西山煤電(集團)公司瓦斯綜合利用的研究與規劃

喬志剛

(西山煤電(集團)公司計劃處，山西 太原 030053)

1 企業概況

西山煤電(集團)公司是全國最大的煉焦煤生產基地、全國首批循環經濟試點單位、全國綠化模范單位和中華環境友好型企業。現有21對生產礦井(含11對整合礦井)，9座選煤廠，3個發電廠，3座焦化廠，擁有1個A股上市公司。截止2010年末，資產總額為522億元，國有資產保值增值率120%。

2 瓦斯綜合利用現狀

西山煤電集團公司截止2010年底，共建成瓦斯發電廠4座，投入運營的發電機組12臺，瓦斯利用量3 000萬 m3/年，裝機容量 29．1 MW，發電量10 737 kWh;瓦斯鍋爐投入運營3臺，瓦斯利用量2 625萬m3/年;建立煤泥干燥廠1座，瓦斯利用量1 330萬m3/年，烘干煤泥32萬 t。

2．1 瓦斯發電現狀

西山煤電集團公司已建成瓦斯發電項目裝機容量為29．1 MW(包括杜兒坪12 MW，屯蘭12 MW，馬蘭3．6 MW，東曲1．5 MW)，已完成投資37 951萬元。西山瓦斯發電項目全部用于本礦井生產供電、供熱，在努力開發資源綜合利用的同時，實現了高碳行業的低碳發展。集團公司已建成的瓦斯發電站情況見

表1。

表1 集團公司已建成的瓦斯發電站情況

集團公司瓦斯發電站建設及運行模式大致相同，現以杜兒坪礦瓦斯發電站為例。

杜兒坪礦瓦斯發電項目建設總規模為7×1 703 kW。電站位于古交邢家社鄉北石溝村正北1 km臺地上，與抽放站距離450 m，占地10 667 m2。項目總投資為14 154萬元。該項目已于2009年3月在聯合國注冊為CDM項目。

項目分兩期安裝7臺德國道依茨TCGV2020機組，單機功率為1 703 kW。項目配套建設有瓦斯氣預處理系統、高低壓輸配電系統等，35 kV接入杜兒坪礦北石溝35 kV母線，為礦井生產供電。余熱利用系統包括高溫煙氣余熱鍋爐及缸套水板式換熱器，可為北石溝進風井提供120℃熱風及當地生產生活提供采暖供熱。項目配套建設瓦斯處理量5 000 m3/h的火炬系統，礦井抽出的瓦斯氣除滿足發電機組使用外，多余瓦斯氣通過火炬系統燃燒，實現了礦井瓦斯的零排放。

2．2 瓦斯鍋爐燃用現狀

屯蘭礦瓦斯鍋爐項目于2005年2月開工建設，安裝一臺由福州鍋爐廠生產的10 t燃氣鍋爐(鍋爐型號為WNS10－1．25－Q，配備德國進口威索燃燒器)及配套輸氣管線，2005年4月建成并投入使用。2008年11月根據實際生產需要，相繼又安裝由福州鍋爐廠生產的2#、3#兩臺6 t鍋爐(鍋爐型號為WNS6－1．25－Q，配備無錫賽威特燃燒器)，并投入使用。

2．3 煤泥干燥利用現狀

西山煤電集團公司煤泥干燥項目僅在屯蘭礦投入運行。項目位于屯蘭礦選煤廠壓濾車間西側的空地上，2006月5月開工建設、2007年4月建成投產，總投資850萬元，采用滾筒干燥機煤泥干燥技術，具有可靠性高、維護量小、單機處理量大(干燥煤泥時單機最大處理能力可達80 t/h)、干燥成本低等優點，設計濕煤泥處理能力為30 t/h。經招標選用唐山天和科技開發有限公司開發研制的MGT系列滾筒干燥機，配套TH－QLR24型熱風爐每小時消耗純量瓦斯氣780 m3，濕煤泥濾餅取自壓濾出料刮板，經刮板輸送機轉載后給至滾筒干燥機，650℃熱風干燥后的產品由密封刮板排料機轉載后進入中煤皮帶運輸機裝倉外運。

3 瓦斯綜合利用項目規劃

3．1 規劃背景

西山煤電集團公司是焦煤集團的核心企業，焦煤集團是我國最大的焦煤生產基地，煤層氣資源極其豐富，2010年底瓦斯綜合利用率僅30%，具有極大的開發展空間。

3．2 相關政策支持

國家財政部《關于煤層氣(瓦斯)開發利用補貼的實施意見》中，對企業實施煤層氣綜合開發利用項目的，中央財政將按照0．2元/m3、山西省按照0．05元/m3瓦斯給予財政補貼。

國家環保部2008年頒布的《煤層氣(煤礦瓦斯)排放標準》明確規定：煤礦濃度30%以上瓦斯氣必須利用，嚴禁直接排放。

在2009年12月25日國務院常務會議決定：到2020年中國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。

2007年，為加快推進煤層氣資源的抽采利用，鼓勵清潔生產，山西省政府出臺政策，對煤層氣抽采企業的增值稅實行先征后退政策。先征后退稅款由企業專項用于煤層氣技術的研究和擴大再生產，不征收企業所得稅。

3．3 瓦斯抽采規劃

瓦斯資源是綜合利用的基礎，西山煤電(集團)公司瓦斯抽采總體規劃見表2。

表2 2011～2015年西山煤電(集團)公司井下煤層氣抽采規劃表

3．4 瓦斯發電規劃

結合西山集團本部各礦井瓦斯抽采實際情況，瓦斯發電總裝機規模初步確定為71．5 MW。對高濃度瓦斯發電項目選用國際先進的、集裝箱式瓦斯發電機組(杜兒坪礦 12 MW、屯蘭礦 24 MW、馬蘭礦7．2 MW、東曲礦 9 MW、西銘礦 9 MW、官地礦4 MW);在低濃度瓦斯發電項目(東曲礦3．3 MW、官地礦3 MW)選用國內技術成熟的瓦斯發電機組。

“十二五”期間，西山將新建、擴建瓦斯發電項目規模42．4 MW，投資估算5億元。西山瓦斯發電項目全部投產后，可實現年發電49 725萬kWh以上，消耗純瓦斯13 962萬m3，實現減排溫室氣體204萬t CO2，(發電銷售收入25 857萬元，供熱收入約1 500萬元，CDM收入1 757萬元)，總產值約29 114萬元。瓦斯發電綜合利用項目的實施，提高了煤礦資源綜合利用率，節約了寶貴的能源，在提高企業經濟效益的同時，帶來較好的社會效益和環保效益。

1)馬蘭礦瓦斯發電二期工程。

馬蘭礦瓦斯電站位于馬蘭礦抽放站附近，規劃建設規模占地8 800 m2。在2010年12月3日聯合國成功注冊為CDM項目。

一期工程投資4 713萬元，安裝2臺美國卡特比勒G3520C發電機組，單機功率1 800 kW。工程于2009年5月開工建設，2010年5月并網發電。

根據馬蘭礦瓦斯抽采規模，2011年可建設二期發電工程，裝機規模3．6 MW，2011年完成設備采購等前期準備工作，2012年建成發電。

馬蘭礦瓦斯發電二期項目投產后，項目將實現年發電4 680萬kWh;供熱3．2×104GJ，年消耗純瓦斯1 254萬m3，折合減排二氧化碳19．6萬t。

2)東曲礦低濃瓦斯發電二期工程。

東曲瓦斯發電項目位于東曲礦小沙巖風機房院內，占地約2 000 m2，一期工程安裝3臺國產勝動瓦斯發動機組，單機功率為500 kW，總投資1 774萬元。2007年6月開工，2008年8月底投產發電。

根據東曲礦瓦斯抽采規模，瓦斯發電二期工程建設規模為1．8 MW，建議仍采用勝動集團低濃度瓦斯發電機組。估算投資900萬元，由于設備交貨期短等因素，在制定有效的保障措施后，項目2011年底可建成發電。

3)東曲礦高濃度瓦斯發電工程。

根據礦井瓦斯抽采規劃，在小砂巖風機房內，新建1座礦井高濃度瓦斯發電站，總裝機容量3×3 000 kW，發電能力9 000 kW，年發電量達到6 480 kWh，年利用瓦斯1 851萬m3。于2013年開工建設，2014建成發電，估算投資1億元。東曲礦高濃度瓦斯發電項目投產后，可實現年發電6 480萬kWh，供熱4×104GJ，年消耗純瓦斯1 851萬m3，折合減排二氧化碳 24．5 萬 t。

4)屯蘭礦瓦斯發電二期工程。

屯蘭瓦斯發電項目位于屯蘭礦抽放站附近，占地17 533 m2，一期工程于2009年8月開工建設，估算投資17 310萬元，安裝4臺單機功率為3 000 kW奧地利顏巴赫JGS620gs－sl機組，年發電量為7 800萬kWh。于2010年12月3日聯合國成功注冊為CDM項目。

根據屯蘭礦瓦斯抽采規劃，屯蘭礦瓦斯發電二期工程，可建設裝機規模12 MW，估算投資1．1億元，2013年開工建設，2014年建成發電。二期工程完成后，屯蘭瓦斯發電站裝機容量為8×3 000 kW高濃度瓦斯發電站，形成 2．4萬 kW 發電能力，年發電17 280萬kWh，年消耗純瓦斯4 320萬m3，折合減排二氧化碳64萬t。

5)西銘礦瓦斯發電項目。

根據西銘礦瓦斯抽采規劃，瓦斯發電站總建設規模3×3 000 kW，擬選址在西銘冀家溝風機房東南側，占地約6 667 m2，2012年開工建設，并于2013年建成發電，估算投資11 802萬元。項目建成后，年發電量5 850萬kWh，年利用瓦斯1 840萬m3，折合減排二氧化碳24萬t。

6)官地礦低濃度瓦斯發電項目。

根據官地礦風峪溝瓦斯抽放站抽采能力，可規劃建設1座低濃度瓦斯發電站，總裝機規模3 000 kW，年發電量達到1 950萬kWh，年利用瓦斯650萬m3。項目投產后，可實現年發電1 950萬kWh，為風峪溝進風井供熱1．3×104GJ，年消耗純瓦斯598萬m3，折合減排二氧化碳8．1萬t。

7)官地礦高濃度瓦斯發電項目。

根據官地礦新建安家溝瓦斯抽放站的總體規劃，配套瓦斯發電項目于2014年在安家溝抽放站附近，建設2×2 000 kW高濃度瓦斯發電站，2015年形成3 400 kW發電裝機能力，年發電量2 448萬 kWh，年利用瓦斯700萬m3。項目投產后，可實現年發電2 448萬 kWh，為安家溝進風井供熱1．6×104GJ，年消耗純瓦斯700萬m3，折合減排二氧化碳9．8萬t。

3．5 風排瓦斯清潔排放項目

由于目前國內煤礦地面瓦斯集中抽放率較低，大量的瓦斯氣從風井中排出，對大氣造成了嚴重的污染。為有效減少溫室氣體排放，根據西山煤電集團現有風井的瓦斯濃度、瓦斯流量及周邊負荷情況，提出乏風氧化利用項目實施規劃，包括杜兒坪礦中部風井6 600 m3/min，屯蘭礦石家河風井4 000 m3/min，屯蘭礦白草塔風井5 000 m3/min，西銘礦磺廠風井12 000 m3/min等項目，估算投資4．2億元，乏風氧化處理能力4億m3/min，折合年減排二氧化碳約100萬t。

1)杜兒坪礦中部風井乏風氧化項目。

項目位于杜兒坪礦中部風井場地內，占地約2 500 m2，估算投資6 000萬元，風排瓦斯處理能力為6 600 m3/min，分2期安裝4套瑞典Megtec公司風排瓦斯氧化裝置，預計年消耗瓦斯折純量為1 873萬m3，折合減排二氧化碳當量219 974 t，銷售收入約1 875萬元/年。2011年底開工建設，2012年上半年投入運行。

2)屯蘭石家河風井乏風氧化利用項目。

屯蘭礦石家河回風井深282 m、直徑6 m，設計回風量7 500 m3/min。根據項目現場條件，規劃安裝4臺勝動 VAM6000型乏風氧化設備，處理能力為4 000 m3/min，估算投資3 800萬元，于2011年10月底建成投入使用。

3)西銘磺廠風井乏風氧化利用項目。

西銘礦磺廠回風井安裝2臺GAF－23．7－11．8－1主通風機，風排瓦斯量為12 000 m3/min，瓦斯濃度0．24%。規劃建設氧化處理能力6 000m3/min，投資估算6 000萬元，為磺廠進風立井、斜井供熱風。計劃2013年開工建設，2014年建成投產。

4)屯蘭白草塔風井乏風氧化利用項目。

屯蘭礦白草塔回風井安裝2臺GAF25－17－1主通風機，風排瓦斯量為10 000 m3/min，瓦斯濃度為0．31%。規劃建設氧化處理能力5 000 m3/min，投資估算6 000萬元，為白草塔進風井供熱風。計劃2013年開工建設，2014年建成投產。

5)其它項目。

西山新建風井羊圈港風井、安家溝風井、劉巴足風井等，均計劃實施乏風氧化項目，利用產生余熱為進風井供熱。估算利用量18 000m3/min，估算投資2億元。

4 面臨的挑戰

1)政策支持力度不足。目前，我國已出臺的涉及瓦斯開發利用的政策、法規，基本是比照常規天然氣制定的，沒有出臺專門針對瓦斯產業開發、利用各個環節完整的政策法規和優惠鼓勵政策。煤層氣產業有著高技術、高風險、高投入、經濟效益低的特點，煤礦企業開發建設瓦斯綜合利用項目大多處于微利或虧損狀態，從而在很大程度上影響了瓦斯綜合利用產業的發展。

2)煤層氣利用受限制。目前，煤層氣利用受到諸多因素制約。主要有：缺乏低濃度瓦斯的安全輸送和利用技術，大量低濃度瓦斯只能直接排空;由于煤層氣化工技術支撐薄弱，加之煤層氣一直未能形成規模生產，目前地面煤層氣僅以壓縮形式供民用或做工業燃料，利用領域偏窄;瓦斯發電上網難、入網價格低，限制了礦井瓦斯抽采利用;煤層氣綜合利用缺乏安全管理規范、行業標準和監管法規，影響了瓦斯綜合利用產業健康有序發展。

3)資金投入不足。瓦斯綜合利用產業是一種高投入產業，在建設初期階段，單位電能投入遠大于火力發電。但目前國家、地方政府對瓦斯綜合開發利用的財政投入均嚴重不足，遠不能滿足煤層氣產業發展的需要。同時，作為主要投資來源的國內外戰略投資者，受國際CDM市場下滑的影響，極大降低了國內外企業對瓦斯綜合利用項目的投資和開發熱情，投資缺乏已成為制約瓦斯綜合利用項目產業發展的重要瓶頸。