煤周刊讯：截至今年7月末，累计完成瓦斯利用量8380.39万立方米，完成年度目标的71.63%；累计完成瓦斯发电量19961.03万千瓦时，完成年度目标的73.93%；浓度10%以上的抽采瓦斯利用率达71.6%，综合利用率达42%……淮河能源控股集团坚持“能用尽用、以用促抽”的瓦斯利用思路，积极探索瓦斯分级利用模式，通过创新瓦斯掺混技术，将地面治理井抽采的煤层气与井下抽采的低浓度瓦斯进行掺混发电，实现2%以下超低浓度瓦斯利用，提高了瓦斯利用率。
高低浓度瓦斯掺混，绿色发电效率高
走进淮河能源控股集团煤层气公司潘二西风井瓦斯发电站，只见站内传输高、低浓度瓦斯的两路输气管，正通过掺混系统将高、低浓度瓦斯进行混配后，送入发电机组进行发电。
“这一路是从井下抽采的浓度在2%以下的超低浓度瓦斯，与地面煤层气治理井抽采的95%以上浓度煤层气掺混后，全部用于机组发电。”该集团煤层气公司生产运营部副部长石晔指着通向机组的瓦斯管路说道。
据了解，超低浓度瓦斯是指甲烷浓度小于8%的瓦斯，以往由于浓度较低，并不能直接用于发电。
“超低浓度瓦斯总量大，约占我国煤矿抽采瓦斯的80%以上，淮南矿区每年无法利用的低浓度瓦斯约占抽采总量的三分之一。”石晔表示，不断推进瓦斯清洁高效利用，尤其是加强超低浓度瓦斯利用工作，对保障矿井安全开采，促进企业全面绿色转型具有重要的安全、经济以及生态价值。
为实现2%以下超低浓度瓦斯全部利用，煤层气公司组织专业技术人员，参考行业先进技术，积极开展科研攻关。今年在煤层气公司潘一东瓦斯发电站也实现了2%以下超低浓度瓦斯与地面煤层气治理井抽采的95%以上浓度煤层气掺混发电。
为将掺混瓦斯各项指标精确控制在合理发电范围内，煤层气公司潘二西风井瓦斯发电站分别在高、低浓度瓦斯管道和混配管道安装甲烷传感器等设备，利用控制总站核心处理器对各项瓦斯参数进行智能比对分析，通过精准计算瓦斯管道调节阀开合幅度，对混配瓦斯各项参数进行智能化调节，从而实现高低浓度瓦斯智能化掺混发电。
潘二矿西风井采空区抽采瓦斯浓度达30%以上，但含氧量低，不能直接利用。煤层气公司潘二西风井瓦斯发电站将其与潘集地区含氧量高的5%超低浓度瓦斯进行掺混发电，实现两种瓦斯资源的优势互补、充分利用。
“如今，我们站每日瓦斯掺混发电超10万千瓦时。”煤层气公司潘二西风井发电站站长汪厚奇表示。
谷时存气峰时发电，灵活储能效益好
站在离地面20多米高的大型储气柜上，煤层气公司潘三发电站整个场区尽收眼底。
“气柜储气量达3万立方米，储存着30%浓度的瓦斯，可以直接发电利用。”潘三发电站站长曹海城说道。
石晔介绍，目前，煤层气公司在潘三、潘一东、潘二西风井瓦斯发电站用上了类似大型储气柜。在矿井用电谷时阶段，煤层气公司将潘集地区地面瓦斯治理井抽采的煤层气与矿井5%以下超低浓度瓦斯掺混加工为30%浓度瓦斯，并存储在这些大型储气柜内；在矿井用电峰时阶段，再利用储气柜内的掺混瓦斯进行发电。
“今年，我们利用气柜储气，实现了谷时存气、峰时发电，有效统筹了井下抽采与地面治理井两种瓦斯资源利用，显著提升了瓦斯发电经济效益，仅潘三瓦斯发电站每天就可发电2万多千瓦时。”石晔介绍。
值得一提的是，淮河能源控股集团一方面根据各矿井超低浓瓦斯抽采情况，通过技术工艺创新，继续做好高低浓度瓦斯掺混发电利用；另一方面，结合丁集矿等所属单位的10%浓度瓦斯氧化综合利用项目技术，进一步推动超低浓氧化蓄热综合利用项目，提高瓦斯综合利用率。
“目前，我们正参考行业相关技术标准，加紧研发3%至8%超低浓度瓦斯氧化蓄热技术，努力实现超低浓度瓦斯高温氧化产生热量带动汽轮机发电，并利用燃烧余热为矿井供暖制冷。”煤层气公司相关负责人表示。
瓦斯发电机组上新，智能运维水平高
目前，淮河能源控股集团共有瓦斯发电站9座，总装机规模达6.54万千瓦，日利用瓦斯40万立方米，发电量90多万千瓦时。“今年前7个月，我们完成瓦斯利用量年度目标的71.63%。”煤层气公司瓦斯发电管理中心主任崔志威介绍，这得益于近年来该集团大力开展瓦斯发电机组置换项目。
针对部分站点老旧机组比例高、故障率与维护难度大等影响瓦斯发电效率的突出问题，该集团“十四五”期间计划更新置换瓦斯发电机组50台，实现建设规模5万千瓦任务要求。
在朱集瓦斯发电站内，近两年上新的13台智能化瓦斯发电机组轰鸣，源源不断地输送绿电。“我站一、二期共13台新机组在去年底全部投产后，日发电量约24万千瓦时。”朱集瓦斯发电站站长王磊介绍。
朱集发电站改扩建工程是煤层气公司重点建设项目之一。“近年来，我矿在瓦斯治理利用领域加强与煤层气公司合作，形成地面、井下立体瓦斯治理模式，今年前7个月累计瓦斯发电4228万千瓦时，超年度计划21%。”朱集东矿通防科科长江帆介绍。
据统计，2021年至2023年，淮河能源控股集团相继为朱集、张集东、顾桥、顾南等发电站更新置换了31台瓦斯发电机组，同时对瓦斯发电输送系统、发配电系统、安全保障系统等进行了技术升级，显著提升了机组瓦斯发电利用效率。（王斌）