增工業用地。根據杜兒坪礦中部風井回風量12000立方米/分鍾，項目建設風排瓦斯處理能力為6600立方米/分鍾。利用的風排瓦斯由杜兒坪礦中部風井排風口提供，通過輸氣係統送至集裝箱氧化裝置的進氣端口，預計年消耗瓦斯折純量為1873萬立方米。

2010年，西山煤電集團和晉煤集團沁水藍焰煤層氣公司成立西山項目部，合作開發煤層氣項目。該項目開發區域主要位於屯蘭礦、馬蘭礦和東曲礦三個高瓦斯礦井。

2011年1月1日，位於屯蘭礦南五采區的六口煤層氣地麵抽采井成功運行。成功運行的六口煤層氣實驗井，充分利用了工程空白期，進行煤層氣排采，已取得了較好的抽采效果。

目前，該項目部已累計完鑽150口，累計40口井投運。今年年底前，將完成鑽井400口，投運200口，以及配套的壓縮站、機電架線、管道等基礎設施建設，力爭年底完成投資總額8億元，形成日產氣量50萬立方米、年累計產氣量1000萬立方米的規模。

該項目各階段目標實現後，除滿足太原市100萬戶家庭的燃氣使用外，還可作為出租車、大型卡車及部分工業用氣，這將對氣化山西、美化太原產生深遠而積極的影響。

小資料

1.西山礦區瓦斯湧出情況

近年來，隨著產量的遞增以及采掘活動向礦井深部的發展，西山礦區各礦瓦斯湧出量呈逐年上升趨勢，尤其是屯蘭礦南五采區2#煤層從突出預測指標超標和打鑽發生噴孔現象等因素來03manbetx ，具有突出危險性，礦井南部采區向西延伸均有可能升級為突出危險區，礦井也可能隨之升級為煤與瓦斯突出礦井。

2010年鑒定西山礦區生產礦井及基建礦井瓦斯絕對湧出總量為913.1立方米/分鍾，白家莊礦、西曲礦、鎮城底礦、斜溝礦為低瓦斯礦井，杜兒坪礦、西銘礦、官地礦、馬蘭礦、東曲礦、屯蘭礦為高瓦斯礦井，為目前適合抽采的礦井。2.西山煤層氣開發總體目標

到2015年，初步形成開發、利用相配套，民用燃氣、工業燃氣、煤層氣、瓦斯發電相結合，產業布局合理、經濟效益、社會效益、環境效益突出的產業格局。

地麵鑽井抽采利用總體目標：到2015年，施工地麵鑽井1700口以上，抽采煤層氣量14.63億立方米，建50公裏主管網從古交大川河李家舍經清徐縣直到太原供居民使用。

礦井抽采利用總體目標：“十二五”期間，礦井抽采瓦斯總量10.2557億立方米，瓦斯利用總量約4.7億立方米，2015年利用率達到61.65%，風排瓦斯利用量4566萬立方米。記者 齊作權 通訊員 張建懷