摘要：山西是煤层气资源大省，根据国家对煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十一五”规划，煤层气产业将会得到大力开发和利用，本文对煤层气在太原市城市燃气中应用的可行性做初步探讨。

关键词：煤层气 城市燃气 可行性

1 太原市管道城市燃气现状
   太原市从1982年开始供应焦炉煤气，到目前为止,太原市煤气公司供气能力为185×10⁴m³/d，煤气输配系统共有气化公司焦化厂、太化、清徐3个气源，阳曲气源正在建设之中，共有4个储配站。太原市煤气公司现有调压站617座，中压管线 336.568km，居民用户54万户,公共福利用户1267户，营业用户669户,工业用户35户，设置管理站7个，管线所1个。
    太原天然气公司成立于2005年，目前已经建成丈子头门站1座，已经投入运行1年多，西温庄门站正在建设之中,太原天然气公司现有调压站2座，中压管线20余km,居民用户4000多户，工业用户3户。日供气规模60余万m³。
    太原市计划未来5年内将人工煤气只供应给太钢、重机、晋机等工业用户，其余用户全部置换成天然气。由于太原市天然气来自陕京二线，所以此气源会优先保证北京居民用气，随着大规模的城市天然气利用,国内其他城市已经出现天然气能源供应紧张的局面,太原市天然气也势必会随着城市的飞速发展出现天然气气源供应紧张的局面。

2 煤层气在太原城市燃气中的应用
    2.1 资源概况
    煤层气,俗称煤矿瓦斯，即天然气。它是与煤伴生、共生的气体资源，其主要成分为甲烷，甲烷含量一般为90%一99%。每吨褐煤能生成38m³-50m³煤层气,无烟煤可生成346m³—422m³煤层气。按热值计算,甲烷的热值为33.5kJ/m³-33.7kJ/m³，比lkg标准煤的发热量还要高。煤层气是一种资源量巨大的非常规天然气资源，据最新资料评价：山西的煤层气总资源量为49 415.15亿m³，居全国之最。据相关资料显示：处于沁水聚气带6个目标区之一的太原西山目标区极具勘探开发前景，太原西山煤田煤层气储量总计为1 260亿m³，阳泉、离柳、晋城矿区煤层气储量均在1000亿m³以上。
    2.2 应用CNG技术供应煤层气
    目前,晋城煤业集团晨光煤层气开发有限公司已经在太原建成4座煤层气CNG加气站，为太原市出租车和公交车提供燃料。利用常温高压气瓶车运输方式从阳泉、晋城等煤层气规模化产地将压缩煤层气送到太原，通过三级调压，给天然气管网尚未到达的住宅小区或大型工业用户供气，是太原市燃气供应形式的有力补充。这种方式还可以给天然气管网已经到达的但水力工况不佳的区域供气，它能够很好地解决远离门站或储配站的区域供气压力偏低的问题。
    2.3 应用煤层气液化技术供应煤层气
    国内对含氧煤层气分离液化已在山西省阳泉市阳煤集团实验成功。含氧煤层气是专指煤矿开采过程中为防止瓦斯爆炸而抽排出的甲烷含量在30%一70%的煤层气。该技术采用低温分离的方法，使液体中天然气纯度达到了98%以上。
    低温液化后的煤层气体积缩小625倍，1台35m³的标准液化气槽车可运输21000Nm³煤层气，相当于8个标准气井的全部日产量。大型LNG储罐可达7000m³～200000m³液化天然气。小型LNG储罐可存5m³～50m³液化天然气。
    对含氧煤层气分离液化技术可将山西境内的煤层气或瓦斯气液化后送到太原，解决了目前各矿区抽放站距离天然气管网较远的运输难题，使太原市使用液化煤层气 (LNG)成为可能。用专门的LNG槽车把边远、分散的煤层气(瓦斯气CMM)液化后进行长距离的运输到达太原，并用LNG储罐将液化煤层气储存起来,液化天然气经简单的气化装置就可重新变成气态使用。液化储存的天然气可以用于太原市城市天然气管网解决调峰难题。低温常压液化槽车运输方式比管道输送可节省大量的投资，而且方便可靠、风险小、适应性更强。
    低温常压液化槽车运输方式供应煤层气已经得到实践,新疆已经成功地运用液化天然气槽车将液化天然气运往沈阳、广东。据悉，阳煤集团在2008年将建成一个年产2万t的液化工厂，并随后在阳泉、晋城等地再建设4个更大规模的工厂。届时，液化煤层气可规模化供应太原市居民用气。
    2.4 管道输送
    山西“十一五”规划把山西省建成新型能源和工业基地,煤层气作为优质洁净能源和基本化学原料，它的开发利用尤其引人关注。山西省的煤层气开发利用已初具规模。

 表1 太原西山煤层气井下抽采纯量情况  (万m³)

煤矿	2001年	2002年	2003年	2004年	2005年	2006年
杜儿坪	503	444.88	740.94	1084.32	739	1500
官地						500
西铭						300

表2 太原西山煤层气井下抽采纯量规划情况  (万m³)

煤矿	2007年	2008年	2009年	2010年	2020年
杜儿坪	2000	3000	3500	4000	5000
官地	800	l200	1500	2000	3000
西铭	500	800	l100	1500	2000

    煤矿瓦斯的抽采有地面抽采、井下抽采及地面和井下混合抽采3种方式。一般分为煤层气（CBM）和煤矿瓦斯气(CMM)。早在1979年就在太原市西山杜儿坪矿牛头嘴建设了地面永久抽采站开展井下瓦斯抽采。现在建地面永久抽采站的为官地矿和杜儿坪矿北石沟抽采站，官地矿抽采站于2005年6月底投入运行，杜儿坪矿北石沟抽采站于2005年底投入运行。
    由于杜儿坪、官地和西铭3矿距太原市区已建燃气输配管网均只有10余km，最具送气条件。目前上述3矿抽采的煤层气规模较小，在矿区已经被充分利用了。根据表2，到2010年日供气量为20.5万m³，可将部分煤层气并人天然气管网后直接供应太原市居民及工业用户。
    西山煤田邢家社区计划到2008年共施工100 口水平井，2008年底具备向城市居民供气的条件。到2009年底总井数达到150口，按每口井产气1万m³/d计算，150 口井可产气150万m³/d。按利用率75%计，日供气量为112.5万m³，150口井年供气量为4.1亿m³，根据邢家社区煤层气储量280亿m3计，预计服务年限为51年。西山煤田这4个煤层气抽采区域，距离太原市已建输配管网最近,直接并网的可行性最具优势。
3 问题与结论
    由于煤层气气井普遍存在气源偏离或远离了市居民区、气井大面积分布、不集中、气源形不成规模；单井产量不够大，储量有限，可开采期短等特点，很大程度上限制了煤层气的开发利用，而大规模管道输送煤层气则需要非常大的前期投资。大规模管道供应煤层气目前条件尚不成熟,但距离太原市区较近的西山、东山或者寿阳地区煤层气开采量到一定规模后可以采用管道输送的方式给太原城区居民供应。
    所以目前太原市采用煤层气CNG技术和煤层气液化技术是切实可行的，煤层气作为常规天然气的一种补充气源，一方面可以解决冬季天然气气的问题，起到削峰填谷的作用；另一方面可以解狭输气管网出故障、城市远端水力工况差等造成定或不定期的供气的不平衡问题；第三，可以推动煤气产业的开发利用，减少煤矿安全事故,有利于山经济的可持续发展。

参考文献
    1 中国煤田地质总局著.中国煤层气资源.江苏.中国矿业大学出版社.1998。
    2 张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术.北京.煤炭工业出版.2001
    3 徐正康,煤层气在城市燃气中的利用.煤气与热力.2007,27（2)：38-40