■ 付兰伟 薛 茜
乌海能源作为一家有着60余年开采历史的老煤炭企业,一直以来高度重视瓦斯治理和综合利用工作,通过大胆创新和实践探索,走出一条煤炭企业瓦斯综合利用的新路径,将昔日令人闻之色变的“毒魔”,“变身”为清洁无污染的“绿电”和供热供暖的“暖气”,既降低瓦斯对煤矿安全生产的重大威胁,又为企业带来了良好的安全效益、社会效益、环保效益和经济效益。接下来,就让我们了解一下乌海能源公司让瓦斯“变身”,都有哪些“秘籍”。
“毒魔”变“绿电” 安全有保障
瓦斯被煤矿职工称为“毒魔”,是威胁煤矿安全生产和矿工生命安全的重大隐患之一,治理瓦斯一直以来都是煤矿安全管理的难题。
前世今生
瓦斯,主要成分为甲烷,易燃易爆,早年间,为保障矿井安全生产和矿工的生命健康,都是将煤层中的瓦斯抽出后直接排入大气,对人类生存环境造成极大影响。为减少瓦斯外排污染,充分利用瓦斯与天然气相当的燃烧值,乌海能源先后建设了五虎山瓦斯电站一期、二期、三期工程和黄白茨瓦斯电站,以用促抽、以抽促采,降低瓦斯灾害事故的同时,将瓦斯源源不断地转化为电能,不仅完美实现减碳降碳,还创造良好的经济效益,让“毒魔”瓦斯改头换面,成为受人喜爱的“绿电”,在乌海能源人的手中实现了华丽转身。
“变身”通道
在百米井下煤层深处沉睡了亿万年的瓦斯被安装在井下的瓦斯抽放真空泵“唤醒”,沿着瓦斯抽放管道被输送至地面瓦斯发电机组的气缸中,在气缸内被压缩的瓦斯和燃油混合后,被火花塞点燃,产生高温高压气体,推动活塞向下运动,通过连杆带动发电机的转子旋转,从而产生电能。
“废气”变“暖气” 节能又增效
为进一步提高瓦斯利用率,乌海能源黄白茨瓦斯氧化蓄热项目于2023年5月20日开工建设。该项目是乌海市、乌海能源重点打造的绿色、节能、环保项目。该项目于近日正式投运,标志着乌海能源公司在瓦斯治理、节能降碳领域取得新突破,为煤炭行业绿色低碳转型探索出一条新路径。
1.蓄势待发
瓦斯气是煤矿开采过程中释放出的有害气体,主要成分是甲烷;乏风被称为“煤矿风排瓦斯”,其甲烷浓度极低。这对“废气兄弟”渴望在清洁环保与能源再利用的舞台上展现自己的价值,由此开启瓦斯氧化蓄热旅程,乘坐瓦斯输送管道来到第一站——掺混器皿。
2.焕然一新
在一次掺混器中,“瓦斯气”和“乏风”翩翩起舞、融为一体,掺混为浓度2.4%的气体。在二次掺混器中,它们迎来了新的朋友“氧气”,共同混合成为浓度1%的“混合气体”。
3.步步高升
“混合气体”按捺不住激动的心情,进入瓦斯氧化蓄热装置,在这座“高温桑拿室”里,“混合气体”褪下“伪装”,在950摄氏度蓄热装置内氧化分解变成了水和高温烟气。至此,“废气”变成“暖气”已取得阶段性成果。
4.重获新生
950摄氏度的高温烟气通过引风机的召唤进入第三站——余热锅炉。在这里高温烟气释放热量,“废气”彻底变为高温“暖气”,产生1.25兆帕饱和蒸汽来加热管壳中的“水兄弟”。“水兄弟”满心欢喜,一路顺着蒸汽和供水管路来到矿区完成“废气”的使命——满足矿区冬季供暖需求。
该项目可将矿井低浓度瓦斯再利用,实现低碳减排、变废为宝,按照设计能力计算,每年可消耗纯瓦斯518.4万立方米,每天可产生高温饱和蒸汽约220吨,满足约4.82万平方米矿区供热需求,有力推动了矿区绿色低碳可持续发展。