CN104329565A - 一种煤矿低浓度瓦斯湿式加压设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低浓度瓦斯湿式加压设备，包括瓦斯输送主管道，所述瓦斯输送主管道上从气流方向依次设置有第一湿式泄压泄爆装置、水封阻火器、第一喷雾装置、汽水分离器、流量测量装置、压力及温度测量装置、离心式增压风机、第二喷雾装置、干式阻火器及第二湿式泄压泄爆装置。本发明由于采用上述一系列装置合理的布置在低浓度瓦斯输送主管道，以满足低浓度瓦斯输送过程中增压达到保证发电机组进口压力的目的且该设备费用和现有水循环真空泵相比成本较低，安装简单，安全防范措施齐全，能达到低浓度瓦斯增压的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿低浓度瓦斯湿式增压设备及方法，属于低浓度瓦斯气体输送安全领域。
背景技术
在以往的煤矿瓦斯抽放系统设计中，瓦斯气体从巷道抽放出来后在抽放站附近直接排空，所以所选用的水循环真空泵的出口压力较小，在正常的生产中，矿上要求出口压力在10KPa左右。在瓦斯输送的过程中，由于瓦斯预处理、雾化水系统的应用和瓦斯气体在管道中的输送都产生一定的压损，压损较大的情况下很难保障进发电机组的最小压力达到3KPa以上，影响设备发电。
在现有技术的情况下，解决的方法是：高浓度瓦斯采用气罐暂存起来，然后用现有的水循环真空泵二次增压，达到增加的目的。现在国家规定瓦斯浓度达到30％的不允许发电，而低浓度瓦斯不允许用气罐储存，一般行业内公认的大于30％，即可视为高浓度，浓度小于40％，即可认为是低浓度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低浓度瓦斯湿式加压设备及方法克服现有技术中由于低浓度瓦斯输送过程中不能对其增压，难以达到保证发电机组进口压力要求的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种低浓度瓦斯湿式加压设备，包括瓦斯输送主管道，所述瓦斯输送主管道上从气流方向依次设置有第一湿式泄压泄爆装置、水封阻火器、第一喷雾装置、汽水分离器、流量测量装置、压力及温度测量装置、离心式增压风机、第二喷雾装置、干式阻火器及第二湿式泄压泄爆装置。
由于在离心式增压风机的入口前端及离心式增压风机的出口分别安装了一组喷雾装置，可以实现降低离心式增压风机两侧瓦斯的温度、使瓦斯气体水分含量达到饱和状态，从而使瓦斯气体变得难以燃烧，当增压风机在事故状态下产生摩擦、撞击等情况时，可避免火花的产生和瓦斯气体的爆燃。
本发明的有益效果是：本发明由于采用上述一系列装置合理的布置在低浓度瓦斯输送主管道，采用了离心式增压风机进行增加可以满足低浓度瓦斯输送过程中增压达到保证发电机组进口压力的目的且该设备费用和现有水循环真空泵相比成本较低，安装简单，安全防范措施齐全，能达到低浓度瓦斯增压的目的。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述水封阻火器及第一喷雾装置之间的瓦斯输送主管道上还安装有过滤器。
采用上述进一步方案的有益效果是：在这两者之间安装过滤器可以把瓦斯中游离态的水和机械杂质分离出来，保护增压风机的安全运行。
本发明如上所述一种低浓度瓦斯湿式加压设备，进一步，所述水封阻火器还包括一个补水口及一个排污口；所述汽水分离器底部还安装有排水口。
本发明如上所述一种低浓度瓦斯湿式加压设备，进一步，所述离心式增压风机包括机壳组件、叶轮组件，密封组件及电机，
所述机壳组件采用机壳内部全部采用环氧树脂涂层，其进风口和出风口处设铝板内衬；叶轮组件安装在机壳组件内，采用304不锈钢，外涂环氧树脂涂层；所述密封组件用于机壳组件与电机输出轴之间，采用四层填料密封；所述电机采用变频控制的防爆电机。
本发明如上所述一种低浓度瓦斯湿式加压设备，进一步，所述干式阻火器采用波纹式抽屉式阻火器。干式阻火器阻止火焰向抽放站方向传递。
第一湿式泄压泄爆装置为自动泄爆装置，当离心式增压风机的前后压力超过设置压力时，湿式泄压泄爆装置自动泄压达到保持压力平衡的目的。
水封阻火器防止了阻火器后面的火焰传递到水封阻火器的前端影响煤矿侧的安全。
第一及第二喷雾装置，主要作用是降低风机两侧瓦斯的温度、使瓦斯气体水分含量达到饱和状态，从而使瓦斯气体变得难以燃烧，当增压风机在事故状态下产生摩擦、撞击等情况时，可避免火花的产生和瓦斯气体的爆燃；
流量测量装置和压力及温度测量装置的作用是防止系统运行时产生憋压、空转等以外情况的发生，具备紧急停车的功能。
离心式煤气增压风机是本工艺的主要动力设备，电机采用安装变频器的Y系列防爆电机，壳体以及叶轮部件采用涂刷柔性材料，避免碰撞产生火花。
本发明还提供一种低浓度瓦斯湿式加压方法，包括以下步骤
步骤(1)浓度为5％～30％的低浓度瓦斯气体从瓦斯气体抽放站沿瓦斯输送主管道输送，从第一湿式泄压泄爆装置的进气口流入，再从其出气口流出，通过主管道输送至水封阻火器的进气口，从水封阻火器的出气口流出；
步骤(2)从水封阻火器的出气口流出的低浓度瓦斯通过主管道输送至第一喷雾装置，通过第一喷雾装置内的喷出的细水雾对低浓度瓦斯气体进行降尘及阻火。
步骤(3)通过第一喷雾装置后的瓦斯通过主管道输送至汽水分离器，将低浓度瓦斯气体内的游离态的水脱离出来；
步骤(4)通过汽水分离器的低浓度瓦斯气体依次通过主管道上的流量测量装置、压力及温度测量装置从离心式增压风机的进气口进入离心式增压风机，经过增压，使瓦斯气体的压力增加到20KPa以上，再从其出气口流出，再依次通过主管道上的第二喷雾装置、干式阻火器及第二湿式泄压泄爆装置，输送高压瓦斯气体，实现低浓度瓦斯湿式增压安全运输。
本发明如上所述一种低浓度瓦斯湿式加压方法，进一步，第一和第二喷雾装置的供水压力为0.8～1.2MPa，雾化水的粒度40微米左右。
采用上述进一步方案的有益效果是：雾化水在0.8～1.2Mpa的压力下在喷嘴处形成旋转流，喷出后扩散形成雾化水，粒度为40微米左右(细水雾化设计标准：AQ1078-2009)的雾化水的雾化效果比较好。
本发明方法中采用的设备结构简单、设备费用较低、安全措施齐全、安装方便。该方法实现低浓度瓦斯气体的加压输送更安全，能达到低浓度瓦斯(5％～30％)增压至15MPa以上，达到满足低浓度瓦斯输送过程中增压达到保证发电机组进口压力的目的。
附图说明
图1为本发明一种低浓度瓦斯湿式加压设备结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、第一湿式泄压泄爆装置，2、水封阻火器，3、第一喷雾装置，4、汽水分离器，5、流量测量装置，6、压力及温度测量装置，7、离心式增压风机，8、第二喷雾装置，9、干式阻火器，10、第二湿式泄压泄爆装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明一种低浓度瓦斯湿式加压设备，包括瓦斯输送主管道，所述瓦斯输送主管道上从气流方向依次设置有第一湿式泄压泄爆装置、水封阻火器、第一喷雾装置、汽水分离器、流量测量装置、压力及温度测量装置、离心式增压风机、第二喷雾装置、干式阻火器及第二湿式泄压泄爆装置。
本发明方法中是使用的第一湿式泄压泄爆装置及第一湿式泄压泄爆装置可以采用北京扬德环境科技股份有限公司名称为一种湿式自流泄爆装置，授权公告号为CN202646797U的实用新型专利。
实施例1
本发明一种低浓度瓦斯湿式加压方法，包括以下步骤：
1、将浓度为15％瓦斯气体从瓦斯气体抽放站沿瓦斯输送主管道输送，从第一湿式泄压泄爆装置的进气口流入，再从其出气口流出，通过主管道输送至水封阻火器的进气口，从水封阻火器的出气口流出；
2、从水封阻火器的出气口流出的低浓度瓦斯通过主管道输送至第一喷雾装置，通过第一喷雾装置内的喷出的细水雾对低浓度瓦斯气体进行降尘及阻火；
3、通过第一喷雾装置后的瓦斯通过主管道输送至汽水分离器，将低浓度瓦斯气体内的游离态的水脱离出来；
4、通过汽水分离器的低浓度瓦斯气体依次通过主管道上的流量测量装置、压力及温度测量装置从离心式增压风机的进气口进入离心式增压风机，经过增压，使瓦斯气体的压力增加到15KPa以上，再从其出气口流出，再依次通过主管道上的第二喷雾装置、干式阻火器及第二湿式泄压泄爆装置，输送高压瓦斯气体，实现低浓度瓦斯湿式增压安全运输。
上述第一和第二喷雾装置的供水压力为1.2MPa，雾化水的粒度40微米。
第一、第二湿式泄压泄爆装置自动泄爆的压力值设定为10KPa。流量测量装置的测量范围是：505～5090m3/h；压力测量装置的测量范围是：0～25KPa，温度测量装置的测量范围是：0～100℃。
实施例2
本发明一种低浓度瓦斯湿式加压方法，包括以下步骤：
1、将浓度为21％瓦斯气体从瓦斯气体抽放站沿瓦斯输送主管道输送，从第一湿式泄压泄爆装置的进气口流入，再从其出气口流出，通过主管道输送至水封阻火器的进气口，从水封阻火器的出气口流出；
2、从水封阻火器的出气口流出的低浓度瓦斯通过主管道输送至第一喷雾装置，通过第一喷雾装置内的喷出的细水雾对低浓度瓦斯气体进行降尘及阻火；
3、通过第一喷雾装置后的瓦斯通过主管道输送至汽水分离器，将低浓度瓦斯气体内的游离态的水脱离出来；
4、通过汽水分离器的低浓度瓦斯气体依次通过主管道上的流量测量装置、压力及温度测量装置从离心式增压风机的进气口进入离心式增压风机，经过增压，使瓦斯气体的压力增加到20KPa左右，再从其出气口流出，再依次通过主管道上的第二喷雾装置、干式阻火器及第二湿式泄压泄爆装置，输送高压瓦斯气体，实现低浓度瓦斯湿式增压安全运输。
第一和第二喷雾装置的供水压力为0.8MPa，雾化水的粒度35微米。
第一、第二湿式泄压泄爆装置自动泄爆的压力值设定为10KPa。
流量测量装置的测量范围是：505～5090m3/h；压力测量装置的测量范围是：0～25KPa，温度测量装置的测量范围是：0～100℃。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种低浓度瓦斯湿式加压设备，包括瓦斯输送主管道，其特征在于，所述瓦斯输送主管道上从气流方向依次设置有第一湿式泄压泄爆装置、水封阻火器、第一喷雾装置、汽水分离器、流量测量装置、压力及温度测量装置、离心式增压风机、第二喷雾装置、干式阻火器及第二湿式泄压泄爆装置。
2.根据权利要求1所述一种低浓度瓦斯湿式加压设备，其特征在于，所述水封阻火器及第一喷雾装置之间的瓦斯输送主管道上还安装有过滤器。
3.根据权利要求1所述一种低浓度瓦斯湿式加压设备，其特征在于，所述水封阻火器还包括一个补水口及一个排污口。
4.根据权利要求1所述一种低浓度瓦斯湿式加压设备，其特征在于，所述汽水分离器上还设置有排水口。
5.根据权利要求1至4任一项所述一种低浓度瓦斯湿式加压设备，其特征在于，所述离心式增压风机包括机壳组件、叶轮组件，密封组件及电机，
所述机壳组件采用机壳内部全部采用环氧树脂涂层，其进风口和出风口处设铝板内衬；叶轮组件安装在机壳组件内，采用304不锈钢，外涂环氧树脂涂层；所述密封组件用于机壳组件与电机输出轴之间，采用四层填料密封；所述电机采用变频控制的防爆电机。
6.据权利要求1至4任一项所述一种低浓度瓦斯湿式加压设备，其特征在于，所述干式阻火器采用波纹式抽屉式阻火器。
7.一种低浓度瓦斯湿式加压方法，其特征在于，包括以下步骤
步骤(1)低浓度瓦斯气体从瓦斯气体抽放站沿瓦斯输送主管道输送，从第一湿式泄压泄爆装置的进气口流入，再从其出气口流出，通过主管道输送至水封阻火器的进气口，从水封阻火器的出气口流出；
步骤(2)从水封阻火器的出气口流出的低浓度瓦斯通过主管道输送至第一喷雾装置，通过第一喷雾装置内的喷出的细水雾对低浓度瓦斯气体进行降尘及阻火；
步骤(3)通过第一喷雾装置后的瓦斯通过主管道输送至汽水分离器，将低浓度瓦斯气体内的游离态的水脱离出来；
步骤(4)通过汽水分离器的低浓度瓦斯气体依次通过主管道上的流量测量装置、压力及温度测量装置从离心式增压风机的进气口进入离心式增压风机，经过增压，使瓦斯气体的压力增加到20KPa以上，再从其出气口流出，再依次通过主管道上的第二喷雾装置、干式阻火器及第二湿式泄压泄爆装置，输送高压瓦斯气体，实现低浓度瓦斯湿式增压安全运输。
8.根据权利要求3所述一种低浓度瓦斯湿式加压方法，其特征在于，第一和第二喷雾装置的供水压力为0.8～1.2MPa，雾化水的粒度40微米左右。
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