“瓦斯”，即煤層氣，是煤礦“第一殺手”，是一種具有強(qiáng)烈溫室效應(yīng)的有害氣體，但同時(shí)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(xiāng)北石溝地區(qū)，山坡上一座座抽采煤層氣的“磕頭機(jī)”正忙碌地工作著。這只是山西焦煤西山煤電公司煤層氣綜合利用的一個(gè)縮影。

煤層氣，就是俗稱的“瓦斯”。因?yàn)槌Ｅc煤炭伴生，并極易爆炸，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(shù)的不斷進(jìn)步，在屯蘭、馬蘭、東曲和杜兒坪礦區(qū)，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(fā)電

杜兒坪礦為年產(chǎn)500萬噸的大型煤礦，礦井瓦斯涌出量同樣可觀，平均每分鐘達(dá)到146立方米。

2006年5月，經(jīng)港洽會(huì)招商引資，西山煤電集團(tuán)公司根據(jù)礦抽采情況，在古交市邢家社鄉(xiāng)北石 溝 村 規(guī) 劃 裝 機(jī) 容 量 為12000KW、安裝7臺(tái)單機(jī)容量為1703KW的燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組。經(jīng)調(diào)研采用德國(guó)道依茨公司TCG2020V20型集裝箱體式發(fā)電機(jī)組，其中一期安裝3臺(tái)，二期安裝4臺(tái)，項(xiàng)目總投資約1.2億元。電廠一期工程于2006年5月立項(xiàng)，2007年6月土建工程開始動(dòng)工，3臺(tái)機(jī)組于2008年5月投入運(yùn)行。2011年6月14日，二期4臺(tái)機(jī)組也投入運(yùn)行。

瓦斯怎么能變成電?“第一殺手”怎樣能變成煤礦的“福氣”?

杜兒坪礦瓦斯發(fā)電廠廠長(zhǎng)周小兵在接受記者采訪時(shí)介紹，將瓦斯變?yōu)樵偕茉词紫刃枰V井瓦斯開采設(shè)備、礦井瓦斯預(yù)加工設(shè)備、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)及聯(lián)合熱電站。煤礦瓦斯大部分從通風(fēng)系統(tǒng)隨主風(fēng)機(jī)排出，瓦斯與風(fēng)混在一起，其甲烷含量一般都低于1%，很難直接用作燃料。我們通過一臺(tái)可調(diào)速的空氣壓縮機(jī)對(duì)瓦斯進(jìn)行壓縮，然后使瓦斯在通常的氣體內(nèi)燃機(jī)中進(jìn)行燃燒，內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能。在燃燒過程中內(nèi)燃機(jī)的熱量還被再次利用。輸入的燃料能量中41%轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?5%轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?/p>

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(zhǎng)度800米、直徑為600毫米的管路直接輸送至電廠，經(jīng)電廠兩套預(yù)處理裝置除水、除塵、加壓后提供給發(fā)電機(jī)組。瓦斯氣經(jīng)機(jī)組燃?xì)饣旌涎b置與空氣混合后，在汽缸內(nèi)爆燃做功，通過曲軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電機(jī)組6KV出線通過一臺(tái)16000KVA的干式變壓器升壓至35KV，通過線路送至北石溝35KV變電站，實(shí)現(xiàn)35KV上網(wǎng)。

杜兒坪瓦斯發(fā)電站投產(chǎn)后，可實(shí)現(xiàn)年供電約8000萬千瓦時(shí)，滿足2/3礦區(qū)的用電量。截至今年5月，該發(fā)電站已發(fā)電超過1.1億千瓦時(shí)。

此外，發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的高溫尾氣經(jīng)余熱鍋爐將導(dǎo)熱油加熱至150-180攝氏度，通過循環(huán)油泵輸送至北石溝進(jìn)風(fēng)井口，經(jīng)熱交換器加熱空氣，為井下提供熱風(fēng)。電廠一期3臺(tái)機(jī)組缸套冷卻水通過板式換熱器將軟化水加熱后，供北石溝及電廠采暖使用。電廠配備的余熱利用系統(tǒng)，可以替代原北石溝熱風(fēng)爐及常壓鍋爐，為井下提供高質(zhì)量的熱風(fēng)。

“這是一種減少環(huán)境污染，保護(hù)礦工生命安全的技術(shù)，用好、用足就是煤礦的‘福氣’。”負(fù)責(zé)瓦斯抽采的晉煤集團(tuán)沁水藍(lán)焰煤層氣公司西山項(xiàng)目部經(jīng)理劉志剛告訴記者。

目前，西山煤電集團(tuán)在杜兒坪礦、馬蘭礦、東曲礦和屯蘭礦已建成瓦斯發(fā)電項(xiàng)目裝機(jī)16臺(tái)，容量為29.1MW。西山發(fā)電項(xiàng)目全部用于礦井生產(chǎn)供電、供熱，在努力開發(fā)資源綜合利用的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了高碳行業(yè)的低碳發(fā)展。

變“廢”為“寶”——瓦斯還能引來歐元

“為什么還要把瓦斯 ‘點(diǎn)天燈’?”在杜兒坪瓦斯發(fā)電站，記者注意到這里還配備了處理能力為5000立方米/小時(shí)的火炬，多余的瓦斯氣正雄雄地燃燒著。

“通過瓦斯發(fā)電，我們不僅引來了國(guó)際合作伙伴，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(yīng)是二氧化碳?xì)怏w的21倍，直接把甲烷排入大氣成為引起地球溫室效應(yīng)不可忽視的因素。因此，減少煤層氣排放對(duì)全球溫室氣體減排有重要意義，而開發(fā)煤層氣CDM項(xiàng)目則是減少煤層氣排放的重要途徑。

CDM——清潔發(fā)展機(jī)制，這是個(gè)有些陌生的詞匯，全稱“CleanDevelopmentMechanism”。

其主要內(nèi)容是發(fā)達(dá)國(guó)家通過提供資金與技術(shù)的方式，與發(fā)展中國(guó)家開展項(xiàng)目級(jí)的合作，通過項(xiàng)目所實(shí)現(xiàn)的溫室氣體減排，可以由發(fā)達(dá)國(guó)家締約方用于完成在 《京都議定書》第三條下的承諾。CDM的核心是允許發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家進(jìn)行基于投資項(xiàng)目的 “經(jīng)證明的減排量(CER)”的轉(zhuǎn)讓與獲得。

對(duì)發(fā)展中國(guó)家而言，通過CDM一是能夠獲得正常商業(yè)渠道無法獲得的技術(shù)，二是增加獲得國(guó)際融資的可能性。煤層氣開發(fā)是實(shí)施CDM項(xiàng)目的重要領(lǐng)域。

這種合作模式開辟了國(guó)內(nèi)瓦斯發(fā)電CDM合作的新途徑。事實(shí)證明，雙方合作是非常成功的。

2010年“能博會(huì)”期間，繼成功開發(fā)瓦斯發(fā)電項(xiàng)目后，西山煤電與英國(guó)辛迪克碳基金公司二度攜手，又簽訂了一系列風(fēng)排瓦斯CDM項(xiàng)目。

中部風(fēng)井風(fēng)排瓦斯項(xiàng)目是西山煤電瓦斯治理減排的又一試點(diǎn)工程，同時(shí)也是全國(guó)煤炭企業(yè)的示范性工程。杜兒坪礦、屯蘭礦項(xiàng)目實(shí)施后，年氧化處理風(fēng)排瓦斯整合CO2當(dāng)量約22萬噸，預(yù)計(jì)每年實(shí)現(xiàn)銷售收入約1800萬元。

“2009年3月6日，我們的CDM項(xiàng)目通過聯(lián)合國(guó)核查機(jī)構(gòu)審核成功。”周小兵介紹，截至2010年11月底，該電廠共產(chǎn)生了34萬噸CO2減排量。

今年6月14日，二期項(xiàng)目7臺(tái)機(jī)組實(shí)現(xiàn)發(fā)電后，CDM項(xiàng)目將產(chǎn)生50萬噸CO2減排量，按一噸CO2減排量10歐元計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值500萬歐元。

舉“一”反“三”——瓦斯還能干什么

瓦斯除了發(fā)電、出售碳減排量以外，還能做什么?

煤泥干燥、風(fēng)排瓦斯利用、瓦斯鍋爐——這是目前西山煤電集團(tuán)在瓦斯綜合利用方面已進(jìn)行的一系列可貴嘗試。

煤泥干燥項(xiàng)目?jī)H在屯蘭礦投入運(yùn)行。屯蘭礦選煤廠每年的煤泥產(chǎn)量約18萬噸，具有很高的利用價(jià)值，但由于煤泥水分高和粘性大，致使煤泥濾餅外銷困難、售價(jià)較低，對(duì)煤礦經(jīng)濟(jì)效益的提高造成一定影響。

屯蘭礦煤泥干燥項(xiàng)目于2006月5月開工建設(shè)，2007年4月建成投產(chǎn)。煤泥干燥項(xiàng)目可將壓濾機(jī)回收的煤泥濾餅處理成一定粒度，水分13%以下的產(chǎn)品，使之增值為商品煤，可單獨(dú)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(cè)的空地上看到，濕煤泥濾餅經(jīng)刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)載后給至滾筒干燥機(jī)，650℃熱風(fēng)干燥后的產(chǎn)品由密封刮板排料機(jī)轉(zhuǎn)載后進(jìn)入中煤皮帶運(yùn)輸機(jī)裝倉(cāng)外運(yùn)。在巨大的采用滾筒干燥機(jī)和熱風(fēng)爐的“聯(lián)手”下，每小時(shí)消耗純量瓦斯氣量達(dá)到780立方米。

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作人員介紹，煤泥干燥技術(shù)，具有可靠性高、維護(hù)量小、單機(jī)處理量大、干燥成本低等優(yōu)點(diǎn)。項(xiàng)目年處理煤泥約18萬噸，年產(chǎn)干燥煤泥濾餅15.3萬噸，按照售價(jià)260元/噸計(jì)算，項(xiàng)目全部建成后年銷售收入近4000萬元。

為充分利用瓦斯，西山煤電集團(tuán)公司引進(jìn)新技術(shù)，計(jì)劃對(duì)杜兒坪、屯蘭等礦進(jìn)行風(fēng)排瓦斯利用。西山煤電集團(tuán)公司已與辛迪克公司就風(fēng)排瓦斯CDM合作達(dá)成合作意向，并簽署 《杜兒坪礦中部風(fēng)井風(fēng)排瓦斯清潔排放CDM項(xiàng)目合作協(xié)議》。

項(xiàng)目位于杜兒坪礦中部風(fēng)井場(chǎng)地內(nèi)，不新增工業(yè)用地。根據(jù)杜兒坪礦中部風(fēng)井回風(fēng)量12000立方米/分鐘，項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)排瓦斯處理能力為6600立方米/分鐘。利用的風(fēng)排瓦斯由杜兒坪礦中部風(fēng)井排風(fēng)口提供，通過輸氣系統(tǒng)送至集裝箱氧化裝置的進(jìn)氣端口，預(yù)計(jì)年消耗瓦斯折純量為1873萬立方米。

2010年，西山煤電集團(tuán)和晉煤集團(tuán)沁水藍(lán)焰煤層氣公司成立西山項(xiàng)目部，合作開發(fā)煤層氣項(xiàng)目。該項(xiàng)目開發(fā)區(qū)域主要位于屯蘭礦、馬蘭礦和東曲礦三個(gè)高瓦斯礦井。

2011年1月1日，位于屯蘭礦南五采區(qū)的六口煤層氣地面抽采井成功運(yùn)行。成功運(yùn)行的六口煤層氣實(shí)驗(yàn)井，充分利用了工程空白期，進(jìn)行煤層氣排采，已取得了較好的抽采效果。

目前，該項(xiàng)目部已累計(jì)完鉆150口，累計(jì)40口井投運(yùn)。今年年底前，將完成鉆井400口，投運(yùn)200口，以及配套的壓縮站、機(jī)電架線、管道等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，力爭(zhēng)年底完成投資總額8億元，形成日產(chǎn)氣量50萬立方米、年累計(jì)產(chǎn)氣量1000萬立方米的規(guī)模。

該項(xiàng)目各階段目標(biāo)實(shí)現(xiàn)后，除滿足太原市100萬戶家庭的燃?xì)馐褂猛?，還可作為出租車、大型卡車及部分工業(yè)用氣，這將對(duì)氣化山西、美化太原產(chǎn)生深遠(yuǎn)而積極的影響。

小資料

1.西山礦區(qū)瓦斯涌出情況

近年來，隨著產(chǎn)量的遞增以及采掘活動(dòng)向礦井深部的發(fā)展，西山礦區(qū)各礦瓦斯涌出量呈逐年上升趨勢(shì)，尤其是屯蘭礦南五采區(qū)2#煤層從突出預(yù)測(cè)指標(biāo)超標(biāo)和打鉆發(fā)生噴孔現(xiàn)象等因素來分析，具有突出危險(xiǎn)性，礦井南部采區(qū)向西延伸均有可能升級(jí)為突出危險(xiǎn)區(qū)，礦井也可能隨之升級(jí)為煤與瓦斯突出礦井。

2010年鑒定西山礦區(qū)生產(chǎn)礦井及基建礦井瓦斯絕對(duì)涌出總量為913.1立方米/分鐘，白家莊礦、西曲礦、鎮(zhèn)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(fā)總體目標(biāo)

到2015年，初步形成開發(fā)、利用相配套，民用燃?xì)?、工業(yè)燃?xì)狻⒚簩託?、瓦斯發(fā)電相結(jié)合，產(chǎn)業(yè)布局合理、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益突出的產(chǎn)業(yè)格局。

地面鉆井抽采利用總體目標(biāo)：到2015年，施工地面鉆井1700口以上，抽采煤層氣量14.63億立方米，建50公里主管網(wǎng)從古交大川河李家舍經(jīng)清徐縣直到太原供居民使用。

礦井抽采利用總體目標(biāo)：“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(dá)到61.65%，風(fēng)排瓦斯利用量4566萬立方米。記者 齊作權(quán) 通訊員 張建懷