初次接觸“乏風(fēng)”這個(gè)名詞時(shí)，門(mén)外漢可能會(huì )覺(jué)得陌生，但當提到“瓦斯”時(shí)，大家便不覺(jué)得陌生了?！胺︼L(fēng)”就是煤礦通風(fēng)排出的廢氣，國家規定乏風(fēng)中甲烷濃度不得超過(guò)0.75%，通常乏風(fēng)中甲烷濃度為0.1~0.34%，這些濃度極低的甲烷利用曾是世界性難題，由于濃度低，利用技術(shù)難度大，全部排到大氣中。

       2015年5月始，煤礦乏風(fēng)從單純的排空到氧化發(fā)電累計上億度，潞安高河能源的全球最大的乏風(fēng)氧化項目一路狂奔，成為名副其實(shí)的領(lǐng)跑者。

 

醉翁之意不在酒

 

       大多數人只是知道乏風(fēng)氧化發(fā)電項目是一個(gè)發(fā)電項目，但是卻忽略了它的重要的戰略意義。

       乏風(fēng)是怎么產(chǎn)生的呢？在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，有很多的雜質(zhì)氣體在里面，其中最主要成分就是甲烷，煤礦開(kāi)采排放的甲烷占全球溫室氣體排放的8%，造成了極大地空氣污染和資源浪費。

       如何把它作為資源利用，進(jìn)行廢物回收？

       尋求溫室效應的解決方案，提供清潔的綠色能源，創(chuàng )造社會(huì )價(jià)值，這是一個(gè)“一箭三雕“的難事好事。

        “潞安高河的乏風(fēng)氧化發(fā)電項目是全球第一個(gè)工業(yè)化煤礦乏風(fēng)利用熱電聯(lián)供項目，目前是全球規模最大、瓦斯利用率最高，開(kāi)了極低濃度瓦斯發(fā)電先河，在煤礦廢氣的利用方面，它探索了一條可行的技術(shù)路線(xiàn)?！奔瘓F瓦斯研究院副院長(cháng)賈劍告訴記者。

       高河乏風(fēng)氧化發(fā)電項目創(chuàng )新性地融合了三項技術(shù)，第一項是乏風(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；第二項目是利用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；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。

       “我們每年乏風(fēng)浪費掉的甲烷量相當于西氣東輸一年的輸氣量，高河乏風(fēng)氧化項目對促進(jìn)煤礦瓦斯安全治理，合理利用煤層氣資源實(shí)在意義重大?！辟Z劍說(shuō)?！斑@個(gè)項目成功并網(wǎng)發(fā)電將實(shí)現溫室氣體減排140萬(wàn)噸/年，相當于替代標準煤6.8萬(wàn)噸/年，可謂經(jīng)濟效益和環(huán)保效益的雙豐收?！?/p>

       BOT合作模式在潞安首次應用可謂四兩撥千斤。

       BOT簡(jiǎn)單的說(shuō)就是建設、運營(yíng)、移交的意思，潞安和浙江億揚能源就是采取這種合作模式。由浙江億揚來(lái)投資，興建，運營(yíng)，最后要移交給潞安。浙江億揚能源公司投資3.2億，集團無(wú)償提供乏風(fēng)和抽采瓦斯?！斑@種方式對于集團來(lái)說(shuō)，資金壓力小，安全風(fēng)險小，基于當前煤炭行業(yè)市場(chǎng)不景氣，這是發(fā)展新型的高效的環(huán)保的產(chǎn)業(yè)的很好路子?！辟Z劍說(shuō)。

 

占盡天時(shí)地利人和

 

       良禽擇木而棲，乏風(fēng)氧化項目是怎么在高河能源上馬并健康運行呢？

       首先，源于高河能源對瓦斯治理 “探險”。

       高河礦井年產(chǎn)600萬(wàn)噸，瓦斯儲量達到86億立方米，每年乏風(fēng)排量為5800多萬(wàn)立方米，早在礦井建設初期，高河就成功引進(jìn)了澳大利亞YLD1000型大功率定向千米鉆機和德國液壓框架螺旋鉆機，并在井下進(jìn)行長(cháng)距離鉆孔鉆進(jìn)實(shí)驗，實(shí)現了區域預抽及區域防突。

       由于煤質(zhì)透氣性差，瓦斯吸附性強，瓦斯緊緊吸附在煤層里不肯出來(lái)。高河又率先承擔起了井下CO2預裂煤層增透技術(shù)的工業(yè)性試驗任務(wù)，經(jīng)過(guò)上百次的試驗，并取得了突破性進(jìn)展，贏(yíng)得了瓦斯抽采的主動(dòng)權。

       其次，源于對多項技術(shù)瓶頸的成功破解。

       高河瓦斯屬于較難抽放型，好不容易抽出來(lái)的瓦斯又由于濃度太低，不能直接用于乏風(fēng)氧化，乏風(fēng)氧化技術(shù)通常需要在甲烷濃度0.3%左右時(shí)才能自維持蓄熱，只有甲烷濃度高于0.4%才能有熱能輸出。      

       “礦井的風(fēng)排瓦斯濃度大概在0.3%到0.4%之間，濃度太低，沒(méi)法用，乏風(fēng)氧化，它需要的濃度是1.2%，所以我們必須經(jīng)過(guò)井下的乏風(fēng)帶著(zhù)地面瓦斯泵站抽出來(lái)的高濃度瓦斯進(jìn)行摻混以后，它才可以使用?！备吆幽茉赐L(fēng)部部長(cháng)曹學(xué)軍說(shuō)。

       高河中央地面瓦斯泵站抽出的瓦斯濃度在5%~15%，用于內燃機發(fā)電其利用效率較低，將其與乏風(fēng)摻混后可提高瓦斯的綜合利用效率，還避免了在爆炸濃度的瓦斯利用風(fēng)險。

       隨著(zhù)礦井采掘工作面的接替延伸，氣源也在向遠處延伸，這個(gè)項目不可能隨之搬遷，那么氣源的保障和遠距離氣源輸送就成了兩大障礙。

       從2015年5月開(kāi)始，項目發(fā)電負荷大概是它裝機容量50%左右，主要原因就是氣源不足。

       氣源從哪里來(lái)，采空區可不可以？采空區，含有大量的遺煤和圍巖涌出的瓦斯，氣量很大，于是，潞安和國家煤礦瓦斯治理中心進(jìn)行強強聯(lián)合，對采空區瓦斯進(jìn)行開(kāi)采和利用。

       今年伊始，采空區抽采已經(jīng)初露鋒芒，目前已經(jīng)進(jìn)入試抽采階段。

       在已密閉的采空區進(jìn)行抽采在集團并沒(méi)有先例，在采空區鉆孔施工危險源多，有害氣體突然涌出，積水突然流出，由于打鉆是往巖石中打，鉆頭在摩擦過(guò)程中容易產(chǎn)生火花等這些都給采空區瓦斯抽采帶來(lái)很大的困難。

       恢復供電、監控系統，對沿途的管路系統進(jìn)行緊固，優(yōu)化風(fēng)孔工藝，用短短20天時(shí)間成了三個(gè)直徑16米的風(fēng)孔，采空區抽采正在摸著(zhù)石頭過(guò)河。在采訪(fǎng)中，記者得知了在巖石上鉆孔并不是容易的。當1號孔施工到60米的時(shí)候，突然鉆不返水了，不返水就意味著(zhù)鉆是空轉了，打不進(jìn)去，也退不出來(lái)，這怎么辦呢？加大水壓，加班加點(diǎn)，盯在現場(chǎng)，經(jīng)過(guò)反復多次的前進(jìn)退出等才將問(wèn)題解決。

 

夢(mèng)想，照進(jìn)現實(shí)

 

       高河能源乏風(fēng)氧化項目打響了集團瓦斯抽采利用的第一槍?zhuān)瑥倪@開(kāi)始，潞安就開(kāi)始了對瓦斯全方位治理的不懈追求和探索，初步建立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。

      瓦斯濃度0.5~1.2%的乏風(fēng)氧化發(fā)電工程建成投運，高河能源乏風(fēng)氧化發(fā)電項目將實(shí)現發(fā)電裝機30MW、年發(fā)電2億度、年溫室氣體減排140萬(wàn)噸二氧化碳當量、替代標準煤6.8萬(wàn)噸。

      瓦斯濃度2.8~10%的低濃度瓦斯熱撬供暖系統工程于2016年5月在常村煤礦中試成功，將于2016年冬季投入供暖運行，該項目是全球第一個(gè)煤礦低濃度抽采瓦斯供熱項目。

      瓦斯濃度6~30%的低濃度瓦斯內燃機發(fā)電工程于2006年5月在五陽(yáng)煤礦建成投運，年累計發(fā)電量共計4258萬(wàn)度，溫室氣體減排32萬(wàn)噸/年二氧化碳當量、替代標準煤1.6萬(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進(jìn)行液化集輸處理工程于2016年3月在高河能源開(kāi)工建設，一期建設規模2萬(wàn)m3/d，年處理瓦斯730萬(wàn)m3，年增加經(jīng)濟收入1241萬(wàn)元。

       到2020年，潞安礦區煤層氣抽采總量達5億m3/a，利用量達2.5億m3/a，高河能源示范基地瓦斯利用率達70%以上。

 

責任編輯：孔靜