專利名稱：煤礦瓦斯發(fā)電站氣源甲烷濃度與壓力自穩(wěn)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種煤礦瓦斯發(fā)電站應(yīng)用的煤礦瓦斯發(fā)電站氣源甲烷濃度與壓力自穩(wěn)定裝置。
背景技術(shù)：
瓦斯是煤礦井下有害氣體的總稱，主要成分為甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)、氮氣(N2),而甲烷占瓦斯總量的80-90%，從狹義概念講，礦井瓦斯就是指甲烷。我國每年因采煤向大氣排放的甲烷氣體達100億立方米，居世界第一位。這些甲烷氣體不僅加劇了大氣污染與溫室效應(yīng)，也造成了不可再生資源的巨大浪費。近年來國家大力發(fā)展利用瓦斯作為燃料發(fā)電技術(shù)，但目前國產(chǎn)的瓦斯發(fā)電機組對氣源的甲烷濃度和壓力有較高穩(wěn)定度的要求，因此，希望氣源供給端的眾抽采與輸送設(shè)備能長期、穩(wěn)定地運行。而煤礦生產(chǎn)中，不僅不同區(qū)域抽采的瓦斯內(nèi)甲烷與二氧化碳等氣體的含量不盡相同，突發(fā)事件、設(shè)備定期檢修也會使部分設(shè)備停止運行，造成氣源總量、氣源內(nèi)甲烷與其它氣體含量以及氣體壓力的劇烈變化，發(fā)電機組無法適應(yīng)而出力大減甚至停機。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的弊端，提供一種能跟隨氣源內(nèi)各類氣體含量與壓力變化，將甲烷與空氣按理想的比例均勻混合、穩(wěn)定壓力，使發(fā)電機組工作在最佳出力點上的煤礦瓦斯發(fā)電站氣源甲烷濃度與壓力自穩(wěn)定裝置。本實用新型為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是所述的瓦斯輸入管道I通過異型法蘭20及混合器16與瓦斯輸出管道17連接，前置傳感器組18、氣源傳感器組19、配氣傳感器組4設(shè)置在瓦斯輸入管道I上，混合器16后直管段連接結(jié)果傳感器組23，前置傳感器組18、氣源傳感器組19、結(jié)果傳感器組23、配氣傳感器組4通過可編程控制器21與可調(diào)風(fēng)機2、可調(diào)閥門5連接，配氣機構(gòu)設(shè)置在瓦斯輸入管道I下部，且通過配氣分配管道24和混合器16連接。本實用新型的有益效果是由于設(shè)計了多組傳感器、混合器(內(nèi)有氣體旋流、擾流體)及配氣機構(gòu)，可將不同區(qū)域抽采而造成的氣源成分不同、和因設(shè)備檢修、突發(fā)事件造成的氣源總量、氣體成分以及氣體壓力劇烈變化的氣源，穩(wěn)定在瓦斯發(fā)電機組額定的工作區(qū)域內(nèi)，并將甲烷與空氣按理想的比例均勻混合，保證進入瓦斯發(fā)電機組內(nèi)的甲烷能完全反應(yīng)，使發(fā)電機組工作在最佳出力點。并顯著提高了能源利用率。

圖I是本實用新型的主視圖具體實施方式
如圖I所示，所述的瓦斯輸入管道I通過異型法蘭20及混合器16與瓦斯輸出管道17連接，前置傳感器組18、氣源傳感器組19、配氣傳感器組4設(shè)置在瓦斯輸入管道I上，混合器16后直管段連接結(jié)果傳感器組23，前置傳感器組18、氣源傳感器組19、結(jié)果傳感器組23、配氣傳感器組4通過可編程控制器21與可調(diào)風(fēng)機2、可調(diào)閥門5連接，配氣機構(gòu)設(shè)置在瓦斯輸入管道I下部，且通過配氣分配管道24和混合器16連接。如圖I所示，所述的配氣機構(gòu)的可調(diào)風(fēng)機2通過配氣管道3與配氣傳感器組4、可調(diào)閥門5連接，維修閥門6設(shè)置在配氣管道3右端，且通過逆止閥7和濕式氣流單向器9連接。如圖I所示，所述的濕式氣流單向器9內(nèi)設(shè)逆止閥門7、且浸入阻燃液體8內(nèi)，水位計10置于濕式氣流單向器9外壁上，放水閥門11和補水閥門12設(shè)置在濕式氣流單向器9右下端。如圖I所示，所述的混合器16外殼左端和異型法蘭20連接，混合器內(nèi)管13設(shè)置在混合腔22內(nèi)，左端連接異型法蘭20，右端出口和設(shè)置在混合器16內(nèi)右端的擾流體15對應(yīng)，旋流導(dǎo)片14安裝在混合器內(nèi)管13上。如圖I所示，所述的異形法蘭20上開有均勻分布與旋流導(dǎo)片14位置對應(yīng)的進氣口，且和配氣分配管道24連接。如圖I所示，所述的混合器16的右端底部設(shè)置儲水包25，放水閥門11安裝在儲水包25的下端。本實用新型的工作原理為輸向瓦斯發(fā)電站的瓦斯氣體經(jīng)輸入管道從混合器內(nèi)管的出口涌出，在擾流體的作用下向管道外徑方向擴散，氣體的甲烷濃度、壓力、溫度、流量與其它氣體濃度等各參數(shù)在途中被前置傳感器組、氣源傳感器組測出，送至可編程控制器。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可編程控制器驅(qū)動可調(diào)風(fēng)機、可調(diào)閥門，在配氣傳感器組的監(jiān)督下輸出流量、壓力與期望值匹配的空氣，經(jīng)配氣管道到達配氣分配管道進入混合器后，被旋流導(dǎo)片整理 成旋轉(zhuǎn)前行的氣流，它與被擾流體整理后的瓦斯狹路相逢，因旋流加長了混合距離，混合效果增強，保證氣體在混合腔內(nèi)均勻混合后，經(jīng)瓦斯輸出管道流向發(fā)電機組。結(jié)果傳感器組是對配比后的氣體進行驗證，如存在偏差，輸出調(diào)整信號給可編程控制器，對配氣量與壓刀進行微調(diào)，達到理想數(shù)值。本實用新型在使用時，瓦斯氣體與擾流體碰撞后，其內(nèi)含的部分水汽將凝結(jié)成水流入儲水包中，積存一定量后，打開放水閥，將其排出。配氣系統(tǒng)故障時，關(guān)閉維修閥門，可保證原瓦斯輸送系統(tǒng)的正常運行。濕式氣流單向器上安裝的放水閥門、補水閥門的作用是將濕式氣流單向器內(nèi)的液位維持在合適的高度范圍內(nèi)；逆止閥門的作用是保證氣流的單向性。目前使用的瓦斯傳感器，對瓦斯變化的反應(yīng)，均存在數(shù)秒至數(shù)十秒的滯后，前置傳感器組與混合器的距離(S)應(yīng)滿足g=J0Y⑴.dt;式中V⑴-氣體流速，T-傳感器滯后時間。
權(quán)利要求1.煤礦瓦斯發(fā)電站氣源甲烷濃度與壓力自穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的瓦斯輸入管道(I)通過異型法蘭(20)及混合器(16)與瓦斯輸出管道(17)連接，前置傳感器組(18)、氣源傳感器組(19)、配氣傳感器組(4)設(shè)置在瓦斯輸入管道(I)上，混合器(16)后直管段連接結(jié)果傳感器組(23)，前置傳感器組(18)、氣源傳感器組(19)、結(jié)果傳感器組(23)、配氣傳感器組(4)通過可編程控制器(21)與可調(diào)風(fēng)機(2)、可調(diào)閥門(5)連接，配氣機構(gòu)設(shè)置在瓦斯輸入管道(I)下部，且通過配氣分配管道(24)和混合器(16)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦瓦斯發(fā)電站氣源甲烷濃度與壓力自穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的配氣機構(gòu)的可調(diào)風(fēng)機(2)通過配氣管道(3)與配氣傳感器組(4)、可調(diào)閥門(5)連接，維修閥門(6)設(shè)置在配氣管道(3)右端，且通過逆止閥(7)和濕式氣流單向器(9)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦瓦斯發(fā)電站氣源甲烷濃度與壓力自穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的濕式氣流單向器(9)內(nèi)設(shè)逆止閥門(7)、且浸入阻燃液體⑶內(nèi)，水位計(10)置于濕式氣流單向器(9)外壁上，放水閥門(11)和補水閥門(12)設(shè)置在濕式氣流單向器(9)右下端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦瓦斯發(fā)電站氣源甲烷濃度與壓力自穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的混合器(16)外殼左端和異型法蘭(20)連接，混合器內(nèi)管(13)設(shè)置在混合腔(22)內(nèi)，左端連接異型法蘭(20)，右端出口和設(shè)置在混合器(16)內(nèi)右端的擾流體(15)對應(yīng)，旋流導(dǎo)片(14)安裝在混合器內(nèi)管(13)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的煤礦瓦斯發(fā)電站氣源甲烷濃度與壓力自穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的異形法蘭(20)上開有均勻分布與旋流導(dǎo)片(14)位置對應(yīng)的進氣口，且和配氣分配管道(24)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的煤礦瓦斯發(fā)電站氣源甲烷濃度與壓力自穩(wěn)定裝置，其特征在于所述的混合器(16)的右端底部設(shè)置儲水包(25)，放水閥門(11)安裝在儲水包(25)的下端。
專利摘要本實用新型公開了一種煤礦瓦斯發(fā)電站應(yīng)用的煤礦瓦斯發(fā)電站氣源甲烷濃度與壓力自穩(wěn)定裝置。所述的瓦斯輸入管道(1)通過異型法蘭(20)及混合器(16)與瓦斯輸出管道(17)連接，前置傳感器組(18)、氣源傳感器組(19)、配氣傳感器組(4)設(shè)置在瓦斯輸入管道(1)上，混合器(16)后直管段連接結(jié)果傳感器組(23)，傳感器組通過可編程控制器(21)與可調(diào)風(fēng)機(2)、可調(diào)閥門(5)連接，配氣機構(gòu)設(shè)置在瓦斯輸入管道(1)下部，且通過配氣分配管道(24)和混合器(16)連接。由于本實用新型設(shè)計了混合器、傳感器組及配氣機構(gòu)，可將甲烷與空氣按理想的比例均勻混合，穩(wěn)定氣體壓力，使發(fā)電機組工作在最佳出刀點，并顯著提高了能源利用率。
文檔編號B01F5/00GK202366630SQ201120550319
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者胡恩翰, 胡瑋琳 申請人:胡瑋琳