CN104912696B - 一种瓦斯发电机组掺混lng燃料设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料设备，包括瓦斯输送母管、LNG储罐、换热器及LNG气化装置，所述换热器位于所述瓦斯输送母管内，所述换热器上设有LNG输入口及LNG输出口，所述LNG输入口通过第一管道连通过所述LNG储罐；所述LNG输出口通过第二管道连通所述LNG气化装置，所述LNG气化装置安装在所述瓦斯输送母管上。本发明装置可以实现掺混LNG燃料。当瓦斯在8％上下波动时，可以充分利用现有的瓦斯发电机组，提高设备的利用率；且瓦斯浓度在8％以下的瓦斯也可以得到充分利用，提高燃料的利用空间和利用率；同时换热器可以对瓦斯气体内的游离态的水进行深度脱离，有利于瓦斯发电机组发电效率的提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料设备及方法，属于低浓度瓦斯利用设备领域。
背景技术
现在市场上的瓦斯利用情况根据瓦斯浓度的不同，主要分为以下几种：一种是高浓度瓦斯发电机组，要求的瓦斯浓度为30％以上用来发电；一种是低浓度瓦斯发电机组，要求的瓦斯浓度一般为8％-30％用来发电；一种是对于瓦斯浓度特别低的则采用乏风氧化的方法进行处理；一种是对于瓦斯浓度大于30％的作为燃料直接利用。
经过长期市场调查数据的积累，发现有的煤矿抽放的瓦斯浓度经常性的在8％上下波动，而国内瓦斯浓度低于8％的基本没法利用。现在，国内市场上有的双燃料机组是在柴油机的基础上改造而成的，当瓦斯的浓度低于8％时，或者继续喷入柴油进行生产，或者处于停用状态，浪费设备资源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料设备及方法，克服现有技术中低浓度瓦斯发电机组上无法实现浓度低于8％的瓦斯气体的利用，造成能源浪费的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料设备，包括瓦斯输送母管、LNG储罐、换热器及LNG气化装置，所述换热器位于所述瓦斯输送母管内，所述换热器上设有LNG输入口及LNG输出口，所述LNG输入口通过第一管道连通过所述LNG储罐；所述LNG输出口通过第二管道连通所述LNG气化装置，所述LNG气化装置安装在所述瓦斯输送母管上。
本发明的有益效果是：在瓦斯输送母管上装有换热器，且其上设有LNG输入口及LNG输出口，LNG输入口连通过LNG储罐，LNG输出口连通安装在瓦斯输送母管上LNG气化装置，该装置可以实现掺混LNG燃料。
当瓦斯在8％上下波动时，可以充分利用现有的瓦斯发电机组，提高设备的利用率；且瓦斯浓度在8％以下的瓦斯也可以得到充分利用，提高燃料的利用空间和利用率；同时换热器可以对瓦斯气体内的游离态的水进行深度脱离，有利于瓦斯发电机组发电效率的提高。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
本发明如上所述一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料设备，进一步，还包括流量计、瓦斯浓度传感器、电控阀及控制器，所述流量计、瓦斯浓度传感器安装在所述瓦斯输送母管上，所述电控阀安装在所述第二管道上；所述控制器通过数据线连接所述流量计、瓦斯浓度传感器及电控阀。
本发明采用上述进一步的有益效果是：由于在瓦斯输送母管安装有流量计、瓦斯浓度传感器、电控阀且均与控制器连接，可以实现LNG喷入量的大小通过瓦斯输送母管上的瓦斯浓度传感器和流量计的数据传入控制器，通过控制器的内部计算，从而发出相应指令来控制电控阀的开启时间和开启间隔，进而精确控制和计量汽化后LNG的喷入量，达到掺混LNG气体发电的目的，从而减少低浓度瓦斯的排放，给公司、社会带来可观的经济效益和社会效益。
本发明如上所述一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料设备，进一步，所述换热器为螺旋管式换热器。
本发明采用上述进一步的有益效果是：可以有效的提高换热效率。
本发明如上所述一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料设备，进一步，所述LNG气化装置为两个以上。
本发明采用上述进一步的有益效果是：可以快速的实现LNG的换热效率，且喷入更加均匀；有效降低瓦斯气体的温度，实现对瓦斯气体内游离态水的深度脱水，保证机组的运行安全性。
本发明还提供一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料方法，包括以下步骤：步骤1)当抽放站的瓦斯浓度低于8％时，开启LNG储罐，通过设置在瓦斯输送母管内的换热器上的LNG输入口向换热器内输入LNG，换热器内的LNG与瓦斯输送母管内的瓦斯进行热交换；
步骤2)经热交换后，LNG气体汽化，同时降低瓦斯气体的温度，实现对瓦斯气体内游离态水的深度脱水；
步骤3)汽化后的LNG通过喷嘴或气化装置均匀的喷入瓦斯输送母管内。优选的汽化后的LNG通过喷嘴或气化装置均匀的喷入瓦斯输送母管内获得混合气的浓度为8.5％。
本发明如上所述一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料方法，进一步，所述LNG喷入时间和间隔通过控制器接收到的瓦斯输送母管内的流量计及瓦斯浓度传感器的检测的数据后进而控制电控阀的开启时间和开启隔间。
附图说明
图1为本发明一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料设备的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、LNG储罐，2、LNG储罐启闭阀门，3、换热器，4、瓦斯输送母管，5、流量计，6、瓦斯浓度传感器，7、控制器，8、电控阀，9、LNG气化装置，10、第一管道，11、第二管道。
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，一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料设备，包括瓦斯输送母管4、LNG储罐1、换热器3及LNG气化装置9，所述换热器3位于所述瓦斯输送母管4内，所述换热器3上设有LNG输入口及LNG输出口，所述LNG输入口通过第一管道10连通过所述LNG储罐1；所述LNG输出口通过第二管道连通所述LNG气化装置9，所述LNG气化装置9安装在所述瓦斯输送母管4上。所述换热器为螺旋管式换热器。第一管道10上还设有LNG储罐启闭阀门2。
本发明如上所述一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料设备，在一种具体的实施过程中，还包括流量计5、瓦斯浓度传感器6、电控阀8及控制器7，所述流量计5、瓦斯浓度传感器6安装在所述瓦斯输送母管4上，所述电控阀8安装在所述第二管道11上；所述控制器通过数据线连接所述流量计、瓦斯浓度传感器及电控阀。瓦斯输送母管上的瓦斯浓度传感器和流量计的数据传入控制器，通过控制器的内部计算，从而发出相应指令来控制电控阀的开启时间和开启间隔，进而精确控制和计量汽化后LNG的喷入量，达到掺混LNG气体发电的目的。所述控制器7可以为常规具有接收、处理数据及控制的电子控制单元。
本发明还提供一种瓦斯发电机组掺混液化天然气(LNG)的方法，包括以下步骤：步骤1)当抽放站的瓦斯浓度低于8％时，开启LNG储罐，通过设置在瓦斯输送母管内的换热器上的LNG输入口向换热器内输入LNG，换热器内的LNG与瓦斯输送母管内的瓦斯进行热交换；
步骤2)经热交换后，LNG气体汽化，同时降低瓦斯气体的温度，实现对瓦斯气体内游离态水的深度脱水；
步骤3)汽化后的LNG通过喷嘴或气化装置均匀的喷入瓦斯输送母管内；所述LNG喷入时间和间隔通过控制器接收到的瓦斯输送母管内的流量计及瓦斯浓度传感器的数据后进而控制电控阀的开启时间和开启隔间。
实施例1
以混合量为100m3/min、以瓦斯浓度传感器6检测的瓦斯浓度7％为例，掺入LNG前的瓦斯纯量为7m3/min；如加入LNG后，使掺混后的瓦斯浓度达到8.5％，经计算需掺混标准状况下的电控阀8控制LNG纯量为1.6393m3/min的速度喷入；掺混后的浓度为8.5％，混量为101.64m3/min，使瓦斯浓度达到发电要求。LNG(液化天然气)的喷入速度、喷入时间根据低浓度瓦斯的浓度及喷嘴大小的不同而不同。
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 (7)
1.一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料设备，其特征在于，包括瓦斯输送母管、LNG储罐、换热器及LNG气化装置，所述换热器位于所述瓦斯输送母管内，所述换热器上设有LNG输入口及LNG输出口，所述LNG输入口通过第一管道连通过所述LNG储罐；所述LNG输出口通过第二管道连接所述LNG气化装置，所述LNG气化装置安装在所述瓦斯输送母管上。
2.根据权利要求1所述一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料设备，其特征在于，还包括流量计、瓦斯浓度传感器、电控阀及控制器，所述流量计、瓦斯浓度传感器安装在所述瓦斯输送母管上，所述电控阀安装在所述第二管道上；所述控制器通过数据线连接所述流量计、瓦斯浓度传感器及电控阀。
3.根据权利要求1或2所述一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料设备，其特征在于，所述换热器为螺旋管式换热器。
4.根据权利要求1或2所述一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料设备，其特征在于，所述LNG气化装置为两个以上。
5.一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料方法，其特征在于，步骤1)当抽放站的瓦斯浓度低于8％时，开启LNG储罐，通过设置在瓦斯输送母管内的换热器上的LNG输入口向换热器内输入LNG，换热器内的LNG与瓦斯输送母管内的瓦斯进行热交换；
步骤2)经热交换后，LNG气体汽化，同时降低瓦斯气体的温度，实现对瓦斯气体内游离态水的深度脱水；
步骤3)汽化后的LNG通过喷嘴或气化装置均匀的喷入瓦斯输送母管内。
6.根据权利要求5所述一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料方法，其特征在于，所述LNG喷入时间和间隔通过控制器接收到的瓦斯输送母管内的流量计及瓦斯浓度传感器检测的数据后进而控制电控阀的开启时间和开启隔间。
7.根据权利要求5所述一种瓦斯发电机组掺混LNG燃料方法，其特征在于，步骤(3)汽化后的LNG通过喷嘴或气化装置均匀的喷入瓦斯输送母管内获得混合气的浓度为8.5％。
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