一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统技术方案

本发明专利技术属于低浓度瓦斯发电领域，具体涉及一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统，本系统包括：按瓦斯流通方向依次安装在瓦斯输送管路上的安防模块、一级气液分离器、阻爆模块、冷却脱水模块、二级气液分离器、瓦斯过滤器和瓦斯加热装置，所述瓦斯输送管路的起始端为瓦斯抽放管道预留接口，末端为瓦斯发电机组，所述瓦斯抽放管道预留接口与所述安防模块相邻，所述冷却脱水模块和瓦斯加热装置均与所述瓦斯发电机组连接；本系统可以实现在低浓度瓦斯进行发电前脱水的效果更佳，采用三次脱水处理，使进入发电机组的瓦斯含水量降低，提高瓦斯利用率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统


[0001]本专利技术涉及低浓度瓦斯发电领域，具体涉及一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统。

技术介绍

[0002]浓度瓦斯从井下被水环真空泵抽出输送至瓦斯抽放管路后，管道内的温度降低，从而积聚大量冷凝水。为保障低浓度瓦斯的输送安全，在输送管路上都安设水封阻火泄爆器，或采用细水雾与气源混合输送方式，亦会使瓦斯气体中含有大量的水。低浓度瓦斯发电过程中，瓦斯含水和水蒸汽会对发电机组发电造成不利的影响，一、增加热耗：在气缸内，液态水在瓦斯气燃烧时被蒸发，蒸发需要大量的热量，而且这部分热量大都随排烟被带走，这将导致发电机组的热耗增加。
[0003]二、降低出力：液态水在气缸内被蒸发时，会膨胀占据气缸一定的体积；同时原有的气态水也会占据一部分气缸体积，这都将导致气缸有效容积减少，使得无用功的增加，降低了发电机组出力。
[0004]三、降低可用率：水和水蒸气的存在，会导致管道锈蚀、点火困难、火花塞积碳、敲缸等一系列问题，也就导致了停机及维护检修的周期缩短，降低了设备的可靠性。
[0005]四、增加运行维护成本：因为设备可用率降低，增加的运行维护成本随之上升。
[0006]此外，瓦斯输送管路温度高，会降低发电系统运行的可靠性，也会导致气态水含量增高，同样会导致发电效率的下降。一般低浓度瓦斯管道的温度不超过45℃。
[0007]另一方面，现有技术常用的瓦斯冷却装置一般都是独立增加一套冷却系统，这就大大增加了系统的能耗，不够节能。
[0008]因此针对上述问题，针对性的提出一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统。

技术实现思路

[0009]本专利技术就是针对上述中所存在的问题，针对性地设计一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统，使其可以提高脱水效果，防止水和水蒸气进入发电机组。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统，按瓦斯流通方向依次安装在瓦斯输送管路上的安防模块、一级气液分离器、阻爆模块、冷却脱水模块、二级气液分离器、瓦斯过滤器和瓦斯加热装置，所述瓦斯输送管路的起始端为瓦斯抽放管道预留接口，末端为瓦斯发电机组，所述瓦斯抽放管道预留接口与所述安防模块连接，所述瓦斯加热装置与所述瓦斯发电机组连接，瓦斯气体从瓦斯抽放管道预留接口流出后依次通过上述装置，完成脱水后进入瓦斯发电机组进行发电。
[0011]进一步的，所述安防模块包括防逆流装置和水位自控式水封阻火器，按瓦斯气体流通方向所述防逆流装置位于所述水位自控式水封阻火器的前方且均安装在所述瓦斯输送管路上并与所述瓦斯输送管路相通，安防模块用于防止 瓦斯倒流和防止瓦斯高温起火。
[0012]进一步的，所述阻爆模块包括按瓦斯气体流通方向依次安装在所述瓦斯输送管路上的干式阻火器、矿用自动阻爆装置和自动喷粉抑爆装置，所述干式阻火器位于所述一级
气液分离器之后。
[0013]进一步的，所述冷却脱水模块包括热交换器，所述热交换器安装在所述瓦斯输送管路上且位于所述自动喷粉抑爆装置之后，所述热交换器与所述瓦斯发电机组的冷却系统进行可循环连接，从瓦斯发电机组引出冷媒水，冷媒水在热交换器内进行循环，对经过热交换器的瓦斯进行降温，将瓦斯温度降至15℃，使内部气态水变成液态水析出，并通过管道排出，通过降低瓦斯气体的温度来降低气体的含水率。低温冷媒水与瓦斯气体换热后送回模块冷却并流回瓦斯发电机组，通过利用瓦斯发电机组的冷却系统的方式进行冷却瓦斯气体，使本系统无需额外增加冷却装置，降低了本系统的能耗。
[0014]进一步的，所述瓦斯加热装置与所述瓦斯发电机组的缸套进行可循环连接，利用机组高温缸套水加热瓦斯气体，瓦斯在升温的过程中，降低了相对湿度，有利于机组的长期稳定运行。
[0015]进一步的，所述一级气液分离器为折流板加丝网滤芯组合式汽水分离器，用于过滤由瓦斯带来的水汽和灰尘，防止瓦斯管道干式阻火器堵塞，延长其清洗周期的装置。其过滤材料采用不锈钢丝绒，利用拦截、碰撞机理过滤瓦斯中的粉尘颗粒和水。
[0016]进一步的，所述二级气液分离器为机械旋风式气液分离器，采用旋风脱水，设置在发电机组进气支管，防止游离态的水进入机组，保护机组的安全运行。
[0017]本专利技术还提出一种低耗能的瓦斯冷却与脱水方法，包括如下步骤：步骤一：对抽出的瓦斯施加安全防护措施；步骤二：对瓦斯进行第一次的水汽和灰尘的过滤；步骤三：对过滤的瓦斯气体施加防爆保护措施；步骤四：降低瓦斯气体的含水率，进行降温脱水处理；步骤五：对瓦斯气体内的水再次进行分离；步骤六：对瓦斯气体进行精密过滤；步骤七：提高瓦斯气体的温度；步骤八：将瓦斯通入发电机组进行发电。
[0018]进一步的，在所述步骤四中需将瓦斯气体的温度降低至15℃。
[0019]进一步的，在所述步骤七中需将瓦斯气体的温度升高至25℃。
[0020]瓦斯的温度升高后，降低了相对湿度，有利于机组的长期稳定运行。
[0021]综上所述，本专利技术的一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统具有如下的优点和有益技术效果：1.本专利技术一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统采用三次对瓦斯内气体的脱水处理，降低水和水蒸气的含量，提高瓦斯发电的效率；2.本专利技术一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统的阻爆模块能够防止瓦斯在运输途中爆炸发生安全事故；3.本专利技术一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统的冷却脱水模块和瓦斯加热装置均与瓦斯发电机组进行可循环的连接，无需再独立增加冷却装置和加热装置，使系统中的资源利用最大化，节省能耗。
附图说明
[0022]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统的结构示意图；图2是本专利技术一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统的方法步骤图。
[0023]附图中的附图标记为：1
‑
瓦斯抽放管道预留接口；2
‑
安防模块；21
‑
防逆流装置；22
‑
水位自控式水封阻火器；3
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一级气液分离器；4
‑
阻爆模块；41
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干式阻火器；42
‑
矿用自动阻爆装置；43
‑
自动喷粉抑爆装置；5
‑
冷却脱水模块；51
‑
热交换器；52
‑
冷媒水箱；6
‑
二级气液分离器；7
‑
瓦斯过滤器；8
‑
瓦斯加热装置；9
‑
瓦斯发电机组；10
‑
瓦斯输送管路。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件；所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；下面通过参考附图描述的实施例以及方位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统，其特征在于，包括：按瓦斯流通方向依次安装在瓦斯输送管路（10）上的安防模块（2）、一级气液分离器（3）、阻爆模块（4）、冷却脱水模块（5）、二级气液分离器（6）、瓦斯过滤器（7）和瓦斯加热装置（8），所述瓦斯输送管路（10）的起始端为瓦斯抽放管道预留接口（1），末端为瓦斯发电机组（9），所述瓦斯抽放管道预留接口（1）与所述安防模块（2）连接，所述冷却脱水模块（5）和瓦斯加热装置（8）均与所述瓦斯发电机组（9）连接。2.根据权利要求1所述的一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统，其特征在于，所述冷却脱水模块（5）包括热交换器（51），所述热交换器（51）安装在所述瓦斯输送管路（10）上，所述热交换器（51）与瓦斯发电机组（9）的冷却系统可循环连接。3.根据权利要求1所述的一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统，其特征在于，所述瓦斯加热装置（8）与所述瓦斯发电机组（9）的缸套可循环连接。4.根据权利要求1所述的一种低耗能的瓦斯冷却与脱水系统，其特征在于，所述阻爆模块（4）包括按瓦斯气体流通方向依次安装在所述瓦斯输送管路（10）上的干式阻火器（41）、矿用自动阻爆装置（42）和自动喷粉抑爆装置（43），所述干式阻火器（41）位于所述一级气液分离器（3）之后。5.根据权利要求1所述的一种低...

【专利技术属性】
技术研发人员：付华辉，郭彩娥，曹明帅，王锋，付秀云，陈光平，付宏正，
申请(专利权)人：山东辉石能源工程有限公司，
类型：发明
国别省市：