CN102944020A

CN102944020A - 一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统

Info

Publication number: CN102944020A
Application number: CN2012105153216A
Authority: CN
Inventors: 龙伍见; 逄锦伦; 文光才; 霍春秀; 刘胜; 邱飞; 杨娟; 康建东; 林雪峰; 高鹏飞; 王艺树; 岳建平
Original assignee: CHINA COAL SCIENCE AND INDUSTRY GROUP CHONGQING RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: CHINA COAL SCIENCE AND INDUSTRY GROUP CHONGQING RESEARCH INSTITUTE
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2013-02-27

Abstract

本发明属于使用流体燃料的燃烧方法或设备，具体是涉及一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统包括火炬焚烧炉，火炬焚烧炉内设置有不少于1套燃烧系统，所述每套燃烧系统包括不少于1件金属纤维燃烧器，与每级燃烧系统相连接的管道和设置在管道上依次连接的自动阻爆阀门、泄爆器、水封阻火泄爆装置、气液分离除尘器、放空阀、防爆电动阀、引射器和分配器，还包括PLC控制系统、安装在火炬焚烧炉炉底或侧壁上的吹扫风机以及设置在引射器上的变频鼓风机和电动调节阀。本发明一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统结构简单、安全可靠、使用成本低、且能够大规模的安全销毁爆炸范围的瓦斯气体。

Description

一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统

技术领域

本发明属于使用流体燃料的燃烧方法或设备，具体是涉及一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统。

背景技术

在煤矿开采中瓦斯的传统处理方式为直接排放，目前在国内外还没有大规模的安全销毁爆炸范围的瓦斯气体的设备应用于煤矿领域，中国专利CN101329067A说明书公开了一种煤矿瓦斯焚烧火炬，包括燃烧器、瓦斯输送管道、空气供给系统、电子点火系统和电器控制系统，其中燃烧器包括外壳以及内安装的保温层、保温层中部安装的蓄热蜂窝陶瓷及其支架，该支架下端安装的比例混合器及多头混合气体喷嘴，瓦斯气体通过与比例混合器连接的瓦斯输送管道，进入同时与空气供给统系连接的比例混合器后经过混合气体喷嘴均布进入蓄热蜂窝陶瓷内，进行稀薄燃烧。该煤矿瓦斯焚烧火炬采用蓄热蜂窝陶瓷燃烧器，价格昂贵、使用寿命短、设备成本高，另外并不能够大规模的安全销毁爆炸范围的瓦斯气体。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统，该一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统结构简单、安全可靠、使用成本低、且能够大规模的安全销毁爆炸范围的瓦斯气体。

为了解决上述技术问题，本发明一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统包括火炬焚烧炉、瓦斯输送安全保障系统、空气供给系统、自动点火装置和PLC控制系统，所述火炬焚烧炉内设置有不少于1套燃烧系统，所述每套燃烧系统包括不少于1件金属纤维燃烧器；

所述瓦斯输送安全保障系统包括与每套燃烧系统相连接的管道和设置在管道上依次连接的自动阻爆阀门、泄爆器、水封阻火泄爆装置、气液分离除尘器、放空阀、防爆电动阀、引射器和分配器；

所述空气供给系统包括安装在火炬焚烧炉炉底或底部侧壁上的吹扫风机以及设置在引射器上的变频鼓风机和电动调节阀；

所述PLC控制系统包括控制柜、安装在火炬焚烧炉内且不少于1套的温度传感器，安装在瓦斯输送安全保障系统的瓦斯浓度传感器、压力传感器和流量传感器；

所述每套燃烧系统与分配器之间管道上设置有防爆电动阀Ⅰ和金属纤维阻火器。

进一步，在所述火炬焚烧炉内设置有1套一级燃烧系统、1套二级燃烧系统和1套三级燃烧系统共3套燃烧系统。

进一步，所述PLC控制系统还包括声光报警装置和语音提示装置。

进一步，所述泄爆器与水封阻火泄爆装置之间管道上设置有喷粉抑爆装置、压力传感器Ⅰ和粉尘清扫装置，在所述气液分离除尘器与防爆电动阀之间管道上设置有火焰传感器。

进一步，所述引射器与防爆电动阀之间管道上设置有瓦斯浓度传感器和流量传感器、所述引射器与分配器之间设置有瓦斯浓度传感器Ⅰ和流量传感器Ⅰ，所述防爆电动阀Ⅰ与金属纤维阻火器之间管道上均设置有压力传感器Ⅱ和流量传感器Ⅱ。

进一步，所述火炬焚烧炉炉体上安装有观察孔。

本发明的有益效果在于：

1、本发明一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统通过采用金属纤维燃烧器作为瓦斯焚烧的燃烧器和采用PLC控制系统监控瓦斯气体浓度和压力并通过空气供给系统进行混合气体，使瓦斯气体浓度处于最佳燃烧范围内，本发明带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统结构简单、安全可靠、使用成本低；

2、本发明一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统可以设置有多级燃烧系统，并通过设置有多级燃烧系统和PLC控制级燃烧系统能够大规模的安全销毁爆炸范围的瓦斯气体，在本发明设有3套燃烧系统的一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统，能够安全销毁流量范围在0-1000m3/内的爆炸浓度瓦斯气体；

3、本发明一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统通过设置有声光报警装置和语音提示装置，使工人操作更方便、更安全和降低瓦斯焚烧设备故障。

附图说明

图1为本发明一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统的结构示意图；

图2为图1中所示火炬焚烧炉的内部结构示意图；

图3为本发明一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统操作流程图。

附图标记：1-自动阻爆阀门；2-泄爆器；3-喷粉抑爆装置；4-压力传感器Ⅰ；5-粉尘清扫装置；6-水封阻火泄爆装置；7-气液分离除尘器；8-火焰传感器；9-防爆电动阀；10-放空阀；11-放空管；12-瓦斯浓度传感器；13-流量传感器；14-引射器；15-电动调节阀；16-瓦斯浓度传感器Ⅰ；17-流量传感器Ⅰ；18-防爆电动阀Ⅰ；19-手动阀门Ⅱ；20-压力传感器Ⅱ；21-流量传感器Ⅱ；22-金属纤维阻火器；23-火炬焚烧炉；24-吹扫风机；25-一级燃烧系统；26-二级燃烧系统；27-三级燃烧系统；28-金属纤维燃烧器；29-温度传感器；30-安全门；31-观察孔；32-遮雨帽；33-控制柜；34-分配器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示为本发明一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统的结构示意图；如图2所示为图1中所示火炬焚烧炉的内部结构示意图；如图3所示为本发明一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统操作流程图；本发明一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统包括火炬焚烧炉23、瓦斯输送安全保障系统、空气供给系统、自动点火装置和PLC控制系统，所述火炬焚烧炉23内设置有不少于1套燃烧系统，所述每套燃烧系统包括不少于1件金属纤维燃烧器28；

所述瓦斯输送安全保障系统包括与每套燃烧系统相连接的管道和设置在管道上依次连接的自动阻爆阀门1、泄爆器2、水封阻火泄爆装置6、气液分离除尘器7、放空阀10、防爆电动阀9、引射器14和分配器34；

所述空气供给系统包括安装在火炬焚烧炉23炉底或底部侧壁上的吹扫风机24以及设置在引射器14上的变频鼓风机和电动调节阀15；

所述PLC控制系统包括控制柜33、安装在火炬焚烧炉23内且不少于1套的温度传感器29，安装在瓦斯输送安全保障系统的瓦斯浓度传感器、压力传感器和流量传感器；

所述每套燃烧系统与分配器34之间管道上设置有防爆电动阀Ⅰ18和金属纤维阻火器22，本发明通过采用金属纤维燃烧器28作为瓦斯焚烧的燃烧器和采用PLC控制系统监控瓦斯气体浓度和压力并通过空气供给系统进行混合气体，降低瓦斯气体浓度使瓦斯气体浓度处于可安全燃烧范围内，本发明带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统结构简单、安全可靠、使用成本低。

进一步，在所述火炬焚烧炉23内设置有1套一级燃烧系统25、1套二级燃烧系统26和1套三级燃烧系统27共3套燃烧系统，本实施例优选的通过设置有3套燃烧系统，通过PLC控制3套燃烧系统能够安全销毁流量在0-1000m3/范围内的瓦斯气体。

进一步，所述PLC控制系统还包括声光报警装置和语音提示装置，本实施例通过设置有声光报警装置和语音提示装置，使工人操作更方便、更安全和降低瓦斯焚烧设备故障。

进一步，所述泄爆器2与水封阻火泄爆装置6之间管道上设置有喷粉抑爆装置3、压力传感器Ⅰ4和粉尘清扫装置5，在所述气液分离除尘器与防爆电动阀之间管道上设置有火焰传感器8，本实施例通过设置火焰传感器8检测到的火焰和光信号后，迅速自动启动喷粉抑爆装置3和自动阻爆阀门1，避免爆炸，防爆效果更好，安全性更高。

进一步，所述引射器14与防爆电动阀9之间管道上设置有瓦斯浓度传感器12和流量传感器13、所述引射器14与分配器34之间设置有瓦斯浓度传感器Ⅰ16和流量传感器Ⅰ17，所述防爆电动阀Ⅰ18与金属纤维阻火器22管道上均设置有手动阀门Ⅱ19、压力传感器Ⅱ20和流量传感器Ⅱ21，本实施例采用这样结构能够快速反映出瓦斯气体中的压力和流量情况，后根据PLC控制系统进行协调空气供给系统和3套燃烧系统的工作情况，使带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统的工作效率更好、工作稳定、安全性更好。

进一步，所述火炬焚烧炉23炉体上安装有观察孔31，通过采用观察孔31可以随时观察瓦斯焚烧系统的工作状态，同时还可以通过观察孔31进行摄像实时记录的效果，在火炬焚烧炉23炉体上还开有安全门30，在检修时，检修工人通过安全门30方便进入火炬焚烧炉进行维护，在火炬焚烧炉23顶部设置有遮雨帽32，用于起到遮雨的效果。

本实施例一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统中设有3级燃烧系统的操作过程如下：

1）开启控制柜33，打开监控系统，手动打开瓦斯气体进气管路阀门，气体经过自动阻爆阀门1、泄爆器2、喷粉抑爆装置3、压力传感器Ⅰ4、粉尘清扫装置5、水封阻火泄爆装置6、气液分离除尘器7、喷粉抑爆装置8、防爆电动阀9、瓦斯浓度传感器12、流量传感器13和引射器14、经引射器14配气后气体浓度混到10%左右，再经瓦斯浓度传感器Ⅰ16、流量传感器Ⅰ17、分配器34、防爆电动阀Ⅰ18、手动阀门Ⅰ19、压力传感器Ⅱ20、流量传感器Ⅱ21以及金属纤维阻火器Ⅰ22后，混合气体被送至火炬焚烧炉23内安装的金属纤维燃烧器28内，点火装置自动点火。

2）火焰检测装置检测是否点火成功。

3）点火成功则语音提示“点火成功”。

4）点火未成功，声光报警（语音提示“点火失败”），同时 PLC控制系统自动切断瓦斯气体进气管路上的防爆电动阀9、防爆电动阀Ⅰ18（声光报警，语音提示“立即关闭手动阀门”），开启火炬焚烧炉23炉体上安装的鼓风机24进行吹扫，关闭瓦斯气体进气管路上的手动阀门，再打开防爆电动阀9、防爆电动阀Ⅰ18、防爆电动阀Ⅱ和防爆电动阀Ⅲ，火炬焚烧炉23炉内的瓦斯浓度传感器Ⅱ检测到瓦斯浓度低于1%时，可以停止鼓风机24吹扫，打开瓦斯气体进气管路上的手动阀门，继续重新点火。

5）监控软件通过流量传感器Ⅰ17检测到混后气体流量在0-200m3/h时，控制一级燃烧系统25的防爆电动阀Ⅰ开启，实现一级燃烧，用（黄）色进行显示；当流量在 200m3/h～600m3/h时，声光提示并控制二级燃烧系统26的防爆电动阀Ⅱ开启，实现二级燃烧,用（绿）色进行显示；当流量在 600m3/h～1000m3/h时，声光提示并控制三级燃烧系统27的防爆电动阀Ⅲ开启，实现三级燃烧,用（黄）色进行显示。当流量超过1000m3/h时，声光报警（语音提示“流量超限”）并控制放空阀10中的常闭电动阀门开启，瓦斯气体经放空阀10上设置的放空管11进行放空。如流量未降至1000m3/h，则迅速切断瓦斯气体进气管路上的打开防爆电动阀9、防爆电动阀Ⅰ、防爆电动阀Ⅱ和防爆电动阀Ⅲ（声光报警，语音提示“立即关闭手动阀门”），吹扫风机24启动进行吹扫，关闭瓦斯气体进气管路上的手动阀门，再打开防爆电动阀9、防爆电动阀Ⅰ、防爆电动阀Ⅱ和防爆电动阀Ⅲ。

6）在火炬系统正常工作后，火焰检测装置检测不到火焰时，声光报警（语音提示“火焰熄灭”），同时切断瓦斯气体进气管路上的防爆电动阀9、防爆电动阀Ⅰ、防爆电动阀Ⅱ和防爆电动阀Ⅲ（声光报警，语音提示“立即关闭手动阀门”），开启火炬上安装的吹扫风机24进行吹扫，关闭瓦斯气体进气管路上的手动阀门，再打开防爆电动阀9、防爆电动阀Ⅰ、防爆电动阀Ⅱ和防爆电动阀Ⅲ。火炬部位的瓦斯浓度传感器检测到瓦斯浓度低于1%时，可以停止吹扫风机24吹扫，打开瓦斯气体进气管路上的手动阀门，继续点火。

7）监控软件通过设在一、二、三级燃烧系统中压力传感器Ⅱ20检测到压力在1.5～16KPa时，系统正常运行。当压力高于16KPa时要声光报警（语音提示“压力超限”），并控制发空阀10中常闭电动阀门开启，当压力未降至16KPa，则迅速切断瓦斯气体进气管路上的防爆电动阀9、防爆电动阀Ⅰ、防爆电动阀Ⅱ和防爆电动阀Ⅲ（声光报警，语音提示“立即关闭手动阀门”），吹扫风机24启动进行吹扫，关闭瓦斯气体进气管路上的手动阀门，再打开防爆电动阀9、防爆电动阀Ⅰ、防爆电动阀Ⅱ和防爆电动阀Ⅲ。当气体压力低于1.5KPa时要声光报警（语音提示“压力过低”），迅速切断瓦斯气体进气管路上的防爆电动阀9、防爆电动阀Ⅰ18、防爆电动阀Ⅱ和防爆电动阀Ⅲ（声光报警，语音提示“立即关闭手动阀门”），吹扫风机24启动进行吹扫，关闭瓦斯气体进气管路上的手动阀门，再打开防爆电动阀9、防爆电动阀Ⅰ、防爆电动阀Ⅱ和防爆电动阀Ⅲ。

8）监控软件通过流量传感器13检测混前瓦斯气体的流量同时通过瓦斯浓度传感器12检测混前瓦斯气体浓度，如果混前瓦斯气体浓度在5%以上时，控制引射器14装置上的变频鼓风机和比例电动调节阀15，从而改变空气的进气量，使混后甲烷气体的浓度约为10%左右。如果混前瓦斯气体浓度在5%以下时，要声光报警（语音提示“气体浓度过低”），迅速切断瓦斯气体进气管路上的防爆电动阀9、防爆电动阀Ⅰ、防爆电动阀Ⅱ和防爆电动阀Ⅲ（声光报警，语音提示“立即关闭手动阀门”），吹扫风机24启动进行吹扫，关闭瓦斯气体进气管路上的手动阀门，再打开防爆电动阀9、防爆电动阀Ⅰ、防爆电动阀Ⅱ和防爆电动阀Ⅲ；混合后甲烷气体的浓度允许的波动范围在8%-12%，如果测得的浓度值超过此范围，要能及时的反馈给监控系统，从而控制引射器14装置上的变频鼓风机和比例电动调节阀15，改变空气的进气量。

9）地面火炬焚烧炉23炉体内的温度采用温度传感器29监测，温度超过800℃时，声光报警（语音提示“温度过高”），迅速切断瓦斯气体进气管路上的防爆电动阀9、防爆电动阀Ⅰ、防爆电动阀Ⅱ和防爆电动阀Ⅲ（声光报警，语音提示“立即关闭手动阀门”），吹扫风机24启动进行吹扫，关闭瓦斯气体进气管路上的手动阀门，再打开防爆电动阀9、防爆电动阀Ⅰ、防爆电动阀Ⅱ和防爆电动阀Ⅲ。

10）当管路中火焰传感器8检测到火焰和光信号后，声光报警（语音提示“出现回火”），迅速启动喷粉抑爆装置3和自动阻爆阀门1（声光报警，语音提示“立即关闭手动阀门”），吹扫风机24启动进行吹扫，关闭瓦斯气体进气管路上的手动阀门。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims

1.一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统，包括火炬焚烧炉、瓦斯输送安全保障系统、空气供给系统、自动点火装置和PLC控制系统，其特征在于：所述火炬焚烧炉内设置有不少于1套燃烧系统，所述每套燃烧系统包括不少于1件金属纤维燃烧器；

2.如权利要求1所述的一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统，其特征在于：在所述火炬焚烧炉内设置有1套一级燃烧系统、1套二级燃烧系统和1套三级燃烧系统共3套燃烧系统。

3.如权利要求1或2所述的一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统，其特征在于：所述PLC控制系统还包括声光报警装置和语音提示装置。

4.如权利要求3所述的一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统，其特征在于：所述泄爆器与水封阻火泄爆装置之间管道上设置有喷粉抑爆装置、压力传感器Ⅰ和粉尘清扫装置，在所述气液分离除尘器与防爆电动阀之间管道上设置有火焰传感器。

5.如权利要求4所述的一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统，其特征在于：所述引射器与防爆电动阀之间管道上设置有瓦斯浓度传感器和流量传感器、所述引射器与分配器之间设置有瓦斯浓度传感器Ⅰ和流量传感器Ⅰ，所述防爆电动阀Ⅰ与金属纤维阻火器之间管道上均设置有压力传感器Ⅱ和流量传感器Ⅱ。

6.如权利要求5所述的一种带有金属纤维燃烧器的瓦斯焚烧系统，其特征在于：所述火炬焚烧炉炉体上安装有观察孔。