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晉煤集團(tuán)寺河礦煤層氣發(fā)電項(xiàng)目(一) 項(xiàng)目背景
山西省擁有豐富的煤炭資源,同時(shí)也有豐富的煤層氣資源,2000米以淺的煤層氣資源總量約10萬(wàn)億立方米,約占全國(guó)的三分之一。
煤層氣如果加以有效利用,是的清潔能源。甲烷含量在90%以上的煤層氣,每立方米煤層氣發(fā)熱量可達(dá)31.4~34.4兆焦,每1000立方米煤層氣相當(dāng)于1噸燃油或1.25噸標(biāo)準(zhǔn)煤。據(jù)測(cè)算,如果中國(guó)每年利用50億立方米煤層氣來(lái)替代煤炭,可減少灰塵排放99萬(wàn)噸,減少飛塵排放6300萬(wàn)噸。
如果煤層氣直接排放到大氣中,那么煤層氣中的甲烷就成為強(qiáng)效溫室氣體。甲烷在大氣中可存在時(shí)間達(dá)20年。以前曾經(jīng)認(rèn)為,每噸甲烷造成暖化的威力,比二氧化碳高出25倍,這是以假定甲烷在大氣中存在100年來(lái)分?jǐn)傆?jì)算甲烷暖化作用的平均值。這大大低估了它的影響。的計(jì)算方式是以20年來(lái)計(jì)算,得出甲烷的溫室效應(yīng)比二氧化碳強(qiáng)72倍。
山西晉城無(wú)煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,位于山西省東南部晉城市,下轄12個(gè)生產(chǎn)礦井、5000萬(wàn)噸/年煤炭生產(chǎn)能力。晉煤集團(tuán)的無(wú)煙煤全國(guó)聞名,一度曾占據(jù)國(guó)內(nèi)化肥行業(yè)原料煤的半壁江山,屬于*的稀缺煤種資源。
晉煤集團(tuán)的礦區(qū)位于山西沁水煤田南部,面積約1200平方公里,煤炭資源儲(chǔ)量501億噸。礦區(qū)內(nèi)煤層氣資源也非常豐富。煤層氣資源平均豐度每平方公里2.32億立方米,噸煤平均含氣量18立方米。而且煤層氣壓力大,易于抽放。整個(gè)礦區(qū)預(yù)測(cè)煤層氣儲(chǔ)量6000億立方米,已探明750億立方米。
晉煤集團(tuán)寺河礦是2002年建成投產(chǎn)的現(xiàn)代化礦井,設(shè)計(jì)產(chǎn)能400萬(wàn)噸,經(jīng)過(guò)不斷改造和擴(kuò)建,寺河礦2008年產(chǎn)量達(dá)1080萬(wàn)噸。寺河礦也是高瓦斯礦區(qū),剛開(kāi)始開(kāi)采時(shí),
礦井相對(duì)瓦斯涌出量為噸煤36.22m3,寺河礦東井每分鐘瓦斯涌出量高達(dá)497.8立方米,屬世界罕見(jiàn)。
為了專門解決寺河礦的安全生產(chǎn)問(wèn)題,1993年,晉煤集團(tuán)就與美一國(guó)家能源公司合作,探索對(duì)寺河煤礦瓦斯的地面開(kāi)采。美國(guó)人打了7口井,認(rèn)為效果不好,就撤離了。
此后,晉煤集團(tuán)依靠自己的力量,探索開(kāi)發(fā)煤層氣。2003年,晉煤集團(tuán)組建了山西藍(lán)焰煤層氣公司進(jìn)行煤層氣開(kāi)發(fā)。
20年來(lái),晉煤集團(tuán)累計(jì)投入100多億元,克服重重困難,探索研制出了一整套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合晉城礦區(qū)不同地質(zhì)條件的地面與井下抽采裝備,建立了地面和井下聯(lián)合開(kāi)采,采煤采氣一體化等全新的技術(shù)工藝,成為國(guó)內(nèi)煤炭企業(yè)中開(kāi)發(fā)煤層氣的*企業(yè)。
寺河礦井下瓦斯抽采泵
2012年,晉煤集團(tuán)生產(chǎn)煤層氣超過(guò)23億立方米,利用煤層氣超過(guò)14億立方米,利用率達(dá)到60.87%。煤層氣井累計(jì)達(dá)到4367口,連續(xù)六年保持全國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)利用*。
在開(kāi)發(fā)煤層氣的同時(shí),晉煤集團(tuán)在全國(guó)zui早進(jìn)行了瓦斯能源綜合利用探索。晉煤集團(tuán)屬于地方國(guó)有企業(yè),缺乏長(zhǎng)途輸氣管線資源,因此煤層氣以本地化利用為主。對(duì)地面開(kāi)采的90%以上濃度的高濃度煤層氣,以壓縮氣CNG,液化氣LNG形式進(jìn)行加工,作為車輛,工業(yè),民用燃料。而對(duì)于井下抽采的30-60%中低濃度煤層氣,則建立坑口煤層氣發(fā)電站。
晉煤集團(tuán)的CNG煤層氣加氣站
1995年元月,晉煤集團(tuán)開(kāi)始做試驗(yàn),利用地面抽出的瓦斯做燃料,帶動(dòng)兩臺(tái)120千瓦的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn),取得圓滿成功。
2000年,公司從南方航空公司買來(lái)退役的運(yùn)七飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī),對(duì)其進(jìn)行改造,組成了6臺(tái)2000KW的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組,并利用余熱帶動(dòng)一臺(tái)3000KW的汽輪機(jī),籌建了一座裝機(jī)容量15MW的寺河瓦斯電站,發(fā)電實(shí)驗(yàn)再次獲得成功。這套機(jī)組成為當(dāng)時(shí)全國(guó)*的單機(jī)容量zui大的礦井瓦斯發(fā)電機(jī)組。
兩次發(fā)電實(shí)驗(yàn)的成功和瓦斯發(fā)電的優(yōu)勢(shì)使晉煤集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)信心倍增。2001年初,根據(jù)對(duì)寺河礦井開(kāi)采年限,以及對(duì)煤層氣儲(chǔ)量的充分調(diào)研,晉煤集團(tuán)決定在瓦斯儲(chǔ)量豐富的寺河礦上建設(shè)一座世界zui大的120兆瓦瓦斯發(fā)電廠。
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