對于煤礦來(lái)說(shuō)，瓦斯“猛于虎”。隨著(zhù)高瓦斯礦井的增多、瓦斯涌出量的增大，潞安礦區3-5年采掘范圍內瓦斯含量和壓力加大，集團在瓦斯抽采和治理方面面臨的難度和壓力也同步加大，如何更加科學(xué)有效地抽采、治理、利用瓦斯一直是集團研究的重要課題。近年來(lái)，集團將“以用促抽”作為瓦斯治理的重要驅動(dòng)力，在瓦斯利用方面采取高端先進(jìn)的技術(shù)工藝、實(shí)施科學(xué)可行的工程項目，取得重大突破和顯著(zhù)成效，使瓦斯由原來(lái)談虎變色的安全隱患，變?yōu)楝F在效益可觀(guān)的新型能源。

瓦斯發(fā)電 瓦斯利用的“領(lǐng)跑者”

　　2015年5月，集團在高河能源建設的全球最大的乏風(fēng)氧化發(fā)電項目從單純的排空到氧化發(fā)電，實(shí)現了穩定運行，累計發(fā)電上億度，成為瓦斯利用名副其實(shí)的“領(lǐng)跑者”。

　　乏風(fēng)就是煤礦通風(fēng)排出的廢氣。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，有很多雜質(zhì)氣體在里面，其中最重要的成分就是甲烷，煤礦開(kāi)采排放的甲烷占到全球溫室氣體排放的8%，造成極大的空氣污染和資源浪費。

　　高河煤礦乏風(fēng)氧化發(fā)電項目就是將大量礦井乏風(fēng)中的瓦斯，經(jīng)過(guò)氧化，使其轉化為低溫室效應的二氧化碳，并對產(chǎn)生的熱量進(jìn)行利用。該項目創(chuàng )新性地融合了三項技術(shù)，一是乏風(fēng)的收集、輸送和摻混技術(shù)，在確保煤礦通風(fēng)、抽采系統安全運行同時(shí)，合理控制瓦斯濃度流量，實(shí)現穩定發(fā)電；二是利用12臺高溫蓄熱式氧化裝置，簡(jiǎn)稱(chēng)RTO，對乏風(fēng)中的甲烷進(jìn)行熱氧化，摧毀甲烷的同時(shí)釋放出大量的熱，為發(fā)電提供熱源；第三項是余熱發(fā)電技術(shù)，乏風(fēng)經(jīng)過(guò)蓄熱式氧化處理之后，它的溫度可以達到954℃，這種高效的熱氣可以用來(lái)發(fā)電，同時(shí)它余熱產(chǎn)生尾氣的溫度也能達到150℃，可以用于供暖、洗澡水以及工業(yè)化的煤泥烘干等。項目并網(wǎng)發(fā)電后，年供電能力達2億千瓦時(shí)，可實(shí)現年處理乏風(fēng)量94億立方米，實(shí)現碳減排140萬(wàn)。

　　高河乏風(fēng)氧化發(fā)電項目副總經(jīng)理趙衛軍告訴記者，“截止5月30日，乏風(fēng)氧化發(fā)電廠(chǎng)項目今年安全平穩運行150天，上網(wǎng)電量完成了2666萬(wàn)千瓦時(shí)，瓦斯利用量達到1667萬(wàn)標立方米，根據瓦斯量的供應情況，適當調整了RTO運行，全年維持5到6臺RTO運行，瓦斯利用率達到87%以上?！?/p>

瓦斯供熱 瓦斯利用的“探路者”

　　高河乏風(fēng)氧化發(fā)電項目已經(jīng)穩定運行兩年，如果說(shuō)它是瓦斯利用的“領(lǐng)跑者”，那么，常村礦中央泵站低濃度瓦斯熱源撬項目現在還在試驗摸索當中，好比“探路者”。

　　目前，常村礦正處于上下水平的過(guò)渡時(shí)期，瓦斯賦存規律差異性較大，地面瓦斯泵站抽采系統的濃度處在5到8之間，多年來(lái)，一直沒(méi)有尋找到適合這種濃度的利用技術(shù)。2016年4月，在集團瓦斯研究院的支持下，常村礦開(kāi)始接觸熱源撬項目，并與北京一家公司就共同開(kāi)展中期試驗簽定了技術(shù)開(kāi)發(fā)合同。

　　熱源撬與乏風(fēng)氧化利用項目一樣，也是將瓦斯進(jìn)行氧化反應，產(chǎn)生熱量。常村礦抽采科科長(cháng)魏士平向記者介紹了這個(gè)項目的大致原理：“就是從低賦壓系統引出一個(gè)供氣管路，這條管路經(jīng)過(guò)安全設施后，供到熱源撬裝置內部進(jìn)行氧化反應，氧化反應之后溫度達到1300℃，通過(guò)介質(zhì)水把熱量取走，最終送到地面的換熱器，將熱量全部進(jìn)行交換。目前從熱源撬內部出來(lái)的水溫將近65℃左右，最終交換到40-42℃左右，整體是一個(gè)閉合的流程?！?/p>

　　項目從2016年4月項目簽訂協(xié)議后，年底中試試驗管網(wǎng)建成，今年1月開(kāi)始進(jìn)行進(jìn)行中期試驗，雖然還處于中試，但是項目的安全效益、經(jīng)濟效益和社會(huì )效益已經(jīng)顯露。截止到目前，項目日均消耗瓦斯3000立方，產(chǎn)生熱水230方，主要供職工洗浴使用。而行業(yè)內最關(guān)注的“產(chǎn)生這種煙氣的溫度，是否會(huì )產(chǎn)生多氧化碳化合物”，常村礦抽采科科長(cháng)魏士平解釋說(shuō)：“由于熱源撬內部溫度控制在1300℃以下，所以在內部氧化反應的過(guò)程中，是不會(huì )產(chǎn)生多氧化氮化合物，而且煙氣排放的溫度大概在70℃左右，也是遠低于會(huì )產(chǎn)生多氧化氮化合物的溫度?！蓖ㄟ^(guò)大量的前期和中期試驗也證明，熱源撬項目非常適合相對低濃度瓦斯利用，不但在全省乃至在全國都是第一次投入使用，也是第一次在現場(chǎng)進(jìn)行實(shí)施。如果中試成功，下一步常村礦還計劃做一個(gè)大容量的，日均消耗瓦斯14000立方，每天產(chǎn)生熱水量預計能達到900噸。

　　潞安對于瓦斯全方位利用的不懈追求和探索一直沒(méi)有停止，高河乏風(fēng)氧化發(fā)電項目作為瓦斯利用道路上的先行者，已經(jīng)領(lǐng)跑在前，常村礦中央泵站低濃度瓦斯熱源撬項目也開(kāi)啟了一扇瓦斯利用的新大門(mén)，通過(guò)這些示范工程的順利實(shí)施，集團已初步建立起了從極低濃度瓦斯到高濃瓦斯全方位綜合利用的技術(shù)體系和示范工程。

　　數字看變化：瓦斯濃度6-30%的低濃度瓦斯內燃機發(fā)電工程于2014年1月在五陽(yáng)礦建成投運，每年累計發(fā)電量共計1100萬(wàn)千瓦時(shí)，減排溫室氣體8萬(wàn)噸二氧化碳當量，替代標準煤0.4萬(wàn)噸。瓦斯濃度30%以上的抽采瓦斯和地面煤層氣抽采的高濃度瓦斯集輸液化中心處理站工程于2016年5月在高河能源開(kāi)工建設，一期建設規模2萬(wàn)立方米/天，年處理瓦斯730萬(wàn)立方米，建成后將形成潞安乏風(fēng)利用、低濃度瓦斯發(fā)電、中高濃度瓦斯提純壓縮或液化的階梯利用模式。到2020年，潞安礦區煤層氣抽采總量達5億立方米/年，利用量達2.5億立方米/年。

（文/圖 麗娟 張博）

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