本發(fā)明涉及煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

煤炭地下氣化技術(shù)是一種將埋藏在地下的煤炭進(jìn)行燃燒，并通過煤的熱作用及化學(xué)作用，產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過程。煤炭地下氣化將傳統(tǒng)的物理采煤變?yōu)榛瘜W(xué)采煤，代替了傳統(tǒng)的建井、采煤、地面氣化過程，具有安全性好、投資少、效益高、污染少等優(yōu)點。為了保證氣化反應(yīng)的正常進(jìn)行，需要正確檢測進(jìn)入進(jìn)氣孔的氣化劑和經(jīng)出氣孔流出的煤氣的溫度、壓力等工藝參數(shù)，并需要不斷調(diào)節(jié)氣化劑和煤氣的流量大小等參數(shù)。

目前，氣化爐設(shè)計完成后，首先施工各個進(jìn)氣孔和出氣孔，然后配置各個進(jìn)氣孔、出氣孔的管道，并在每條管道上均安裝各個進(jìn)氣孔、出氣孔的測控設(shè)備。地下氣化爐的生命周期為4年左右，隨著氣化工藝的進(jìn)行，氣化爐是不斷移動的，氣化爐的出氣孔和進(jìn)氣孔是不斷變化的，當(dāng)氣化反應(yīng)進(jìn)行不到某些進(jìn)氣孔和出氣孔時，在其上配置完成的管道和測控設(shè)備是沒有任何價值的，這就造成了極大的資源浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明提出了一種煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)，旨在解決目前管道和測控設(shè)備的無效占用導(dǎo)致的資源浪費的問題。

一個方面，本發(fā)明提出了一種煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：第一測控裝置和第二測控裝置；其中，第一測控裝置設(shè)置于氣化劑儲罐與進(jìn)氣孔之間，并分別與氣化劑儲罐和進(jìn)氣孔可拆卸地相連通；和/或第二測控裝置設(shè)置于出氣孔與煤氣儲罐之間，并分別與出氣孔和煤氣儲罐可拆卸地相連通；第一測控裝置和第二測控裝置均用于輸送氣體，并測量和控制氣體的流量。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)中，第一測控裝置和第二測控裝置均包括：壓力檢測器、流量檢測器、調(diào)節(jié)閥和溫度檢測器；其中，氣化劑儲罐通過第一管道與進(jìn)氣孔相連通，壓力檢測器、流量檢測器、調(diào)節(jié)閥和溫度檢測器沿進(jìn)氣方向依次連接于第一管道；和/或出氣孔通過第二管道與煤氣儲罐相連通，壓力檢測器、流量檢測器、調(diào)節(jié)閥和溫度檢測器沿出氣方向依次連接于第二管道。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)中，氣化劑儲罐還通過第三管道與進(jìn)氣孔相連通，并且，第三管道設(shè)置有第一閥門；和/或進(jìn)氣孔還通過第四管道與煤氣儲罐相連通，并且，第四管道設(shè)置有第二閥門。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)中，還包括：控制裝置，分別與流量檢測器和調(diào)節(jié)閥電連接，流量檢測器用于獲取氣體的流量，控制裝置用于接收流量并根據(jù)流量控制調(diào)節(jié)閥的開啟、關(guān)閉以及開啟程度。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)中，控制裝置還分別與壓力檢測器和溫度檢測器電連接，壓力檢測器用于獲取氣體的壓力，溫度檢測器用于獲取氣體溫度，控制裝置還用于接收壓力和溫度。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)中，氣化劑儲罐與至少一個進(jìn)氣孔之間設(shè)置有第一測控裝置。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)中，煤氣儲罐與至少一個進(jìn)氣孔之間設(shè)置有第二測控裝置。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)中，還包括：第三閥門和第四閥門；其中，第三閥門和第四閥門分別與第一管道的兩端可拆卸地相連通；第三閥門與氣化劑儲罐相連通，第四閥門與進(jìn)氣孔相連通。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)中，第一管道的第一端與設(shè)置于第一管道的流量檢測器之間的距離為a，a的取值范圍為：在第一管道的第一端與氣化劑儲罐相連通時，a＝l1；在第一管道的第一端通過第三閥門與氣化劑儲罐相連通時，a≥2l1。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)中，還包括：第五閥門和第六閥門；其中，第五閥門和第六閥門分別與第二管道的兩端可拆卸地相連通；第五閥門與出氣孔相連通，第六閥門與煤氣儲罐相連通。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)中，設(shè)置于第二管道的流量檢測器與調(diào)節(jié)閥之間的距離為b，b的取值范圍為：在第二管道的第一端與出氣孔相連通時，b＝l2；在第二管道的第一端通過第五閥門與出氣孔相連通時，b≥2l2。

本發(fā)明中，第一測控裝置與氣化劑儲罐和進(jìn)氣孔均為可拆卸地相連通，和/或第二測控裝置與出氣孔和煤氣儲罐均為可拆卸地相連通，當(dāng)氣化爐由當(dāng)前進(jìn)氣孔推進(jìn)到其他進(jìn)氣孔，和/或由當(dāng)前出氣孔推進(jìn)到其他出氣孔時，只需要將原來的第一測控裝置和/或第二測控裝置拆下，并安裝至下一位置即可，不工作爐孔的測控裝置根本不需要安裝及采購，減少了管道和測控裝置的無效占用，從而降低了煤炭地下氣化工程的測控費用的投入。此外，當(dāng)?shù)谝粶y控裝置和/或第二測控裝置出現(xiàn)故障時，只需將第一測控裝置和/或第二測控裝置拆下，更換上備用的第一測控裝置和/或第二測控裝置即可，方便快捷，保證了煤炭地下氣化工藝的正常進(jìn)行。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例提供的煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)的又一結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

參見圖1，圖中示出了本實施例提供的煤炭地下氣化監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。如圖所示，該系統(tǒng)包括：第一測控裝置1和第二測控裝置2。

其中，第一測控裝置1設(shè)置于氣化劑儲罐3與進(jìn)氣孔4之間，并且，氣化劑儲罐3和進(jìn)氣孔4均與第一測控裝置1可拆卸地相連通，例如螺紋連接或法蘭連接；和/或，第二測控裝置2設(shè)置于出氣孔5與煤氣儲罐6之間，并且，出氣孔5和煤氣儲罐6均與第二測控裝置2可拆卸地相連通，例如螺紋連接或法蘭連接。第一測控裝置1可以將氣化劑儲罐3中的氣化劑輸送至進(jìn)氣孔4內(nèi)，并測量和控制氣化劑的流量，第二測控裝置2可以將出氣孔5中的煤氣輸送至煤氣儲罐6，并測量和控制煤氣的流量。

煤炭地下氣化采煤的體積越大，其經(jīng)濟(jì)效益越明顯，所以一個氣化爐通常會有多個進(jìn)氣孔4和多個出氣孔5。假設(shè)一個氣化爐有n1個進(jìn)氣孔4，但是同時運行的有n2個進(jìn)氣孔4，如果采用本實施例提供的監(jiān)測系統(tǒng)，一般情況下有(1+n2)套第一測控裝置1即能維持進(jìn)氣工藝的正常運行；省去了(n1-1-n2)套的第一測控裝置1的施工、安裝、維修、校驗等費用。出氣孔5的情況也類似。

本實施例中，第一測控裝置1與氣化劑儲罐3和進(jìn)氣孔4均為可拆卸地相連通，和/或第二測控裝置2與出氣孔5和煤氣儲罐6均為可拆卸地相連通，當(dāng)氣化爐由當(dāng)前進(jìn)氣孔4推進(jìn)到其他進(jìn)氣孔4，和/或由當(dāng)前出氣孔5推進(jìn)到其他出氣孔5時，只需要將原來的第一測控裝置1和/或第二測控裝置2拆下，并安裝至下一位置即可，不工作爐孔的測控裝置根本不需要安裝及采購，減少了管道和測控裝置的無效占用，從而降低了煤炭地下氣化工程的測控費用的投入。此外，當(dāng)?shù)谝粶y控裝置1和/或第二測控裝置2出現(xiàn)故障時，只需將第一測控裝置1和/或第二測控裝置2拆下，更換上備用的第一測控裝置1和/或第二測控裝置2即可，方便快捷，保證了煤炭地下氣化工藝的正常進(jìn)行。

上述實施例中，第一測控裝置1和第二測控裝置2均可以包括：壓力檢測器11、流量檢測器12、調(diào)節(jié)閥13和溫度檢測器14。其中，氣化劑儲罐3可以通過第一管道15與進(jìn)氣孔4相連通，壓力檢測器11、流量檢測器12、調(diào)節(jié)閥13和溫度檢測器14沿進(jìn)氣方向依次連接于第一管道15；和/或出氣孔5可以通過第二管道16與煤氣儲罐6相連通，壓力檢測器11、流量檢測器12、調(diào)節(jié)閥13和溫度檢測器14沿出氣方向依次連接于第二管道16。即保證從氣化劑儲罐3輸出的氣化劑首先經(jīng)過流量檢測器12或從出氣孔5輸出的煤氣首先經(jīng)過流量檢測器12，進(jìn)而使流量檢測器12對氣體流量檢測的更加準(zhǔn)確。

上述實施例中，氣化劑儲罐3還可以通過第三管道7與進(jìn)氣孔4相連通，并且，第三管道7上可以設(shè)置有第一閥門8，當(dāng)?shù)谝还艿?5或者第一管道15上的器件發(fā)生故障而不能輸送氣化劑時，還可以通過第三管道7輸送氣化劑，進(jìn)而可以保證煤炭地下氣化工藝的正常運行；和/或進(jìn)氣孔4還可以通過第四管道9與煤氣儲罐6相連通，并且，第四管道9上可以設(shè)置有第二閥門10，當(dāng)?shù)诙艿?6或者第二管道16上的器件發(fā)生故障而不能輸送煤氣時，還可以通過第四管道9輸送煤氣，進(jìn)而可以保證煤炭地下氣化工藝的正常運行。

上述實施例中，還可以包括：控制裝置17?？刂蒲b置17可以分別與第一管道15上的流量檢測器12和調(diào)節(jié)閥13電連接，以及分別與第二管道16上的流量檢測器12和調(diào)節(jié)閥13電連接，第一管道15上的流量檢測器12可以獲取氣化劑的流量，第二管道16上的流量檢測器12可以獲取煤氣的流量，控制裝置17可以接收氣化劑的流量并根據(jù)該流量控制第一管道15上的調(diào)節(jié)閥13的開啟、關(guān)閉以及開啟程度，同時，控制裝置17也可以接收煤氣的流量并根據(jù)該流量控制第二管道16上的調(diào)節(jié)閥13的開啟、關(guān)閉以及開啟程度，以實現(xiàn)對氣化劑流量和煤氣流量的自動調(diào)節(jié)。

上述實施例中，控制裝置17還可以分別與第一管道15上的壓力檢測器11和溫度檢測器14電連接，以及分別與第二管道16上的壓力檢測器11和溫度檢測器14電連接，第一管道15上的壓力檢測器11和溫度檢測器14可以分別獲取氣化劑的壓力和溫度，第二管道16上的壓力檢測器11和溫度檢測器14可以分別獲取煤氣的壓力和溫度，控制裝置17可以接收氣化劑的壓力和溫度以及煤氣的壓力和溫度，以實現(xiàn)對氣化劑的各參數(shù)以及煤氣的各參數(shù)的實時監(jiān)控，進(jìn)而使第一測控裝置1或第二測控裝置2在更換或維修時可以盡快達(dá)到最佳工藝狀態(tài)。

上述各實施例中，進(jìn)氣孔4和出氣孔5均可以為多個，各進(jìn)氣孔4可以共用一個氣化劑儲罐3，各出氣孔5可以共用一個煤氣儲罐6。氣化劑儲罐3與至少一個進(jìn)氣孔4之間設(shè)置有第一測控裝置1，煤氣儲罐6與至少一個進(jìn)氣孔4之間設(shè)置有第二測控裝置2。隨著氣化工藝的不斷進(jìn)行，與氣化劑儲罐3相連通的進(jìn)氣孔4以及與煤氣儲罐6相連通的出氣孔5是不斷變化的，此時，只需將第一測控裝置1和/或第二測控裝置2拆下，并安裝至下一位置的進(jìn)氣孔4和出氣孔5即可。

上述實施例中，還可以包括：第三閥門18和第四閥門19。其中，第三閥門18和第四閥門19可以分別與第一管道15的兩端可拆卸地相連通，例如螺紋連接或法蘭連接。第三閥門18可以與氣化劑儲罐3相連通，第四閥門19可以與進(jìn)氣孔4相連通，通過第三閥門18和第四閥門19可以控制氣化劑的輸送。此外，當(dāng)?shù)谝还艿?5出現(xiàn)故障時，可以通過關(guān)閉第三閥門18和第四閥門19來防止氣化劑的泄漏。具體實施時，第一管道15的兩端可以設(shè)置有第一法蘭22和第二法蘭23，通過第三閥門18與第一法蘭22，以及第四閥門19與第二法蘭23，即可實現(xiàn)第三閥門18、第四閥門19與第一管道15的可拆卸連接。

當(dāng)氣化劑儲罐3通過第三閥門18與第一管道15的第一端(圖1所示的左端)相連通時，第三閥門18會對氣化劑有一定的節(jié)流作用，為了使設(shè)置于第一管道15上的流量檢測器12所檢測到的氣化劑流量更加準(zhǔn)確，需要增加第一管道15的第一端與該管道上的流量檢測器12的進(jìn)氣口之間的距離。具體實施時，第一管道15的第一端與設(shè)置于該管道上的流量檢測器12的進(jìn)氣口之間的距離為a，a的取值范圍為：在第一管道15的第一端直接與氣化劑儲罐3相連通時，a＝l1；在第一管道15的第一端通過第三閥門18與氣化劑儲罐3相連通時，a≥2l1。

上述實施例中，還可以包括：第五閥門20和第六閥門21。其中，第五閥門20和第六閥門21可以分別與第二管道16的兩端可拆卸地相連通，例如螺紋連接或法蘭連接。第五閥門20可以與出氣孔5相連通，第六閥門21可以與煤氣儲罐6相連通，通過第五閥門20和第六閥門21可以控制煤氣的輸送。此外，當(dāng)?shù)诙艿?6出現(xiàn)故障時，可以通過關(guān)閉第五閥門20和第六閥門21來防止煤氣的泄漏。具體實施時，第二管道16的兩端可以設(shè)置有第三法蘭24和第四法蘭25，通過第五閥門20與第三法蘭24，以及第六閥門21與第四法蘭25，即可實現(xiàn)第五閥門20、第六閥門21與第二管道16的可拆卸連接。

當(dāng)出氣孔5通過第五閥門20與第二管道16的第一端(圖1所示的左端)相連通時，第五閥門20會對煤氣有一定的節(jié)流作用，為了使設(shè)置于第二管道16上的流量檢測器12所檢測到的煤氣流量更加準(zhǔn)確，需要增加第二管道16上的流量檢測器12的出氣口與該管道上的調(diào)節(jié)閥13之間的距離。具體實施時，設(shè)置于第二管道16上的流量檢測器12的出氣口與該管道上的調(diào)節(jié)閥13之間的距離為b，b的取值范圍為：在第二管道16的第一端直接與出氣孔5相連通時，b＝l2；在第二管道16的第一端通過第五閥門20與出氣孔5相連通時，b≥2l2。

下面將以第一測控裝置1的正常運行和異常處理方式為例，介紹該系統(tǒng)的工作過程：

煤炭地下氣化工藝正常運行時，如果需要進(jìn)氣孔4進(jìn)氣，則第一閥門8處于關(guān)閉狀態(tài)。氣化劑由氣化劑儲罐3輸出，經(jīng)過第一管道15上的第三閥門18、壓力檢測器11、流量檢測器12、調(diào)節(jié)閥13、溫度檢測器14、第四閥門19以及第一管道15進(jìn)入進(jìn)氣孔4，進(jìn)而與進(jìn)氣孔4連通的煤層發(fā)生反應(yīng)，生成的煤氣由出氣孔5輸出，經(jīng)過第二管道16上的第五閥門20、壓力檢測器11、流量檢測器12、調(diào)節(jié)閥13、溫度檢測器14、第六閥門21以及第二管道16進(jìn)入煤氣儲罐6，此時，第二閥門10也處于關(guān)閉狀態(tài)。

當(dāng)進(jìn)氣孔4需要進(jìn)氣，但控制裝置17卻顯示第一管道15上的流量檢測器12顯示異常或該管道上的調(diào)節(jié)閥13執(zhí)行異常時，有兩種處理方式，具體方式可以根據(jù)工藝的時間要求來選擇。

第一種方式：

首先，打開第一閥門8，使氣化劑通過第一閥門8所在的第三管道7進(jìn)入進(jìn)氣孔4，臨時保證氣化爐的運行。

其次，關(guān)死第三閥門18和第四閥門19，對顯示異常的流量檢測器12或調(diào)節(jié)閥13進(jìn)行維修和調(diào)試。

第二種方式：

首先，打開第一閥門8，使氣化劑通過第一閥門8所在的第三管道7進(jìn)入進(jìn)氣孔4，臨時保證氣化爐的運行。

其次，關(guān)死第三閥門18和第四閥門19，將第三閥門18與第一法蘭22之間的螺栓以及第四閥門19與第二法蘭23之間的螺栓解開，將第一法蘭22與第二法蘭23之間的第一管道15及設(shè)置于第一管道15上的第一測控裝置1拆下，然后更換上備用的第一測控裝置1，或者，更換上氣化劑儲罐3與其他進(jìn)氣孔4之間的第一測控裝置1，這個過程中，需要注意不要將氣化劑的流經(jīng)方向搞反。

再次，按照控制裝置17內(nèi)記錄的原有調(diào)節(jié)閥13的開度來設(shè)定剛更換的調(diào)節(jié)閥13的開度，然后，緩慢打開第三閥門18和第四閥門19，同時，關(guān)閉第一閥門8，使剛更換的流量檢測器12在控制裝置17內(nèi)的示值與原有的流量檢測器12的示值基本接近，此時可將系統(tǒng)投入自動運行。

最后，將拆下的第一測控裝置1進(jìn)行維修調(diào)試。

另外地，如圖2所示，如果氣化爐沒有推進(jìn)其他進(jìn)氣孔4，則氣化劑儲罐3與其他進(jìn)氣孔4之間只有關(guān)死的第三閥門18和第四閥門19，以及第三管道7及其上的第一閥門8。隨著煤炭地下氣化工藝的不斷進(jìn)行，當(dāng)控制裝置17所接收的壓力檢測器11和流量檢測器12的示值逐漸變小時，表明氣化爐的進(jìn)氣孔4的火區(qū)逐漸前移，如圖2所示的箭頭方向，假設(shè)從位于上方的當(dāng)前進(jìn)氣孔4推進(jìn)到位于下方的其他進(jìn)氣孔4，此時在第三閥門18和第四閥門19之間安裝上第一法蘭22、第二法蘭23、位于第一法蘭22和第二法蘭23之間的第一測控裝置1及第一管道15，然后打開第三閥門18和第四閥門19，按照設(shè)定的工藝參數(shù)調(diào)節(jié)運行。需要說明的是，第一法蘭22、第二法蘭23、位于第一法蘭22和第二法蘭23之間的第一測控裝置1以及第一管道15可以作為一個整體進(jìn)行拆卸與安裝。

出氣方向的第二測控裝置2的正常運行和異常處理方式與進(jìn)氣方向的第一測控裝置1的正常運行和異常處理方式相同，此處不再贅述。

綜上，本實施例中，第一測控裝置與氣化劑儲罐和進(jìn)氣孔均為可拆卸地相連通，和/或第二測控裝置與出氣孔和煤氣儲罐均為可拆卸地相連通，當(dāng)氣化爐由當(dāng)前進(jìn)氣孔推進(jìn)到其他進(jìn)氣孔，和/或由當(dāng)前出氣孔推進(jìn)到其他出氣孔時，只需要將原來的第一測控裝置和/或第二測控裝置拆下，并安裝至下一位置即可，不工作爐孔的測控裝置根本不需要安裝及采購，減少了管道和測控裝置的無效占用，從而降低了煤炭地下氣化工程的測控費用的投入。此外，當(dāng)?shù)谝粶y控裝置和/或第二測控裝置出現(xiàn)故障時，只需將第一測控裝置和/或第二測控裝置拆下，更換上備用的第一測控裝置和/或第二測控裝置即可，方便快捷，保證了煤炭地下氣化工藝的正常進(jìn)行。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。