节能环保系列报道之四：瓦斯利用 让“隐患”变“能源”

　　对于煤矿来说，瓦斯“猛于虎”。随着高瓦斯矿井的增多、瓦斯涌出量的增大，潞安矿区3-5年采掘范围内瓦斯含量和压力加大，集团在瓦斯抽采和治理方面面临的难度和压力也同步加大，如何更加科学有效地抽采、治理、利用瓦斯一直是集团研究的重要课题。近年来，集团将“以用促抽”作为瓦斯治理的重要驱动力，在瓦斯利用方面采取高端先进的技术工艺、实施科学可行的工程项目，取得重大突破和显著成效，使瓦斯由原来谈虎变色的安全隐患，变为现在效益可观的新型能源。

瓦斯发电 瓦斯利用的“领跑者”

　　2015年5月，集团在高河能源建设的全球最大的乏风氧化发电项目从单纯的排空到氧化发电，实现了稳定运行，累计发电上亿度，成为瓦斯利用名副其实的“领跑者”。

　　乏风就是煤矿通风排出的废气。在煤矿开采过程中，有很多杂质气体在里面，其中最重要的成分就是甲烷，煤矿开采排放的甲烷占到全球温室气体排放的8%，造成极大的空气污染和资源浪费。

　　高河煤矿乏风氧化发电项目就是将大量矿井乏风中的瓦斯，经过氧化，使其转化为低温室效应的二氧化碳，并对产生的热量进行利用。该项目创新性地融合了三项技术，一是乏风的收集、输送和掺混技术，在确保煤矿通风、抽采系统安全运行同时，合理控制瓦斯浓度流量，实现稳定发电；二是利用12台高温蓄热式氧化装置，简称RTO，对乏风中的甲烷进行热氧化，摧毁甲烷的同时释放出大量的热，为发电提供热源；第三项是余热发电技术，乏风经过蓄热式氧化处理之后，它的温度可以达到954℃，这种高效的热气可以用来发电，同时它余热产生尾气的温度也能达到150℃，可以用于供暖、洗澡水以及工业化的煤泥烘干等。项目并网发电后，年供电能力达2亿千瓦时，可实现年处理乏风量94亿立方米，实现碳减排140万。

　　高河乏风氧化发电项目副总经理赵卫军告诉记者，“截止5月30日，乏风氧化发电厂项目今年安全平稳运行150天，上网电量完成了2666万千瓦时，瓦斯利用量达到1667万标立方米，根据瓦斯量的供应情况，适当调整了RTO运行，全年维持5到6台RTO运行，瓦斯利用率达到87%以上。”

瓦斯供热 瓦斯利用的“探路者”

　　高河乏风氧化发电项目已经稳定运行两年，如果说它是瓦斯利用的“领跑者”，那么，常村矿中央泵站低浓度瓦斯热源撬项目现在还在试验摸索当中，好比“探路者”。

　　目前，常村矿正处于上下水平的过渡时期，瓦斯赋存规律差异性较大，地面瓦斯泵站抽采系统的浓度处在5到8之间，多年来，一直没有寻找到适合这种浓度的利用技术。2016年4月，在集团瓦斯研究院的支持下，常村矿开始接触热源撬项目，并与北京一家公司就共同开展中期试验签定了技术开发合同。

　　热源撬与乏风氧化利用项目一样，也是将瓦斯进行氧化反应，产生热量。常村矿抽采科科长魏士平向记者介绍了这个项目的大致原理：“就是从低赋压系统引出一个供气管路，这条管路经过安全设施后，供到热源撬装置内部进行氧化反应，氧化反应之后温度达到1300℃，通过介质水把热量取走，最终送到地面的换热器，将热量全部进行交换。目前从热源撬内部出来的水温将近65℃左右，最终交换到40-42℃左右，整体是一个闭合的流程。”

　　项目从2016年4月项目签订协议后，年底中试试验管网建成，今年1月开始进行进行中期试验，虽然还处于中试，但是项目的安全效益、经济效益和社会效益已经显露。截止到目前，项目日均消耗瓦斯3000立方，产生热水230方，主要供职工洗浴使用。而行业内最关注的“产生这种烟气的温度，是否会产生多氧化碳化合物”，常村矿抽采科科长魏士平解释说：“由于热源撬内部温度控制在1300℃以下，所以在内部氧化反应的过程中，是不会产生多氧化氮化合物，而且烟气排放的温度大概在70℃左右，也是远低于会产生多氧化氮化合物的温度。”通过大量的前期和中期试验也证明，热源撬项目非常适合相对低浓度瓦斯利用，不但在全省乃至在全国都是第一次投入使用，也是第一次在现场进行实施。如果中试成功，下一步常村矿还计划做一个大容量的，日均消耗瓦斯14000立方，每天产生热水量预计能达到900吨。

　　潞安对于瓦斯全方位利用的不懈追求和探索一直没有停止，高河乏风氧化发电项目作为瓦斯利用道路上的先行者，已经领跑在前，常村矿中央泵站低浓度瓦斯热源撬项目也开启了一扇瓦斯利用的新大门，通过这些示范工程的顺利实施，集团已初步建立起了从极低浓度瓦斯到高浓瓦斯全方位综合利用的技术体系和示范工程。

　　数字看变化：瓦斯浓度6-30%的低浓度瓦斯内燃机发电工程于2014年1月在五阳矿建成投运，每年累计发电量共计1100万千瓦时，减排温室气体8万吨二氧化碳当量，替代标准煤0.4万吨。瓦斯浓度30%以上的抽采瓦斯和地面煤层气抽采的高浓度瓦斯集输液化中心处理站工程于2016年5月在高河能源开工建设，一期建设规模2万立方米/天，年处理瓦斯730万立方米，建成后将形成潞安乏风利用、低浓度瓦斯发电、中高浓度瓦斯提纯压缩或液化的阶梯利用模式。到2020年，潞安矿区煤层气抽采总量达5亿立方米/年，利用量达2.5亿立方米/年。

（文/图 丽娟 张博）

责任编辑：王敏