【技术实现步骤摘要】
一种煤矿高低负压抽采瓦斯混配输送发电的装置及方法
本专利技术涉及一种煤矿抽采瓦斯利用技术，特别涉及一种煤矿高低负压抽采瓦斯混配输送发电的装置及方法。
技术介绍
当前我国煤矿瓦斯利用还处在起步阶段，利用率普遍偏低。近十年来，我国井下瓦斯抽采纯量100-130亿m3、利用率为35%左右。据不完全统计，甲烷浓度30%以上的高浓度抽采瓦斯约约占井下抽采瓦斯总量的44%，主要用于内燃机发电和民用燃料，少量用于制LNG、CNG等，利用率约60%；甲烷浓度10%-30%的低浓度抽采瓦斯约占29%，主要用于低浓度瓦斯内燃机发电，利用率约27%；甲烷浓度10%以下的约占27%，利用较少。可见，甲烷浓度低于30%、特别是低于10%的低浓度抽采瓦斯在抽采瓦斯总量中占比大，利用率低，导致整体利用率低下，每年大约排空瓦斯纯量75亿m3，相当于浪费922万吨标准煤和对空排放1.1亿吨CO2。通过调查分析，进入新世纪以来我国经济高速发展，对煤炭的需求量大增，高瓦斯矿区、煤与瓦斯突出矿区的开采力度加大。为了保证煤炭开采过程中安全，新建或扩建的煤矿瓦斯抽采一般采取高负压和低负压同时抽采的方式。高负压抽采是对本煤层进行瓦斯预抽，瓦斯浓度一般较高；低负压抽采是对采煤区的上隅角、临近层和采空区进行抽采，瓦斯浓度一般较低，通常在10%以下或更低。十多年来，我国建设的瓦斯内燃机发电站仅能利用高负压抽采的瓦斯，也就是说利用浓度在10%以的抽采瓦斯。在同一个瓦斯地面抽放站，低负压抽采的浓度低于10%或更低的瓦斯基本对空排放。有些瓦斯发电站尝试将高低负压抽采...
【技术保护点】
1.一种煤矿高低负压抽采瓦斯混配输送发电的装置，其特征是：包括低负压瓦斯阻火泄爆器（4）、低负压瓦斯干式阻火器（5）、A转换阀（6）、B转换阀（7）、引射混配器（8）、瓦斯抑爆装置（10）、混配瓦斯阻火泄爆器（11）、混配瓦斯干式阻火器（12）、瓦斯分流调节阀（13）、在线瓦斯放散器（14）、过滤脱水器（15）、回流水封（18）、内燃机增压器（19）、中冷器（20）、内燃机进气总管（21）、浮子式疏水阀（22）、内燃发电机组（23）、C转换阀（24）、D转换阀（25）、E转换阀（26）、高负压瓦斯干式阻火器（27）、高负压瓦斯阻火泄爆器（28），高负压瓦斯抽采泵通过高负压瓦斯阻火泄爆器（28）、高负压瓦斯干式阻火器（27）E转换阀（26）、C转换阀（24）连通到引射混配器（8），低负压瓦斯抽采泵通过低负压瓦斯阻火泄爆器（4）、低负压瓦斯干式阻火器（5）、A转换阀（6）连通到引射混配器（8），所述引射混配器（8）后端依次连接多组瓦斯抑爆装置（10），经过混配瓦斯阻火泄爆器（11）、混配瓦斯干式阻火器（12）、瓦斯分流调节阀（13）、在线瓦斯放散器（14），再连接到过滤脱水器（15）、回流...
【技术特征摘要】
1.一种煤矿高低负压抽采瓦斯混配输送发电的装置，其特征是：包括低负压瓦斯阻火泄爆器（4）、低负压瓦斯干式阻火器（5）、A转换阀（6）、B转换阀（7）、引射混配器（8）、瓦斯抑爆装置（10）、混配瓦斯阻火泄爆器（11）、混配瓦斯干式阻火器（12）、瓦斯分流调节阀（13）、在线瓦斯放散器（14）、过滤脱水器（15）、回流水封（18）、内燃机增压器（19）、中冷器（20）、内燃机进气总管（21）、浮子式疏水阀（22）、内燃发电机组（23）、C转换阀（24）、D转换阀（25）、E转换阀（26）、高负压瓦斯干式阻火器（27）、高负压瓦斯阻火泄爆器（28），高负压瓦斯抽采泵通过高负压瓦斯阻火泄爆器（28）、高负压瓦斯干式阻火器（27）E转换阀（26）、C转换阀（24）连通到引射混配器（8），低负压瓦斯抽采泵通过低负压瓦斯阻火泄爆器（4）、低负压瓦斯干式阻火器（5）、A转换阀（6）连通到引射混配器（8），所述引射混配器（8）后端依次连接多组瓦斯抑爆装置（10），经过混配瓦斯阻火泄爆器（11）、混配瓦斯干式阻火器（12）、瓦斯分流调节阀（13）、在线瓦斯放散器（14），再连接到过滤脱水器（15）、回流水封（18）、内燃机增压器（19）、中冷器（20）、内燃机进气总管（21）、浮子式疏水阀（22）、内燃发电机组（23）；
在高负压瓦斯抽采泵作用下，较高浓度的抽采瓦斯经由高负压瓦斯输送阀（30）、高负压瓦斯阻火泄爆器（28）、高负压瓦斯干式阻火器（27）、E转换阀（26）、C转换阀（24）进入引射混配器（8），在引射混配器（8）形成高速瓦斯气流，负压引射经由低负压瓦斯输送阀（2）、压瓦斯阻火泄爆器（4）、低负压瓦斯干式阻火器（5）、A转换阀（6）过来的浓度较低的低负压抽采瓦斯，避免两路瓦斯交汇时相互干扰造成瓦斯抽采泵“憋泵”现象，并且高低负压抽采瓦斯在引射混配器（8）内实现均匀混合；
混配瓦斯经由瓦斯抑爆装置（10）、混配瓦斯阻火泄爆器（11）、混配瓦斯干式阻火器（12）、进入在线瓦斯放散器（14），在线瓦斯放散器（14）前设置起旁通放散瓦斯作用的瓦斯分流调节阀（13），根据内燃发电机组（23）的发电需求，调节其开度，保持内燃机调压阀（17）前的混配瓦斯压力传感器（16）不低于3kPa，即维持瓦斯输送管道内压力基本稳定。
2.根据权利要求1所述的煤矿高低负压抽采瓦斯混配输送发电的装置，其特征是：含较多水分的高低负压抽采瓦斯分别经过高负压瓦斯干式阻火器（27）、低负压瓦斯干式阻火器（5）后将大部分水脱除并回流到高负压瓦斯阻火泄爆器（28）、低负压瓦斯阻火泄爆器（4）；来自瓦斯抑爆装置（10）的混配瓦斯经混配瓦斯阻火泄爆器（11）后大部分水分积聚于此，混配瓦斯再经过混配瓦斯干式阻火器（12），进一步脱除混配瓦斯中的水分，并回流到混配瓦斯阻火泄爆器（11），这些液态水从此溢流进入回流水封（18）；混配瓦斯经过滤脱水器（15）进一步脱除水分，并回流到回流水封（18）。汇集的液态水由回流水封（18）排出。混配瓦斯经内燃机调压阀（17）减压稳压后，由内燃机增压器（19）吸入并增压，之后经中冷器（20）冷却降温，进入内燃机进气总管（21），析出的液态水进入浮子式疏水阀（22）后排出。
3.根据权利要求1所述的煤矿高低负压抽采瓦斯混配输送发电的装置，其特征是：所述的瓦斯抑爆装置（10）有二种方式，一种是湿法，即在混配瓦斯输送管道内喷细水雾，细水雾与瓦斯全程连续混合输送；二是干法，即在混配瓦斯管道内监测到火焰时喷二氧化碳；可从两方式中选用其中一种构成瓦斯抑爆系统。
4.根据权利要求1所述的煤矿高低负压抽采瓦斯混配输送发电的装置，其特征是：所述的低负压瓦斯阻火泄爆器（4）和高负压瓦斯阻火泄爆器（28）的结构相同，分别由液位计（4.1）、下多孔板（4.2）、不锈钢丝绒阻火芯（4.3）、上多孔板（4.4）、进气弯管（4.5）、金属结构体（4.6）、泄爆片（4.7）、出气弯管（4.8）、自动补水开关（4.9）、补水阀（4.10）、放水阀（4.11）和水构成，金属结构体（4.6）内腔设有进气弯管（4.5）和出气弯管（4.8），下侧设有不锈钢丝绒阻火芯（4.3）和上多孔板（4.4），顶部设有泄爆片（4.7），所述进气弯管（4.5）的内口穿过不锈钢丝绒阻火芯（4.3）和上多孔板（4.4）伸到金属结构体（4.6）内腔的水中，所述出气弯管（4.8）的入口端位于金属结构体（4.6）的上侧，顶部设有泄爆片（4.7）；抽采瓦斯从进气弯管（4.5）进入水内后再通过不锈钢丝绒阻火芯（4.3）进入金属结构体（4.6）内腔，从出气弯管（4.8）的上端进入出气弯管后流出干湿阻火泄爆器。
5.根据权利要求1所述的煤矿高低负压抽采瓦斯混配输送发电的装置，其特征是：所述的引射混配器（8）由喷嘴（8.1）、负压室（8.2）、瓦斯混合段（8.3）、瓦斯扩散段（8.4）构成，以抽采瓦斯泵为动力，其中一路瓦斯进入喷嘴（8.1），产生高速气流，在负压室（8.2）内形成负压，通过吸气嘴（8.5）抽吸另一路抽采瓦斯，两路抽采瓦斯在瓦斯混合段（8.3）内混配均匀，进入瓦斯扩散段（8.4），混合后的抽采瓦斯压力得到一定的恢复，以此克服两路瓦斯相互干扰，造成瓦斯抽采泵“憋泵”现象。
6.根据权利要求1所述的煤矿高低负压抽采瓦斯混配输送发电的装置，其特征是：所述的瓦斯抑爆装置（10）包括由雾化喷头（10.1）、A连接法兰座（10.2）、B连接法兰座（10.3）、过滤器（10.4）、阀门（10.5）、高压连接水管（10.6）、高压水输送总管（10.7）、混配瓦斯输送管道（10.8）构成，高压水输送总管（10.7）内的高压水依次经过高压连接水管（10.6）、阀门（10.5）、过滤器（10.4）、B连接法兰座（10.3）、A连接法兰座（10.2）进入雾化喷头（10.1）成雾后，与混配瓦斯输送管道（10.8）内的瓦斯顺流混配。
7.根据权利要求1所述的煤矿高低负压抽采瓦斯混配...
【专利技术属性】
技术研发人员：马晓钟，康成奎，张国昌，高松，刘永启，刘瑞祥，
申请(专利权)人：山东理工大学，山东赛威斯新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。