瓦斯利用调研报告2012

瓦斯综合利用项目调研报告

为加快瓦斯利用项目的发展，有效减少瓦斯灾害，变害为宝综合利用。按照集团公司部署，瓦斯利用分公司会同安全开采总院对全国部分煤矿瓦斯综合利用情况进行了调研，现将调研结果汇报如下：

一、瓦斯综合利用现状

（一）沈阳煤业集团

沈阳煤业集团瓦斯综合利用项目自2005年开始启动，民用燃气和瓦斯发电分别由民用燃气公司、瓦斯综合利用筹备处管理。

目前，沈阳煤业集团有民用燃气4.6万户，利用浓度30%以上瓦斯资源；瓦斯发电利用浓度12～30%瓦斯资源，选用山东胜动集团生产的500GF1-3RW型低浓度瓦斯发电机组。装机总数为50台，装机总容量2.5万kw,建站投资总额11134万元。筹备处年计划发电量5000万度，该集团对瓦斯利用设备采用3年快速折旧的方法，每发一度电成本0.25元，发电机组开机率在50%左右，年利润1100万元。

（二）阜新矿区

阜新矿区以地面钻井煤层气开采（CBM）、矿井煤层气抽放（CMM）为标志的煤层气开发利用工程实现产业化，居全国前列。主要在民用燃气、瓦斯发电、汽车燃料、工业生产使用，剩余部分压缩外卖。

截止2009年9月，民用燃气达8万户；瓦斯发电规模2.45万kw,年发电7000万kwh；地面钻井煤层气由红地勘公司运营，各钻井全面并网，气体被加压至20mpa,用做汽车燃料，每天用气约1×104m3；工业用气方面，

市氟化学总厂及玻璃厂每天用气2.34×104m3；每天剩余6.78×104m3纯煤层气，装入撬车销往外地。经物价部门核准，每m3纯煤层气1.4元，经济效益可观。

（三）潞安煤业集团余吾煤矿

潞安煤业集团瓦斯利用主要在低浓瓦斯发电方面，装机规模1.2 kw,矿方负责瓦斯电站建设，气源供应，设备厂家负责生产，日常维护，每度电提取0.27元。目前，年发电量达2500万kWh。

（四）晋城煤业集团

晋城煤层气开发利用是国内最大规模、最早实现煤层气产业化开发的集团，并获得重大进展。目前,全公司在地面要形成3000口左右的煤层气压裂井，在生产煤层气井约1000口，井上井下实现年产气10亿m3的产气能力，年利润5亿元左右。

晋城煤业集团有煤、气电、化四个支柱产业，煤层气产业由集团下属的煤层气产业局管理，该局下设五个分公司。其蓝焰煤层气公司主要负责地面压裂井抽采原始煤层瓦斯，压裂井最高产气量3000m3/h纯量，服务年限15年左右，最低不少于5年。一口压裂井造价约250万元，压裂半径150m，压力200mPa。

在煤层气开采规模上，无论是地面煤层气抽采，还是井下瓦斯抽放，均形成了规模化。截止2009年9月，该集团公司在抽钻井939口，其他井正在试采、安装调试或压裂。目前，地面抽采井日产气量150万立方米以上，日压缩能力74万m3（CNG），日液化能力30万立方米（LNG）。

在煤层气利用方面，已广泛用于发电、民用燃气与采暖、汽车燃料、工业燃料等领域。其中，12万千瓦寺河煤层气发电厂项目，成功获得亚洲开发银行贷款。该项目总投资87471万元，采用联合循环发电方式，60台单机容量为1.8MW的燃气发电机组，配备12台余热锅炉和四台3MW 蒸汽轮机，年发电8.4亿kWh，年耗纯瓦斯1.84亿m3。

（五）陕西彬长矿业集团

陕西彬长矿业集团瓦斯综合利用主要在瓦斯发电方面取得了长足进步。

一是低浓度瓦斯发电形成产业集群。投资32432万元相继在大佛寺、胡家河、小庄、文家坡等矿井配套建设装机容量5万千瓦的低浓度瓦斯发电厂，年发电能力10000万kWh。

二是矿井通风瓦斯利用实现重大突破。全国煤矿通风瓦斯（主扇通风抽放瓦斯）占矿井生产瓦斯总排放量的90%。每年有150亿立方米以上的甲烷通过通风瓦斯直接排空。目前，世界上仅有澳大利亚成功利用矿井通风瓦斯发电，我国在这一领域尚属空白。彬长集团拟投资8459万元在大佛寺矿井建设通风瓦斯发电实验项目，2009年7月其工业性实验已完成。通过安装10台6万m3/h氧化装置，将乏风和抽放瓦斯混合达1%浓度以下，形成氧化发热产生3000C以上蒸汽。

（六）重煤集团天府矿业公司

重庆煤业集团有着丰富的瓦斯资源，各矿井瓦斯抽采系统完善，高、低浓瓦斯做到了分开抽采。该矿区实现了天然气-瓦斯并网，当气源紧张时，用天然气作为民用气源的补充。现有民用瓦斯气用户3万户，低浓瓦斯发电

装机58台，计3万kW，年发电量6000kWh。

（七）铁法集团

铁法煤业集团煤层气利用项目于2003年12月启动，2008年煤层气销售量为9613万立方，全年完成任务产值8346万元，实现利润2125万元。目前浓度大于30%的煤层气利用率已超过92%，且80%以上售往矿区以外。

瓦斯综合利用在发电、民用及长距输送三个方面：

1、瓦斯发电

目前，铁煤集团瓦斯发电装机规模为17×500kW，低浓瓦斯采用细水雾输送方式，分布在6 个站区，发电站之间无管线联接，情况与谢一低浓机组生产方式基本一致。

2009年1～8月份共发电4.6万kWh，功率在400kW左右，开机率约50%。

2、长距离输送

铁煤集团高浓度瓦斯（30%以上）瓦斯长距离有两条，一是输送到法库陶瓷城，长度为约为80km；二是经铁岭～开原～清河，长度为79km。管道直径为DN300，采用中高压输送，材质为螺旋焊管，管线经过各利用网点，释放后供居民、工业使用。

3．民用

铁煤集团目前拥有燃气用户15.1万户，其中局内用户为4.2万户。因东北在冬季气温较低，长输管线埋深最低在1.5-2米左右，庭院在1.4m以下，用户灶前压力为0.8～5kPa，煤气表有3种形式：1、卡式表。2、红外线表。

3、皮膜表。局内燃气价格为0.75元/m3。

二、集团公司瓦斯利用存在问题

通过调研，深感发展瓦斯利用项目意义重大，有利于矿井安全、能源开发、生态环境，有利于煤层气的开发利用，是国家支持的新能源利用产业。同时，通过比较发现集团公司瓦斯利用存在不少问题，亟待解决。

（一）瓦斯发电装机规模小

淮南矿业集团瓦斯发电于2002年6月启动，目前，装机规模为22232kW，与晋城等煤业集团比较，相差较大。特别是低浓度瓦斯发电项目，自2005年12月，集团公司谢一矿世界第一座低浓瓦斯发电站投产以来，全国现已增加近500MW，而集团公司仍维持在3000 kW，远远落后于瓦斯发电迅猛发展的步伐。

（二）应用范围窄

近年来，淮南矿业集团瓦斯利用只局限于民用燃气、瓦斯发电，现全国各地瓦斯利用已扩展到汽车燃料、工业生产、化工原料等各个领域。

（三）新技术应用滞后

关于瓦斯资源的开发、利用的先进技术，如地面钻井压裂、瓦斯提纯压缩、液化等技术，在阜新、晋城等广泛运用，并已取得了可观的经济效益。矿井通风瓦斯利用技术工业实验已经完成，淮南矿业集团瓦斯利用尚没有引进、实验。

三、建议

（一）更新瓦斯利用的理念，推行瓦斯利用产业化。

淮南矿区瓦斯赋存丰富，—2000米以浅约5928亿m3，只有将瓦斯利用提高到产业发展的水平，才能带动煤炭井下开采时瓦斯治理程度的提高。

产业化也是符合国家煤层气资源开发利用的政策。

（二）扩大低浓瓦斯发电规模

根据集团公司安全开采总院提供资料，甲烷浓度在10～30%的低浓瓦斯约占整个瓦斯抽采量的50%，现除谢一矿谢一井得到利用以外，其他矿井都直接排空，造成了环境污染和资源浪费，每年预计万m3。

从全国低浓瓦斯发电实践得到证明，低浓瓦斯发电安全可靠、运行稳定，且低浓瓦斯发电的标准很快将会颁布。现急需根据各矿井瓦斯资源情况，低浓瓦斯发电项目尽快建设、投入运行。

（三）运用煤层气压裂井技术，抽采高浓度瓦斯资源

气源问题一直是制约瓦斯利用发展的关键因素，晋城煤业集团探索出了运用地面钻井压裂井技术，抽采高浓度瓦斯资源的路子，淮南矿业集团需引进该技术，试验地面钻井压裂抽采技术。

（四）运用变压吸附技术，将矿井30%瓦斯经过提纯、压缩，用作汽车燃料或用撬车外运周遍城市销售。

（五）关注乏风利用项目进展，适时建设。利用乏风的余热为矿区供暖、制冷。

（六）高、低浓瓦斯抽采各自成独立系统，高浓度用作民用燃气、发电、提纯销售，低浓度用作发电，调配乏风利用气源，提高瓦斯可利用率。

（七）实现区域性联网，按照“分区抽采，集中利用”的原则。

在现有望-新-谢、潘集地区联网管线的基础上，进一步完善系统，潘集地区实现与潘北矿、朱集矿、潘一东矿瓦斯抽采系统联网。建设顾桥中央区、桥南区、顾北矿、丁集矿瓦斯管线联网项目。

（八）实现瓦斯气与天然气并网

谢家集、八公山地区瓦斯利用民用燃气工程现有已建成1万M3储气罐1座及3万M3储气罐4座，燃气储配能力可达供应十万户用气规模，已有用户3.9万余户，到2012年将增加至7万户。

目前，谢家集、八公山地区居民生活燃气由新庄孜矿、谢一矿谢一井供应。为实现矿际间瓦斯资源相互调剂，新庄孜～谢家集～望峰岗瓦斯管线联网项目已建设完成。根据近年来民用供气经验，当井下采场转换气源波动，春节期间气源需求量增大时，气源将会出现紧张、短缺现象。因此，天然气～瓦斯并网项目急需建设。

（九）矿井系统基础设计融入“采煤～采气一体化”新理念，在考虑预抽治理瓦斯方案的同时，兼顾瓦斯利用方面的需求，真正做到瓦斯治理与利用并举。

（十）制定科学的矿井采掘面交替规划，实现煤炭开采与瓦斯开发的合理部署，解决抽采高浓度瓦斯不连续、不稳定的局面。

（十一）对抽采系统的设计、布置、工艺、施工各个环节进行完善，对抽采钻孔封孔效果技术进行攻关，确保抽采瓦斯的浓度和流量。

调研人员：

安全开采总院

通风科科长刘文军

瓦斯利用分公司

经理张增平

副总工程师贾成年安全生产部部长刘淮生工程管理部部长高炯工程管理部工程师吴正欣新庄孜供气发电管理中心主任胡兆雨

●6万Nm3/h氧化装置原理

通风瓦斯氧化装置主要由固定式逆流氧化床和控制系统两部分构成。排气蓄热，进气预热，进排气交换逆循环，实现通风瓦斯周期性自热氧化反应。

氧化床先用外部能源（如电能）加热，创造一个甲烷氧化反应的环境（1000℃），通风瓦斯由引风机引入氧化床，氧化产热，排气侧固体蓄热，进气侧气体预热，由换向阀实现通风瓦斯逆流换向。通风瓦斯中的甲烷在氧化床氧化后，一部热量维持氧化反应的环境，多余部分的热量排出氧化床。

氧化反应自动维持后，停掉外加热。

●6万Nm3/h氧化装置外形图

清洁废气（H2O,CO2）

乏风氧化装置在辽宁阜新矿区工业实验完成。

乏风氧化装置在陕西彬长矿区工业实验完成。

辽宁西马瓦斯电站