Диана Андреева
Одним из главных источников получения тепловой и электрической энергии является уголь, на долю которого приходится свыше 80 % мировых запасов углеводородного топлива. Наиболее прогрессивным и безопасным способом добычи угля является бесшахтный метод подземной газификации. Идею о возможности такого процесса высказал в 1888 году великий русский учёный-химик Дмитрий Менделеев, который указал на возможность химической переработки угольных залежей в газовое топливо. После поездки на Донбасс им было сформулировано техническое осуществление способа подземной газификации. В дальнейшем эту идею развил английский учёный-химик У. Рамсей в 1912 году.
Подземная газификация имеет целый ряд преимуществ по сравнению с подземной и открытой добычей угля. Капитальные вложения, затрачиваемые на строительство станций подземной газификации угля, сокращаются в 2,5 раза по сравнению со строительством шахт и разрезов. Производительность труда такая же, как и при открытой разработке, и в 4 раза выше, чем при добыче подземным способом.
Ликвидируется тяжёлый и опасный труд людей под землёй, значительно улучшаются условия труда, обеспечивается полная механизация и автоматизация процесса добычи и управления им. Исключаются перевозка, погрузка и выгрузка угля. При транспортировке газа к потребителю не происходит потерь топлива, а атмосфера не загрязняется угольной пылью. Отпадает необходимость использования больших площадей земной поверхности при размещении отвалов пустой породы и золошлакоотвалов. При бесшахтном методе подземной газификации вовлекаются в разработку месторождения угля со сложными горно-геологическими условиями залегания, неприемлемые для открытой и шахтной отработки.
Сегодня Ангрен — крупнейшая топливно-энергетическая база Узбекистана. Характерная особенность местного угольного месторождения состоит в том, что здесь бурый уголь добывается как открытым, так и подземным способом. В списке промышленных станций подземной газификации угля, чьим сырьём для производства энергетического газа является именно уголь-лигнит, ведущее место занимает Ангренская станция «Подземгаз». Подсчитано, что за годы работы пяти основных станций ПГУ в мире было газифицировано около 15 млн тонн угля, получено примерно 50 млрд кубометров газа.
Подземная газификация угля — физико-химический процесс превращения твёрдого топлива в горючий газ с помощью свободного или связанного кислорода непосредственно в недрах земли. Газ обладает достаточной калорийностью для энергетического и технологического использования.
В 1957 году было начато строительство опытной промышленной станции «Подземгаз» в городе Ангрене. В 70-е годы на Ангренской станции был принят бесшахтный способ подготовки участка к газификации (пиролизу) путём бурения с поверхности земли на угольный пласт наклонных газо-дутьевых и газоотводящих скважин. Там, где глубина залегания угольных пластов минимальная, но где нельзя установить буровую установку и где строительство шахты и добыча открытым способом окажутся нерентабельными, такой уголь стали добывать путём подземной газификации.
Действующая в Ангрене с 1961 года и входящая в состав АО «Узбекуголь» станция подземной газификации, — самый мощный промышленный объект такого рода, не имеющий аналогов в мировой практике. Её главное назначение — переработка бурого угля в товарный энергетический газ с последующим его использованием на Ангренской ТЭС. Проектная мощность станции — 2,3 млрд кубометров в год, или в пересчёте на уголь — 0,6 млн тонн в год.
История создания станции «Подземгаз» началась за десять лет до пуска в эксплуатацию. 12 сентября 1951 года Совет Министров бывшего Союза согласился с предложением Министерства электростанций и Министерства угольной промышленности Узбекской ССР запроектировать строительство в Ангрене тепловой электростанции мощностью 200 МВт, работающей на местном угле и газе, полученном в ходе подземной газификации. Во исполнение этого решения и была запроектирована Ангренская станция для снабжения ГРЭС энергетическим газом ПГУ общей мощностью 100 МВт.
Она построена на участках, где угольные пласты залегают глубоко и где по технико-экономическим условиям невозможно вести разработку месторождения шахтным и открытым способами. К началу эксплуатации станции запасы составляли 42,5 млн тонн, что обеспечивало работу при её полной проектной мощности в течение 40 лет.
Строительство станции — бурение скважин на газогенераторах — началось в 1952 году. 28 сентября 1961 года впервые был подан товарный газ под котёл Ангренской ГРЭС. Всего за один год станция «Подземгаз» достигла выработки 200–220 тыс. кубометров газа в час, подавая в течение года 2 млрд кубометров газа на теплоэлектроцентраль. В тот год было подано 76 млн кубометров газа, в 1962 году — 540 млн кубометров. В этом же году был сдан в эксплуатацию газогенератор № 1 и получен газ. Сегодня на горючем газе, добываемом из подземных газогенераторов акционерного общества открытого типа (АООТ) «Еростигаз», работают два котлоагрегата Ангренской ТЭС. Имея 11 млн тонн промышленных запасов, станция может их значительно увеличить за счёт доразведки прилегающих площадей. Процесс подземной газификации углей устойчив, а производство газа технологично.
Производство энергетического газа осуществляется в подземных газогенераторах на воздушном дутье. Подземный газогенератор представляет собой систему дутьевых и газоотводящих скважин, пробуренных с поверхности земли на пласт угля. Процесс работы подземных газогенераторов состоит из подготовки угольного пласта к газификации при помощи бурения наклонно-горизонтальных скважин, с созданием сплошного фронта газификации, последующей газификации угольного пласта при помощи воздушного дутья.
Образовавшийся в подземных газогенераторах газ с температурой 150–350 градусов Цельсия по системе газопроводов поступает на промплощадку для охлаждения и очистки от пыли. Охлаждённый и обеспыленный газ передаётся по трубопроводам на Ангренскую ТЭС. Передача газа на ТЭС осуществляется за счёт избыточного давления газа при выходе из газоотводящих скважин. Глубина залегания угольного пласта — от 130 до 300 метров, мощность пласта — от 2 до 15 метров.
На станции имеются три буровых участка, воздуходувное отделение компрессорного цеха, насосная, автогараж, ремонтно-механический участок, газогенераторный цех, участок охраны окружающей среды, химическая лаборатория. Труд лаборантов нелёгок: по пересечённой местности им нужно обойти 30 скважин, взять пробы газа на анализ, температура которого свыше 300 градусов Цельсия. Газогенераторный цех (ГГЦ) обслуживает поверхностные коммуникации, по которым транспортируются воздух высокого и среднего давления, собственно газ и побочные продукты газового производства. Совершенствуются и отрабатываются схемы газификации.
Узбекистан — едва ли не единственная страна в мире, которая имеет технологию подземной переработки угля в газ. Это позволяет получать экологически чистое топливо, а со временем позволит отказаться от добычи твёрдого топлива на разрезах и шахтах, от его транспортировки автомобильным и железнодорожным транспортом. Опыт работы предприятия позволил надёжно получать энергетический газ в промышленных масштабах и заменить им в тепловых электростанциях жидкое и твёрдое топливо.
Газ ПГУ как энергетическое топливо превосходит качеством любой уголь. Переработкой твёрдого топлива в газ интересовались угольщики других стран, в Ангрен приезжают представители Индии, Австралии, Малайзии, Китая, Германии.