“煤矿第一杀手”瓦斯怎样变身成“能源新贵”

“瓦斯”，即煤层气，是煤矿“第一杀手”，是一种具有强烈温室效应的有害气体，但同时也是一种更清洁、高效、安全的新型能源——

7月，古交市邢家社乡北石沟地区，山坡上一座座抽采煤层气的“磕头机”正忙碌地工作着。这只是山西焦煤西山煤电公司煤层气综合利用的一个缩影。

煤层气，就是俗称的“瓦斯”。因为常与煤炭伴生，并极易爆炸，煤层气一直被视为是煤矿安全的“第一杀手”。如今，随着抽采和利用煤层气技术的不断进步，在屯兰、马兰、东曲和杜儿坪矿区，煤层气正作为“能源新贵”被广泛使用着。

“杀手”成“福气”——瓦斯这样来发电

杜儿坪矿为年产500万吨的大型煤矿，矿井瓦斯涌出量同样可观，平均每分钟达到146立方米。

2006年5月，经港洽会招商引资，西山煤电集团公司根据矿抽采情况，在古交市邢家社乡北石 沟 村 规 划 装 机 容 量 为12000KW、安装7台单机容量为1703KW的燃气轮发电机组。经调研采用德国道依茨公司TCG2020V20型集装箱体式发电机组，其中一期安装3台，二期安装4台，项目总投资约1.2亿元。电厂一期工程于2006年5月立项，2007年6月土建工程开始动工，3台机组于2008年5月投入运行。2011年6月14日，二期4台机组也投入运行。

瓦斯怎么能变成电？“第一杀手”怎样能变成煤矿的“福气”？

杜儿坪矿瓦斯发电厂厂长周小兵在接受记者采访时介绍，将瓦斯变为再生能源首先需要矿井瓦斯开采设备、矿井瓦斯预加工设备、燃气发动机及联合热电站。煤矿瓦斯大部分从通风系统随主风机排出，瓦斯与风混在一起，其甲烷含量一般都低于1％，很难直接用作燃料。我们通过一台可调速的空气压缩机对瓦斯进行压缩，然后使瓦斯在通常的气体内燃机中进行燃烧，内燃机带动发电机发出电能。在燃烧过程中内燃机的热量还被再次利用。输入的燃料能量中41%转变为电能，45%转变为热能。

7月6日，记者来到北石沟抽放站了解到，从井下抽出的瓦斯气通过长度800米、直径为600毫米的管路直接输送至电厂，经电厂两套预处理装置除水、除尘、加压后提供给发电机组。瓦斯气经机组燃气混合装置与空气混合后，在汽缸内爆燃做功，通过曲轴带动发电机发电，发电机组6KV出线通过一台16000KVA的干式变压器升压至35KV，通过线路送至北石沟35KV变电站，实现35KV上网。

杜儿坪瓦斯发电站投产后，可实现年供电约8000万千瓦时，满足2/3矿区的用电量。截至今年5月，该发电站已发电超过1.1亿千瓦时。

此外，发电机组产生的高温尾气经余热锅炉将导热油加热至150-180摄氏度，通过循环油泵输送至北石沟进风井口，经热交换器加热空气，为井下提供热风。电厂一期3台机组缸套冷却水通过板式换热器将软化水加热后，供北石沟及电厂采暖使用。电厂配备的余热利用系统，可以替代原北石沟热风炉及常压锅炉，为井下提供高质量的热风。

“这是一种减少环境污染，保护矿工生命安全的技术，用好、用足就是煤矿的‘福气’。”负责瓦斯抽采的晋煤集团沁水蓝焰煤层气公司西山项目部经理刘志刚告诉记者。

目前，西山煤电集团在杜儿坪矿、马兰矿、东曲矿和屯兰矿已建成瓦斯发电项目装机16台，容量为29.1MW。西山发电项目全部用于矿井生产供电、供热，在努力开发资源综合利用的同时，实现了高碳行业的低碳发展。
 
  变“废”为“宝”——瓦斯还能引来欧元

“为什么还要把瓦斯 ‘点天灯’？”在杜儿坪瓦斯发电站，记者注意到这里还配备了处理能力为5000立方米/小时的火炬，多余的瓦斯气正雄雄地燃烧着。

“通过瓦斯发电，我们不仅引来了国际合作伙伴，还带来了几百万欧元的减排基金！”周小兵介绍，煤层气的主要成分甲烷是一种温室气体，其温室效应是二氧化碳气体的21倍，直接把甲烷排入大气成为引起地球温室效应不可忽视的因素。因此，减少煤层气排放对全球温室气体减排有重要意义，而开发煤层气CDM项目则是减少煤层气排放的重要途径。

CDM——清洁发展机制，这是个有些陌生的词汇，全称“CleanDevelopmentMechanism”。

其主要内容是发达国家通过提供资金与技术的方式，与发展中国家开展项目级的合作，通过项目所实现的温室气体减排，可以由发达国家缔约方用于完成在 《京都议定书》第三条下的承诺。CDM的核心是允许发达国家和发展中国家进行基于投资项目的 “经证明的减排量（CER）”的转让与获得。

对发展中国家而言，通过CDM一是能够获得正常商业渠道无法获得的技术，二是增加获得国际融资的可能性。煤层气开发是实施CDM项目的重要领域。

这种合作模式开辟了国内瓦斯发电CDM合作的新途径。事实证明，双方合作是非常成功的。

2010年“能博会”期间，继成功开发瓦斯发电项目后，西山煤电与英国辛迪克碳基金公司二度携手，又签订了一系列风排瓦斯CDM项目。

中部风井风排瓦斯项目是西山煤电瓦斯治理减排的又一试点工程，同时也是全国煤炭企业的示范性工程。杜儿坪矿、屯兰矿项目实施后，年氧化处理风排瓦斯整合CO2当量约22万吨，预计每年实现销售收入约1800万元。

“2009年3月6日，我们的CDM项目通过联合国核查机构审核成功。”周小兵介绍，截至2010年11月底，该电厂共产生了34万吨CO2减排量。

今年6月14日，二期项目7台机组实现发电后，CDM项目将产生50万吨CO2减排量，按一吨CO2减排量10欧元计算，可实现产值500万欧元。
  举“一”反“三”——瓦斯还能干什么

瓦斯除了发电、出售碳减排量以外，还能做什么？

煤泥干燥、风排瓦斯利用、瓦斯锅炉——这是目前西山煤电集团在瓦斯综合利用方面已进行的一系列可贵尝试。

煤泥干燥项目仅在屯兰矿投入运行。屯兰矿选煤厂每年的煤泥产量约18万吨，具有很高的利用价值，但由于煤泥水分高和粘性大，致使煤泥滤饼外销困难、售价较低，对煤矿经济效益的提高造成一定影响。

屯兰矿煤泥干燥项目于2006月5月开工建设，2007年4月建成投产。煤泥干燥项目可将压滤机回收的煤泥滤饼处理成一定粒度，水分13%以下的产品，使之增值为商品煤，可单独地销或掺配其他煤种中外销。

7月5日，记者在选煤厂压滤车间西侧的空地上看到，湿煤泥滤饼经刮板输送机转载后给至滚筒干燥机，650℃热风干燥后的产品由密封刮板排料机转载后进入中煤皮带运输机装仓外运。在巨大的采用滚筒干燥机和热风炉的“联手”下，每小时消耗纯量瓦斯气量达到780立方米。

据现场工作人员介绍，煤泥干燥技术，具有可靠性高、维护量小、单机处理量大、干燥成本低等优点。项目年处理煤泥约18万吨，年产干燥煤泥滤饼15.3万吨，按照售价260元/吨计算，项目全部建成后年销售收入近4000万元。

为充分利用瓦斯，西山煤电集团公司引进新技术，计划对杜儿坪、屯兰等矿进行风排瓦斯利用。西山煤电集团公司已与辛迪克公司就风排瓦斯CDM合作达成合作意向，并签署 《杜儿坪矿中部风井风排瓦斯清洁排放CDM项目合作协议》。

项目位于杜儿坪矿中部风井场地内，不新增工业用地。根据杜儿坪矿中部风井回风量12000立方米/分钟，项目建设风排瓦斯处理能力为6600立方米/分钟。利用的风排瓦斯由杜儿坪矿中部风井排风口提供，通过输气系统送至集装箱氧化装置的进气端口，预计年消耗瓦斯折纯量为1873万立方米。

2010年，西山煤电集团和晋煤集团沁水蓝焰煤层气公司成立西山项目部，合作开发煤层气项目。该项目开发区域主要位于屯兰矿、马兰矿和东曲矿三个高瓦斯矿井。

2011年1月1日，位于屯兰矿南五采区的六口煤层气地面抽采井成功运行。成功运行的六口煤层气实验井，充分利用了工程空白期，进行煤层气排采，已取得了较好的抽采效果。

目前，该项目部已累计完钻150口，累计40口井投运。今年年底前，将完成钻井400口，投运200口，以及配套的压缩站、机电架线、管道等基础设施建设，力争年底完成投资总额8亿元，形成日产气量50万立方米、年累计产气量1000万立方米的规模。

该项目各阶段目标实现后，除满足太原市100万户家庭的燃气使用外，还可作为出租车、大型卡车及部分工业用气，这将对气化山西、美化太原产生深远而积极的影响。小资料

1.西山矿区瓦斯涌出情况

近年来，随着产量的递增以及采掘活动向矿井深部的发展，西山矿区各矿瓦斯涌出量呈逐年上升趋势，尤其是屯兰矿南五采区2#煤层从突出预测指标超标和打钻发生喷孔现象等因素来分析，具有突出危险性，矿井南部采区向西延伸均有可能升级为突出危险区，矿井也可能随之升级为煤与瓦斯突出矿井。

2010年鉴定西山矿区生产矿井及基建矿井瓦斯绝对涌出总量为913.1立方米/分钟，白家庄矿、西曲矿、镇城底矿、斜沟矿为低瓦斯矿井，杜儿坪矿、西铭矿、官地矿、马兰矿、东曲矿、屯兰矿为高瓦斯矿井，为目前适合抽采的矿井。2.西山煤层气开发总体目标

到2015年，初步形成开发、利用相配套，民用燃气、工业燃气、煤层气、瓦斯发电相结合，产业布局合理、经济效益、社会效益、环境效益突出的产业格局。

地面钻井抽采利用总体目标：到2015年，施工地面钻井1700口以上，抽采煤层气量14.63亿立方米，建50公里主管网从古交大川河李家舍经清徐县直到太原供居民使用。

矿井抽采利用总体目标：“十二五”期间，矿井抽采瓦斯总量10.2557亿立方米，瓦斯利用总量约4.7亿立方米，2015年利用率达到61.65%，风排瓦斯利用量4566万立方米。