一种低浓度煤矿瓦斯蓄热氧化生产蒸汽装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及矿用低浓度瓦斯应用技术领域，特别涉及一种低浓度煤矿瓦斯蓄热氧化生产蒸汽装置。该装置包括两级瓦斯浓度调节单元、瓦斯蓄热氧化单元、直流式余热回收生产蒸汽单元以及控制系统，每个单元可以单独运行工作，也可以关联运行操作控制，并具有安全连锁保护功能，装置能够有效利用蓄热氧化过剩热生产蒸汽，回收瓦斯资源。本实用新型专利技术采用两级瓦斯浓度调节，能够将瓦斯浓度调节到1.2％V左右，确保进入蓄热氧化器的废气浓度远离甲烷气体爆炸限，氧化燃烧过程稳定，同时装置能够有效利用蓄热氧化过剩热生产蒸汽，在实现环保低碳减排的同时，回收了瓦斯资源，可根据用户需要灵活选择生产蒸汽、生产热水，实现供热、发电和制冷等用途。和制冷等用途。和制冷等用途。

【技术实现步骤摘要】
一种低浓度煤矿瓦斯蓄热氧化生产蒸汽装置


[0001]本技术涉及矿用低浓度瓦斯应用
，特别涉及一种低浓度煤矿瓦斯蓄热氧化生产蒸汽装置。

技术介绍

[0002]目前对于低浓度瓦斯气，浓度在1％以下的煤矿乏风及浓度在3～9％V内的中等浓度瓦斯气，通常由于浓度较低无法直接燃烧利用，目前基于安全考虑一般进行直接放空处理，这样会导致大量资源浪费和环境污染，因此有必要对这类瓦斯气进行回收利用。对于这类低浓度瓦斯气，比较高效的利用途径是采用安全燃烧技术生产蒸汽，但由于这类瓦斯气浓度较低，且瓦斯气中含有空气，常规的燃气锅炉无法直接安全燃烧利用，常用的方法是利用蓄热式换热技术提高低浓度瓦斯的进燃烧室的温度，从而提高低浓度瓦斯气的活化能，实现低浓度瓦斯的安全氧化燃烧利用。
[0003]目前在低浓度瓦斯蓄热式氧化利用过程中，为了提高瓦斯利用率和能量密度，同时又安全避开瓦斯低爆炸限，通常采用中、低浓度瓦斯混合进行浓度调节，满足蓄热式氧化设备的安全进气条件，但目前的浓度调节系统不够完善，当进气瓦斯浓度和气量波动时，存在浓度超标并可能达到瓦斯低爆炸限的安全隐患，并且当进气瓦斯浓度和气量波动时，还可能出现氧化燃烧不彻底，燃烧过程不稳定、设备效率低、一氧化碳和氮氧化物超标等问题。
[0004]申请号为CN202011195475.2的中国专利，公开了一种煤矿低瓦斯高温蓄热氧化制取饱和蒸汽系统，包括依次连接的瓦斯掺混单元、瓦斯氧化单元和蒸汽锅炉单元，瓦斯掺混单元包括瓦斯混合器、空气瓦斯掺混器、第一瓦斯浓度检测仪、第二瓦斯浓度监测仪、安全放散阀、安全阻火器、管道放散阀、切断阀及第二瓦斯浓度检测仪；瓦斯氧化单元包括第一风机、切换阀、第一蓄热室、第二蓄热室、氧化室、燃烧器以及低温烟气排放管道；蒸汽锅炉单元包括高温烟气调节阀、蒸汽锅炉、给水预热器、给水系统、第二风机、排烟管道以及蒸汽输出管道。该煤矿瓦斯高温蓄热氧化制取饱和蒸汽系统能够实现对低浓度瓦斯有效氧化，充分利用瓦斯氧化释放的巨大热量，制取饱和蒸汽，替代煤矿原有燃煤锅炉，但是其氧化燃烧过程产生的热能采用的是自然蒸发式锅炉，存在体积庞大、启动速度慢、安全隐患大等问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是为了解决现有瓦斯浓度调节系统不够完善，当进气瓦斯浓度和气量波动时可能出现氧化燃烧不彻底，燃烧过程不稳定，存在达到瓦斯低爆炸限的安全隐患以及现有低瓦斯高温蓄热氧化制取饱和蒸汽系统采用自然蒸发式锅炉，存在体积大启动速度慢的技术问题，提供一种低浓度煤矿瓦斯蓄热氧化生产蒸汽装置，采用两级瓦斯浓度调节，能够确保进入蓄热氧化器的废气浓度远离甲烷气体爆炸限，能够有效利用蓄热氧化过剩热生产蒸汽，在实现环保低碳减排的同时，回收了瓦斯资源，每个单元可以单独运行
工作，也可以关联运行操作控制。
[0006]本技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种低浓度煤矿瓦斯蓄热氧化生产蒸汽装置，包括依次连接的两级瓦斯浓度调节单元、瓦斯蓄热氧化单元、直流式余热回收生产蒸汽单元以及控制系统，
[0007]所述两级瓦斯浓度调节单元包括低浓度瓦斯管路、中等浓度瓦斯管路、一级混合器和二级混合器，所述低浓度瓦斯管路经低浓度瓦斯引气设备后分三路，第一支路连接至一级混合器的第一进气端，第二支路连接至二级混合器的第一进气端，第三支路连接至低浓度瓦斯回流管路，所述中等浓度瓦斯管路经中等浓度瓦斯引气设备连接至一级混合器的第二进气端，一级混合器的出气端经管路连接至二级混合器的第二进气端，二级混合器的出气端经管路连接有二级混配后浓度检测仪和输送放空切换阀组；
[0008]所述瓦斯蓄热氧化单元包括引气风机、蓄热氧化器和排气筒，所述引气风机的进气端经管路与输送放空切换阀组相连，引气风机的出气端通过进气连接管与进出气切换提升阀的进口管箱相连，进出气切换提升阀的出口管箱与出气连接管相连并通过出口排气筒管路与排气筒相连，进出气切换提升阀设于蓄热氧化器的下部两端，进出气切换提升阀内设有能够与进口管箱、出口管箱及蓄热室相连通的阀腔，阀腔内设置有阀板，进出气切换提升阀的上端设置有用于驱动阀板封堵进口管箱或出口管箱阀口的驱动组件，所述蓄热室内设置有蓄热床，蓄热床的下部设置有整流板和渐次倾斜的导流叶片，所述氧化室上设置有瓦斯燃烧器及火焰监测系统，瓦斯燃烧器及火焰监测系统的点火端位于氧化室内，所述蓄热氧化器的上部设置有深度氧化和均温蓄热床，蓄热氧化器的顶部设置有热烟气出气口，热烟气出气口位于深度氧化和均温蓄热床的上方，所述热烟气出气口连接有烟气排放管；
[0009]所述直流式余热回收生产蒸汽单元包括直流式余热回收炉体、蒸汽取热管、直接排气筒、风机抽气排气筒和引风机，所述直流式余热回收炉体内设置有蒸汽取热管，蒸汽经蒸汽取热管接入至直流式余热回收炉体，直流式余热回收炉体的进气端与烟气排放管相连，直流式余热回收炉体的排气端分别与直接排气筒和风机进口管路相连，所述直接排气筒和风机进口管路上均设置有切换调节阀，所述风机进口管路上设置有引风机，引风机与风机抽气排气筒相连，风机抽气排气筒内设置有排气筒余热取热管；
[0010]所述控制系统分别与低浓度瓦斯引气设备、中等浓度瓦斯引气设备、二级混配后浓度检测仪、输送放空切换阀组、引气风机、驱动组件、瓦斯燃烧器及火焰监测系统、切换调节阀和引风机电连接。
[0011]进一步地，所述蒸汽取热管包括蒸汽取热盘管和连接在其两端的蒸汽进口管和蒸汽出口管，所述蒸汽取热盘管位于直流式余热回收炉体内，所述蒸汽进口管上依次设置有软化水进水泵、第二温度传感器、流量计和流量调节阀，所述蒸汽出口管上依次设置有压力控制阀和汽水分离器，汽水分离器上设置有第二压力传感器，所述软化水进水泵、第二温度传感器、流量计、流量调节阀、压力控制阀和第二压力传感器分别与控制系统电连接。
[0012]进一步地，所述低浓度瓦斯管路上设置有低浓度瓦斯除尘除雾器、低浓度压力检测仪、低浓度检测仪、低浓度流量计和低浓度流量调节阀，所述低浓度瓦斯除尘除雾器设于低浓度瓦斯引气设备前端，所述低浓度压力检测仪、低浓度检测仪、低浓度流量计和低浓度流量调节阀依次设于低浓度瓦斯引气设备后端，所述低浓度压力检测仪、低浓度检测仪、低浓度流量计和低浓度流量调节阀分别与控制系统电连接。
[0013]进一步地，所述中等浓度瓦斯管路上设置有中等浓度瓦斯除尘除雾器、中等浓度压力检测仪、中等浓度检测仪、中等浓度流量计和中等浓度流量调节阀，所述中等浓度瓦斯除尘除雾器设于中等浓度瓦斯引气设备前端，所述中等浓度压力检测仪、中等浓度检测仪、中等浓度流量计和中等浓度流量调节阀依次设于中等浓度瓦斯引气设备后端，所述中等浓度压力检测仪、中等浓度检测仪、中等浓度流量计和中等浓度流量调节阀分别与控制系统电连接。
[0014]进一步地，所述第一支路上设置有一级分流流量计和一级流量调节阀，所述第二支路上设置有二级分流流量计和二级流量调节阀，所述第三支路上设置有低浓度瓦斯回流控制阀，所述一级混合器与二级混合器之间的连接管路上设置有一级混配后低浓度瓦斯浓度检测仪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低浓度煤矿瓦斯蓄热氧化生产蒸汽装置，其特征在于：包括依次连接的两级瓦斯浓度调节单元、瓦斯蓄热氧化单元、直流式余热回收生产蒸汽单元以及控制系统，所述两级瓦斯浓度调节单元包括低浓度瓦斯管路、中等浓度瓦斯管路、一级混合器和二级混合器，所述低浓度瓦斯管路经低浓度瓦斯引气设备后分三路，第一支路连接至一级混合器的第一进气端，第二支路连接至二级混合器的第一进气端，第三支路连接至低浓度瓦斯回流管路，所述中等浓度瓦斯管路经中等浓度瓦斯引气设备连接至一级混合器的第二进气端，一级混合器的出气端经管路连接至二级混合器的第二进气端，二级混合器的出气端经管路连接有二级混配后浓度检测仪和输送放空切换阀组；所述瓦斯蓄热氧化单元包括引气风机、蓄热氧化器和排气筒，所述引气风机的进气端经管路与输送放空切换阀组相连，引气风机的出气端通过进气连接管与进出气切换提升阀的进口管箱相连，进出气切换提升阀的出口管箱与出气连接管相连并通过出口排气筒管路与排气筒相连，进出气切换提升阀设于蓄热氧化器的下部两端，进出气切换提升阀内设有能够与进口管箱、出口管箱及蓄热室相连通的阀腔，阀腔内设置有阀板，进出气切换提升阀的上端设置有用于驱动阀板封堵进口管箱或出口管箱阀口的驱动组件，所述蓄热室内设置有蓄热床，蓄热床的下部设置有整流板和渐次倾斜的导流叶片，所述蓄热氧化器内设置有氧化室，所述氧化室上设置有瓦斯燃烧器及火焰监测系统，瓦斯燃烧器及火焰监测系统的点火端位于氧化室内，所述蓄热氧化器的上部设置有深度氧化和均温蓄热床，蓄热氧化器的顶部设置有热烟气出气口，热烟气出气口位于深度氧化和均温蓄热床的上方，所述热烟气出气口连接有烟气排放管；所述直流式余热回收生产蒸汽单元包括直流式余热回收炉体、蒸汽取热管、直接排气筒、风机抽气排气筒和引风机，所述直流式余热回收炉体内设置有蒸汽取热管，蒸汽经蒸汽取热管接入至直流式余热回收炉体，直流式余热回收炉体的进气端与烟气排放管相连，直流式余热回收炉体的排气端分别与直接排气筒和风机进口管路相连，所述直接排气筒和风机进口管路上均设置有切换调节阀，所述风机进口管路上设置有引风机，引风机与风机抽气排气筒相连，风机抽气排气筒内设置有排气筒余热取热管；所述控制系统分别与低浓度瓦斯引气设备、中等浓度瓦斯引气设备、二级混配后浓度检测仪、输送放空切换阀组、引气风机、驱动组件、瓦斯燃烧器及火焰监测系统、切换调节阀和引风机电连接。2.根据权利要求1所述的一种低浓度煤矿瓦斯蓄热氧化生产蒸汽装置，其特征在于：所述蒸汽取热管包括蒸汽取热盘管和连接在其两端的蒸汽进口管和蒸汽出口管，所述蒸汽取热盘管位于直流式余热回收炉体内，所述蒸汽进口管上依次设置有软化水进水泵、第二温度传感器、流量计和流量调节阀，所述蒸汽出口管上依次设置有压力控制阀和汽水分离器，汽水分离器上设置有第二压力传感器，所述软化水进水泵、第二温度传感器、流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁君，蔡振义，王金海，
申请(专利权)人：亿斯德特种智能装备大连有限公司，
类型：新型
国别省市：