用于矿井低浓度瓦斯回收利用的掺混系统的安全掺混方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于矿井低浓度瓦斯回收利用的掺混系统的安全掺混方法，掺混系统包括瓦斯抽放站、掺混气引风机、气体掺混装置和蓄热氧化装置，瓦斯抽放站和掺混气引风机分别通过管道与气体掺混装置连接，气体掺混装置通过管道与蓄热氧化装置连接，且在对应管道上安装有阀门、浓度监测仪和气体流量监测仪，气体掺混装置还设置有扰流气进口，安全掺混方法是根据蓄热氧化装置要求与浓度监测仪和流量监测仪的在线监测数据，计算需要的掺混气和低浓度瓦斯气的流量，然后向气体掺混装置先通入空气，再通入低浓度瓦斯气。本发明专利技术通过对气体掺混装置设置扰流气进口来增加掺混均匀度，并通过安全掺混方法增加掺混过程的安全性，具有显著应用价值。著应用价值。著应用价值。

【技术实现步骤摘要】
用于矿井低浓度瓦斯回收利用的掺混系统的安全掺混方法


[0001]本专利技术属于低浓度瓦斯利用
，具体涉及一种用于矿井低浓度瓦斯回收利用的掺混系统的安全掺混方法。

技术介绍

[0002]由于煤矿生产流程的设计，我国煤矿在生产过程中通常会产生不同瓦斯浓度的瓦斯气体，其中高浓度瓦斯气可以直接使用，而低浓度瓦斯气特别是通风瓦斯气，由于瓦斯甲烷浓度过低(＜0.3％)且波动大，不利于氧化装置的稳定运行。例如，有效处理超低浓度、气量大的煤矿通风瓦斯气时，最重要、最具有前景的技术则是蓄热氧化技术，而进行蓄热氧化前，需要进行低浓度瓦斯与空气的掺混，形成蓄热氧化装置所需瓦斯浓度的瓦斯混合气。
[0003]直接管道交叉掺混是最常见最简单的掺混方式，但这种掺混方式的气体混合强度较差，常用于对气体浓度均匀性要求不高或者掺混后经长距离输送的场合。现有主要专利技术包括CN201367915Y、CN105032225A和CN105032225A等，而现有主要专利技术则存在着掺混流量不宜过大、掺混均匀度较低、掺混过程压损过大等技术缺陷。另外，由于煤矿井生产过程中产生的低浓度瓦斯气，其主要成分为烷烃类气体，可燃气体均存在着一定的爆炸浓度界限，使得瓦斯混合气对瓦斯浓度具有严格的限制，这就大大增加了瓦斯掺混过程的难度和对安全性的要求。
[0004]针对上述技术难题，本专利技术则是对掺混装置设置不同扰流气进口来增加掺混效果，同时提出了一种优先通入空气其次通入低浓度瓦斯气的安全掺混方法，既增加了掺混装置的掺混效果，获得掺混均匀度较好的瓦斯混合气，还大大增加低浓度瓦斯气与空气掺混的安全性，提升了掺混系统的安全可靠性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、性能可靠、用于矿井低浓度瓦斯回收利用的掺混系统的安全掺混方法。
[0006]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于矿井低浓度瓦斯回收利用的掺混系统的安全掺混方法，其特征在于，掺混系统包括瓦斯抽放站、掺混气引风机、气体掺混装置和蓄热氧化装置，所述气体掺混装置具有低浓度瓦斯气进口、掺混气进口、扰流气进口和瓦斯混合气出口，且低浓度瓦斯气进口和掺混气进口同时布置在气体掺混装置的掺混起始端，扰流气进口布置在气体掺混装置的掺混过程阶段，瓦斯混合气出口布置在气体掺混装置的掺混终止端，所述气体掺混装置的低浓度瓦斯气进口同时连接有第一瓦斯气支管和第二瓦斯气支管，且在第一瓦斯气支管上沿着气体流动方向依次安装有第三快速开关型阀门、第一脱水装置、第二调节阀、第一瓦斯浓度监测仪、第一瓦斯气流量监测仪和第一干式阻火器，在第二瓦斯气支管上沿着气体流动方向依次安装有第四快速开关型阀门、第二脱水装置、第三调节阀、第二瓦斯浓度监测仪、第二瓦斯气流量监测仪和第二干式阻火器，所述气体掺混装置的掺混气进口连接有掺混气支管，且在掺混气支管上安装有第四调节阀
和掺混气流量监测仪，所述气体掺混装置的扰流气进口连接有扰流气支管，且在扰流气支管上安装有第五调节阀和扰流气流量监测仪，所述瓦斯抽放站通过瓦斯气输送管同时与第一瓦斯气支管的进气端和第二瓦斯气支管的进气端连接，且在瓦斯气输送管上沿着气体流动方向依次安装有第一快速开关型阀门、第一调节阀、水封阻火装置、第一水封放散装置、第一压力监测仪和第一瓦斯浓度监测装置，所述第一水封放散装置的进气口安装有第二快速开关型阀门，所述第一瓦斯浓度监测装置设置有三台瓦斯浓度监测仪，所述掺混气引风机通过掺混气输送管同时与掺混气支管的进气端和扰流气支管的进气端连接，且在掺混气输送管上沿着气体流动方向依次安装有第三干式阻火器和第五快速开关型阀门，所述气体掺混装置的瓦斯混合气出口通过瓦斯混合气输送管与蓄热氧化装置连接，且在瓦斯混合气输送管上沿着气体流动方向依次安装有第二瓦斯浓度监测装置、瓦斯混合气流量监测仪、第二水封放散装置、第七快速开关型阀门、第二压力监测仪和瓦斯混合气引风机，所述第二水封放散装置的进气口安装有第六快速开关型阀门，所述第二瓦斯浓度监测装置设置有两台瓦斯浓度监测仪；安全掺混方法是首先根据蓄热氧化装置需要的瓦斯混合气的瓦斯浓度值，确定气体掺混装置所需要输出的瓦斯混合气的瓦斯浓度值，之后利用第一瓦斯浓度监测装置获取来自瓦斯抽放站的低浓度瓦斯气的瓦斯浓度值，并根据所需要的瓦斯混合气的瓦斯浓度值，计算得出需要输送至气体掺混装置的掺混气与低浓度瓦斯气的流量比例值，之后根据蓄热氧化装置需要的瓦斯混合气的流量值，利用获取的低浓度瓦斯气的瓦斯浓度值和所需要的掺混气与低浓度瓦斯气的流量比例值，计算得出需要输送至气体掺混装置的掺混气的流量值和低浓度瓦斯气的流量值，之后优先打开第五快速开关型阀门，打开并调节第四调节阀和第五调节阀，使得来自掺混气引风机的掺混气的流量值等于计算得出需要输送至气体掺混装置的掺混气的流量值，再打开第一快速开关型阀门、第三快速开关型阀门和第四快速开关型阀门，逐步增大第一调节阀、第二调节阀和第三调节阀的开度，由此逐步增加来自瓦斯抽放站的低浓度瓦斯气的流量值，并使得来自瓦斯抽放站的低浓度瓦斯气的流量值达到计算得出需要输送至气体掺混装置的低浓度瓦斯气的流量值，同时利用第二瓦斯浓度监测装置监控气体掺混装置所输出的瓦斯混合气的瓦斯浓度值逐渐增大，并达到蓄热氧化装置需要的瓦斯混合气的瓦斯浓度值。
[0007]进一步的，所述安全掺混方法，其步骤如下：S1：根据蓄热氧化装置的生产工艺要求，确定气体掺混装置需要形成的瓦斯混合气的流量值F0和瓦斯浓度值Q0，利用第一瓦斯浓度监测装置监测来自瓦斯抽放站的低浓度瓦斯气的瓦斯浓度，并获取低浓度瓦斯气的瓦斯浓度值Q1；进入S2步骤的操作；S2：计算需要输送至气体掺混装置的低浓度瓦斯气的流量F1与掺混气的流量F2的比值φ0，为：进入S3步骤的操作；S3：计算需要输送至气体掺混装置的低浓度瓦斯气的流量值F1和掺混气的流量值F2，分别为：
进入S4步骤的操作；S4：首先打开第五快速开关型阀门，打开并调节第四调节阀和第五调节阀，利用掺混气流量监测仪监控掺混气支管的掺混气的流量值F
2c
，利用扰流气流量监测仪监控扰流气支管的扰流气的流量值F
2r
，使得F
2c
+F
2r
＝F2；然后再打开第一快速开关型阀门、第三快速开关型阀门和第四快速开关型阀门，打开并逐步增大第一调节阀、第二调节阀和第三调节阀的开度，利用第一瓦斯气流量监测仪监控第一瓦斯气支管的低浓度瓦斯气的流量值F
1c
，利用第二瓦斯气流量监测仪监控第二瓦斯气支管的低浓度瓦斯气的流量值F
1r
，利用第二瓦斯浓度监测装置监控气体掺混装置输出的瓦斯混合气的瓦斯浓度值Q
0c
，当使得Q
0c
＝Q0时，第一瓦斯气支管和第二瓦斯气支管的低浓度瓦斯气的流量调节停止；进入S5步骤的操作；S5：当Q
0c
＝Q0且F
1c
+F
1r
≠F1时，利用实际测量的F
1c
、F...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于矿井低浓度瓦斯回收利用的掺混系统的安全掺混方法，其特征在于，掺混系统包括瓦斯抽放站(1)、掺混气引风机(31)、气体掺混装置(50)和蓄热氧化装置(58)，所述气体掺混装置(50)具有低浓度瓦斯气进口、掺混气进口、扰流气进口和瓦斯混合气出口，且低浓度瓦斯气进口和掺混气进口同时布置在气体掺混装置(50)的掺混起始端，扰流气进口布置在气体掺混装置(50)的掺混过程阶段，瓦斯混合气出口布置在气体掺混装置(50)的掺混终止端，所述气体掺混装置(50)的低浓度瓦斯气进口同时连接有第一瓦斯气支管(17)和第二瓦斯气支管(27)，且在第一瓦斯气支管(17)上沿着气体流动方向依次安装有第三快速开关型阀门(11)、第一脱水装置(12)、第二调节阀(13)、第一瓦斯浓度监测仪(14)、第一瓦斯气流量监测仪(15)和第一干式阻火器(16)，在第二瓦斯气支管(27)上沿着气体流动方向依次安装有第四快速开关型阀门(21)、第二脱水装置(22)、第三调节阀(23)、第二瓦斯浓度监测仪(24)、第二瓦斯气流量监测仪(25)和第二干式阻火器(26)，所述气体掺混装置(50)的掺混气进口连接有掺混气支管(38)，且在掺混气支管(38)上安装有第四调节阀(34)和掺混气流量监测仪(35)，所述气体掺混装置(50)的扰流气进口连接有扰流气支管(39)，且在扰流气支管(39)上安装有第五调节阀(36)和扰流气流量监测仪(37)，所述瓦斯抽放站(1)通过瓦斯气输送管(9)同时与第一瓦斯气支管(17)的进气端和第二瓦斯气支管(27)的进气端连接，且在瓦斯气输送管(9)上沿着气体流动方向依次安装有第一快速开关型阀门(2)、第一调节阀(3)、水封阻火装置(4)、第一水封放散装置(6)、第一压力监测仪(7)和第一瓦斯浓度监测装置(8)，所述第一水封放散装置(6)的进气口安装有第二快速开关型阀门(5)，所述第一瓦斯浓度监测装置(8)设置有三台瓦斯浓度监测仪，所述掺混气引风机(31)通过掺混气输送管(40)同时与掺混气支管(38)的进气端和扰流气支管(39)的进气端连接，且在掺混气输送管(40)上沿着气体流动方向依次安装有第三干式阻火器(32)和第五快速开关型阀门(33)，所述气体掺混装置(50)的瓦斯混合气出口通过瓦斯混合气输送管(59)与蓄热氧化装置(58)连接，且在瓦斯混合气输送管(59)上沿着气体流动方向依次安装有第二瓦斯浓度监测装置(51)、瓦斯混合气流量监测仪(52)、第二水封放散装置(54)、第七快速开关型阀门(55)、第二压力监测仪(56)和瓦斯混合气引风机(57)，所述第二水封放散装置(54)的进气口安装有第六快速开关型阀门(53)，所述第二瓦斯浓度监测装置(51)设置有两台瓦斯浓度监测仪；安全掺混方法是首先根据蓄热氧化装置(58)需要的瓦斯混合气的瓦斯浓度值，确定气体掺混装置(50)所需要输出的瓦斯混合气的瓦斯浓度值，之后利用第一瓦斯浓度监测装置(8)获取来自瓦斯抽放站(1)的低浓度瓦斯气的瓦斯浓度值，并根据所需要的瓦斯混合气的瓦斯浓度值，计算得出需要输送至气体掺混装置(50)的掺混气与低浓度瓦斯气的流量比例值，之后根据蓄热氧化装置(58)需要的瓦斯混合气的流量值，利用获取的低浓度瓦斯气的瓦斯浓度值和所需要的掺混气与低浓度瓦斯气的流量比例值，计算得出需要输送至气体掺混装置(50)的掺混气的流量值和低浓度瓦斯气的流量值，之后先打开第五快速开关型阀门(33)，打开并调节第四调节阀(35)和第五调节阀(37)，使得来自掺混气引风机(31)的掺混气的流量值等于计算得出需要输送至气体掺混装置(50)的掺混气的流量值，再打开第一快速开关型阀门(2)、第三快速开关型阀门(11)和第四快速开关型阀门(21)，逐步增大第一调节阀(3)、第二调节阀(13)和第三调节阀(23)的开度，由此逐步增加来自瓦斯抽放站(1)的低浓度瓦斯气的流量值，并使得来自瓦斯抽放站(1)的低浓度瓦斯气的流量值达到计算得
出需要输送至气体掺混装置(50)的低浓度瓦斯气的流量值，同时利用第二瓦斯浓度监测装置(51)监控气体掺混装置(50)所输出的瓦斯混合气的瓦斯浓度值逐渐增大，并达到蓄热氧化装置(58)需要的瓦斯混合气的瓦斯浓度值。2.根据权利要求1所述的用于矿井低浓度瓦斯回收利用的掺混系统的安全掺混方法，其特征在于，所述安全掺混方法，其步骤如下：S1：根据蓄热氧化装置(58)的生产工艺要求，确定气体掺混装置(50)需要形成的瓦斯混合气的流量值F0和瓦斯浓度值Q0，利用第一瓦斯浓度监测装置(8)监测来自瓦斯抽放站(1)的低浓度瓦斯气的瓦斯浓度，并获取低浓度瓦斯气的瓦斯浓度值Q1；进入S2步骤的操作；S2：计算需要输送至气体掺混装置(50)的低浓度瓦斯气的流量F1与掺混气的流量F2的比值φ0，为：进入S3步骤的操作；S3：计算需要输送至气体掺混装置(50)的低浓度瓦斯气的流量值F1和掺混气的流量值F2，分别为：进入S4步骤的操作；S4：首先打开第五快速开关型阀门(33)，打开并调节第四调节阀(35)和第五调节阀(37)，利用掺混气流量监测仪(35)监控掺混气支管(38)的掺混气的流量值F
2c
，利用扰流气流量监测仪(37)监控扰流气支管(39)的扰流气的流量值F
2r
，使得F
2c
+F
2r
＝F2；然后再打开...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈菁，何勇，于涛，豆文举，徐家坤，刘锋川，吴宇，
申请(专利权)人：浙江亿扬能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：