專利名稱：乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種混合系統(tǒng)，特別是一種應(yīng)用于礦井低濃度瓦斯的采集與混合系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
中國作為煤礦資源大國，每年因開采煤礦而產(chǎn)生的瓦斯總量巨大，甲烷濃度高于30%的瓦斯氣體能夠直接回收利用，而大多數(shù)煤礦瓦斯的抽采濃度在10-25%之間，屬于直排范圍，中央風(fēng)井排放的瓦斯?jié)舛纫话阍贠. 75%以下，這些排放瓦斯的總量巨大，卻一直被當(dāng)做廢棄被放空，不僅忽視了其巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也對環(huán)境造成了很大的破壞。近年來，各地逐步開發(fā)了低濃度瓦斯的利用技術(shù)，使可回收利用的乏風(fēng)甲烷濃度降低到了 4%甚至更低的水平。 CN201424957Y的中國專利公開了一種乏風(fēng)氧化裝置瓦斯氣摻混進(jìn)氣系統(tǒng)，用于將超低濃度的礦井乏風(fēng)與較高濃度的抽采瓦斯混合成可回收利用的乏風(fēng)。該系統(tǒng)包含與氧化乏風(fēng)裝置進(jìn)排氣循環(huán)系統(tǒng)相連接的瓦斯進(jìn)氣主管，其通過混合器與瓦斯進(jìn)氣副管連接，混合器安裝在瓦斯主管上，為環(huán)形多分支進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，混合器包括環(huán)形母管和進(jìn)氣支管，環(huán)形母管一端設(shè)有連接管，連接管與瓦斯進(jìn)氣副管連接。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)乏風(fēng)與抽采瓦斯混氣要求，但是配置較為繁瑣的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)，沿程阻力損失較大。CN201375883公開了專利一種利用靜態(tài)混合器摻混煤礦瓦斯氣的裝置，CN201367915號(hào)公開了專利一種利用文丘里引射器摻混煤礦瓦斯氣體的裝置，這兩種裝置的特點(diǎn)均為控制流程較為復(fù)雜，且采用文丘里引射器的混氣裝置，對引射流體的壓力要求較高，且適用的通流流量較小。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，特別是一種應(yīng)用于瓦斯發(fā)電的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)L(fēng)排瓦斯與抽采瓦斯混合，得到一定范圍的超低濃度瓦斯，便于后續(xù)回收利用。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案乏風(fēng)(VAM)采集與混合系統(tǒng)，包括乏風(fēng)井、煤礦瓦斯抽采泵站、百葉窗式集氣罩、帶旁路百葉窗閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。百葉窗式集氣罩安裝在風(fēng)井排放口上方，百葉窗式集氣罩帶有帶旁路百葉窗閥(百葉窗式擋板)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥位于百葉窗式集氣罩和匯集管道前，風(fēng)井通過匯集管道與集氣管道連接，集氣管道與煤礦抽采泵站的運(yùn)輸管道一同并入摻混管道，最后與乏風(fēng)氧化裝置連接。來自煤礦抽采泵站的抽采瓦斯的甲燒，通過一系列甲烷監(jiān)控裝置進(jìn)行控制注入乏風(fēng)管道，與風(fēng)井中濃度為O. 75%以下的風(fēng)排瓦斯混合，混合后的乏風(fēng)進(jìn)入乏風(fēng)氧化裝置中。優(yōu)選的是，為獲得最大瓦斯摧毀量，混合后的乏風(fēng)中的甲烷體積濃度為O. 3-4. 0%。優(yōu)選的是，為獲得高品質(zhì)可用熱，混合后的乏風(fēng)中的甲烷體積濃度為O. 7-2. 0%。[0011]優(yōu)選的是，匯集管道為碳鋼材料。優(yōu)選的是，集氣管道為碳鋼材料。優(yōu)選的是，摻混管道為混凝土或碳鋼材料。優(yōu)選的是，如上所述的摻混管道還包括礦井瓦斯注入柵極、甲烷檢測器、流量計(jì)、溫度計(jì)和壓力變送器中的任意一種或幾種。優(yōu)選的是，瓦斯抽采泵站的運(yùn)輸管道上安裝有甲烷檢測器。優(yōu)選的是，瓦斯抽采泵站出口安裝有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。優(yōu)選的是，乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)外部連接有電腦控制系統(tǒng)，即瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)。優(yōu)選的是，甲烷檢測器與瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)相連接?！?yōu)選的是，瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)通過電路與輸送管道上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥連接。更優(yōu)選的是，瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)通過線路與乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備裝置相連接。如上所述的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，其操作模式包含有自動(dòng)模式、手動(dòng)模式和檢修模式。自動(dòng)模式當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)受到啟動(dòng)、停止或者切換等信號(hào)時(shí)，可以根據(jù)工藝流程按順序自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)停止或者切換相應(yīng)設(shè)備(電動(dòng)閥等)。手動(dòng)模式手動(dòng)狀態(tài)下，可以對乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)中各設(shè)備實(shí)施分步操做，但是各環(huán)節(jié)之間存在先后順序的閉鎖。檢修模式其可以對乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)中的各設(shè)備分別操作，各環(huán)節(jié)之間將不存在先后順序的閉鎖。乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)的工作原理礦井中的乏風(fēng)通過百葉窗式集氣罩進(jìn)行收集，調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)其收集時(shí)的流速大小，收集以后的乏風(fēng)通過碳鋼集氣管道后與抽采瓦斯混合進(jìn)入摻混管道，瓦斯抽采入口安裝有甲烷檢測器，用于檢測抽采瓦斯的甲烷濃度，摻混管道依次安裝有礦井瓦斯注入柵極、流量計(jì)、溫度計(jì)、甲烷檢測器和壓力變送器，用于檢測計(jì)算甲烷的混合情況。系統(tǒng)通過甲烷檢測器檢測混合后甲烷濃度是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的范圍，從而確定動(dòng)態(tài)連續(xù)混氣裝置的混氣精度，然后將信號(hào)傳遞給瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出指令，根據(jù)監(jiān)測到的瓦斯?jié)舛茸兓O(jiān)控輸送管道上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，對進(jìn)入摻混裝置內(nèi)的瓦斯量進(jìn)行監(jiān)控調(diào)節(jié)，從而使混合后的乏風(fēng)瓦斯?jié)舛仁冀K保持在設(shè)置范圍內(nèi)。具體地說，當(dāng)甲烷檢測器檢測到的混合后的乏風(fēng)中甲烷濃度低于最小設(shè)定值時(shí)，檢測器將濃度信號(hào)傳遞給外部電腦控制系統(tǒng)，通過電腦控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，適當(dāng)關(guān)小集氣罩的調(diào)節(jié)閥，然后增大抽采瓦斯的流速，直到混合后的乏風(fēng)濃度符合要求；當(dāng)甲烷檢測其檢測到混合后的乏風(fēng)中甲烷濃度高于最大設(shè)定值時(shí)，同樣地，檢測器將濃度信號(hào)傳遞給外部電腦控制系統(tǒng)，通過電腦控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，適當(dāng)減小煤礦瓦斯抽采泵站的抽采瓦斯的流速，同時(shí)開大集氣罩的調(diào)節(jié)閥，如此調(diào)節(jié)，直到混合后的乏風(fēng)濃度符合要求。對于瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的操作，可以根據(jù)情況采取自動(dòng)模式、手動(dòng)模式或檢修模式。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，其能夠?qū)⒛壳爸苯优欧诺娇諝庵械姆︼L(fēng)，與抽采瓦斯混合成一定濃度的能夠直接氧化摧毀利用的超低濃度瓦斯。其特征在于，能夠根據(jù)后續(xù)瓦斯利用的需要，對混合后的瓦斯?jié)舛确秶M(jìn)行較為精確的調(diào)節(jié)為獲得最大瓦斯摧毀量時(shí)選擇將乏風(fēng)與抽采瓦斯混合為濃度
O.3-4%，為獲得高品質(zhì)可用熱時(shí)選擇將乏風(fēng)與抽采瓦斯混合為濃度O. 7-2%。
圖I為按照本實(shí)用新型的一礦井乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實(shí)施例的示意圖；圖中各部件編號(hào)分別為1_乏風(fēng)井；2_百葉窗式集氣罩；3_電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；4_匯集管道；5_碳鋼集氣管道；6_煤礦瓦斯抽采泵站；7_摻混管道；8_瓦斯注入柵極；9_甲烷檢測器；10_甲烷檢測器；11-流量計(jì)；12-溫度計(jì)；13-壓力變送器；14-乏風(fēng)氧化裝置。
具體實(shí)施方式
為了更清楚地理解本發(fā)明，
以下結(jié)合附圖描述一個(gè)本實(shí)用新型的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例。圖示的按照本實(shí)用新型的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)的實(shí)施例包括乏風(fēng)井I、百葉窗式集氣罩2、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥3、匯集管道4、碳鋼集氣管道5、瓦斯抽采泵站6、摻混管道 7、礦井瓦斯注入柵極8、甲烷檢測器9、甲烷檢測器10、流量計(jì)11、溫度計(jì)12和壓力變送器13。百葉窗式集氣罩2安裝在乏風(fēng)井I排放口上方，帶旁路百葉窗閥，采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥3安裝在集氣罩后，其位于百葉窗式集氣罩2和匯集管道4前，乏風(fēng)井I通過匯集管道4與碳鋼集氣管道5連接，碳鋼集氣管道5與煤礦瓦斯抽采泵站6的運(yùn)輸管道一同并入摻混管道7，然后與氧化乏風(fēng)裝置14連接，甲烷檢測器10位于煤礦瓦斯抽采泵站的運(yùn)輸管道上，用于檢測抽采泵站的瓦斯注入濃度。摻混管道包括礦井瓦斯注入柵極8、甲烷檢測器，9、流量計(jì)11、溫度計(jì)12和壓力變送器13。實(shí)施例I 一種乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，包含乏風(fēng)井、百葉窗式集氣罩、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、匯集管道、碳鋼集氣管道、瓦斯抽采泵站、摻混管道、礦井瓦斯注入柵極、甲烷檢測器、流量計(jì)、溫度計(jì)和壓力變送器。百葉窗式集氣罩安裝在乏風(fēng)井排放口上方，帶旁路百葉窗閥，采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝在集氣罩后，其位于百葉窗式集氣罩和匯集管道前，乏風(fēng)井通過匯集管道與碳鋼集氣管道連接，碳鋼集氣管道與煤礦瓦斯抽采泵站的運(yùn)輸管道一同并入摻混管道，然后與氧化乏風(fēng)裝置連接，甲烷檢測器位于煤礦瓦斯抽采泵站的運(yùn)輸管道上，用于檢測抽采泵站的瓦斯注入濃度。摻混管道包括礦井瓦斯注入柵極、甲烷檢測器、流量計(jì)、溫度計(jì)和壓力變送器。將瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)為自動(dòng)模式狀態(tài)，當(dāng)甲烷檢測器檢測到的混合后的乏風(fēng)中甲烷濃度低于O. 3%時(shí)，檢測器將濃度信號(hào)傳遞給瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，通過瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，適當(dāng)關(guān)小集氣罩的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，然后增大抽采瓦斯的流速，直到混合后的乏風(fēng)濃度控制在甲烷體積濃度為O. 3-4. 0%的范圍內(nèi)。實(shí)施例2 —種乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，包含乏風(fēng)井、百葉窗式集氣罩、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、匯集管道、碳鋼集氣管道、瓦斯抽采泵站、摻混管道、礦井瓦斯注入柵極、甲烷檢測器、流量計(jì)、溫度計(jì)和壓力變送器。百葉窗式集氣罩安裝在乏風(fēng)井排放口上方，帶旁路百葉窗閥，采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝在集氣罩后，其位于百葉窗式集氣罩和匯集管道前，乏風(fēng)井通過匯集管道與碳鋼集氣管道連接，碳鋼集氣管道與煤礦瓦斯抽采泵站的運(yùn)輸管道一同并入摻混管道，然后與氧化乏風(fēng)裝置連接，甲烷檢測器位于煤礦瓦斯抽采泵站的運(yùn)輸管道上，用于檢測抽采泵站的瓦斯注入濃度。摻混管道包括礦井瓦斯注入柵極、甲烷檢測器、流量計(jì)、溫度計(jì)和壓力變送器，瓦斯抽采泵站的輸入管道還安裝有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。將瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)為自動(dòng)模式狀態(tài)，當(dāng)甲烷檢測其檢測到混合后的乏風(fēng)中甲烷濃度高于
4.0%時(shí)，檢測器將濃度信號(hào)傳遞給瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，通過瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，適當(dāng)減小煤礦瓦斯抽采泵站的抽采瓦斯的流速，同時(shí)開大集氣罩的調(diào)節(jié)閥，如此調(diào)節(jié)，直到混合后的乏風(fēng)濃度符合要求。實(shí)施例3 —種乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，包含乏風(fēng)井、百葉窗式集氣罩、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、匯集管道、碳鋼集氣管道、瓦斯抽采泵站、摻混管道、礦井瓦斯注入柵極、甲烷檢測器、流量計(jì)、溫度計(jì)和壓力變送器。百葉窗式集氣罩安裝在乏風(fēng)井排放口上方，帶旁路百葉窗閥，采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝在集氣罩后，其位于百葉窗式集氣罩和匯集管道前，乏風(fēng)井通過匯集管道與碳鋼集氣管道連接，碳鋼集氣管道與煤礦瓦斯抽采泵站的運(yùn)輸管道一同并入摻混管道，然后與氧化乏風(fēng)裝置連接，甲烷檢測器位于煤礦瓦斯抽采泵站的運(yùn)輸管道上，用于檢測抽采泵站的瓦斯注入濃度。摻混管道包括礦井瓦斯注入柵極、甲烷檢測器、流量計(jì)、溫度計(jì)和壓力變送器，瓦斯抽采泵站的運(yùn)輸管道上還安裝有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。將瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)為自動(dòng)模式狀態(tài)，通過甲烷檢測器將檢測到的濃度信號(hào)傳遞給瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，再經(jīng)過瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，開大或關(guān)小調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)抽采瓦斯和風(fēng)井中超低濃度瓦斯的流速，使混合后的乏風(fēng)中甲烷體積濃度控制在O. 7-2. 0%范圍內(nèi)。礦井中的乏風(fēng)通過百葉窗式集氣罩進(jìn)行收集，調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)其收集時(shí)的流速大 小，收集以后的乏風(fēng)通過碳鋼集氣管道的運(yùn)輸然后與抽采瓦斯混合進(jìn)入摻混管道，瓦斯抽采入口安裝有甲烷檢測器，用于檢測抽采瓦斯的甲烷濃度，摻混管道依次安裝有礦井瓦斯注入柵極、流量計(jì)、溫度計(jì)、甲烷檢測器和壓力變送器，用于檢測計(jì)算甲烷的混合情況。瓦斯在摻混管道中混合成濃度為O. 3-4. 0%的乏風(fēng)后進(jìn)入后續(xù)乏風(fēng)氧化利用裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，按照本實(shí)用新型的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)包括了上述各部分的任意組合。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不能限定本實(shí)用新型，可以肯定的是凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，包括乏風(fēng)井、煤礦瓦斯抽采泵站、百葉窗式集氣罩、帶旁路百葉窗閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；百葉窗式集氣罩安裝在風(fēng)井排放口上方，百葉窗式集氣罩帶有帶旁路百葉窗閥，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥位于百葉窗式集氣罩和匯集管道前，風(fēng)井通過匯集管道與集氣管道連接，集氣管道與煤礦抽采泵站的運(yùn)輸管道一同并入摻混管道，最后與乏風(fēng)氧化裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，其特征在于匯集管道為碳鋼材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，其特征在于集氣管道為碳鋼材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，其特征在于摻混管道為混凝土或碳鋼材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，其特征在于摻混管道還包括礦井瓦斯注入柵極、流量計(jì)、溫度計(jì)和壓力變送器中的任意一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，其特征在于瓦斯抽采泵站的運(yùn)輸管道上安裝有甲烷檢測器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，其特征在于瓦斯抽采泵站的出口安裝有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，其特征在于乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)外部連接有瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，其特征在于甲烷檢測器與瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，其特征在于瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)通過電路與輸送管道上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，其特征在于瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)通過線路與乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)中的各檢測及調(diào)節(jié)裝置相連接。
專利摘要一種乏風(fēng)采集與混合系統(tǒng)，包含乏風(fēng)井、煤礦瓦斯抽采泵站、百葉窗式集氣罩、帶旁路百葉窗閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。百葉窗式集氣罩安裝在風(fēng)井排放口上方，百葉窗式集氣罩帶有帶旁路百葉窗閥，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥位于百葉窗式集氣罩和匯集管道前，風(fēng)井通過匯集管道與集氣管道連接，集氣管道與煤礦抽采泵站的運(yùn)輸管道一同并入地下?lián)交旃艿?，最后與乏風(fēng)氧化裝置連接。其能夠根據(jù)后續(xù)瓦斯利用的需要，對混合后的瓦斯?jié)舛确秶M(jìn)行較為精確的調(diào)節(jié)，例如為獲得最大瓦斯摧毀量時(shí)選擇乏風(fēng)與抽采瓦斯混合為濃度0.3-4%，為獲得高品質(zhì)可用熱時(shí)選擇乏風(fēng)與抽采瓦斯混合為濃度0.7-2%。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)范圍可根據(jù)需要改變，并且容易操作等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01F3/02GK202690117SQ201220330308
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者何勇, 于萬紀(jì) 申請人:浙江億揚(yáng)能源科技有限公司