CN212510491U - 煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置，包括：控制器、出口温度变送器、加热温度变送器、储罐压力变送器、温度控制器、加热器、储罐出口控制阀、储罐和输送管路；储罐压力变送器的一端与控制器连接，另一端与储罐的一端连接，储罐出口控制阀的一端与控制器连接，另一端与储罐的另一端连接，加热温度变送器的一端与控制器连接，另一端与加热器的连接端连接，出口温度变送器的一端与控制器连接。本实用新型提出一种煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置，可方便替换现有技术中的气化装置，使现有技术中的低开高停方式的加热方式变为恒定控制方式，减少了设备起停次数和频率，减少了加热功率消耗，达到了节能环保的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤炭领域，尤其涉及一种煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置。
背景技术
火灾是矿井五大灾害之一，严重威胁矿井的安全生产。根据《煤矿安全规程》第265条的规定“开采容易自燃和自燃的煤层时，必须制定防治采空区、巷道高冒区、煤柱破坏区自然发火的技术措施……”，我国煤矿火灾防治技术起步相对较晚，但技术发展很快，近些年，液态二氧化碳防灭火技术得到了很大发展，很多煤矿采用液态二氧化碳灭火装置进行煤矿防灭火工作，二氧化碳气源已经从钢瓶压缩气体存储转变为大容积储罐的液态存储，使用时打开液态储罐阀门，液态二氧化碳经过加热装置进行气化，然后向应用区域排出进行防灭火工作。
现有技术中，为防止液态二氧化碳灭火装置冰堵，经常将固定加热设施的温度调节得很高，大约是40℃以上，最高可达75℃，而且加热装置采用低开高停工作方式，下限运行温度在35℃，高温停止温度在80℃左右，这种方式使液态二氧化碳的出口温度波动很大，不平稳，存在安全隐患。
实用新型内容
基于以上问题，本实用新型提出一种煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置，可方便替换现有技术中的气化装置，使现有技术中的低开高停方式的加热方式变为恒定控制方式，减少了设备起停次数和频率，减少了加热功率消耗，达到了节能环保的目的。
本实用新型提出一种煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置，包括：
控制器、出口温度变送器、加热温度变送器、储罐压力变送器、温度控制器、加热器、储罐出口控制阀、储罐和输送管路；
储罐压力变送器的一端与控制器连接，另一端与储罐的一端连接，储罐出口控制阀的一端与控制器连接，另一端与储罐的另一端连接，储罐出口控制阀的第三端与输送管路的一端连接，输送管路的另一端连接加热器，加热温度变送器的一端与控制器连接，另一端与加热器的连接端连接，出口温度变送器的一端与控制器连接，另一端与加热器的输出端连接，温度控制器的一端与控制器连接，另一端与加热器的加热端连接。
此外，控制器内设置气态二氧化碳出口温度。
此外，储罐压力变送器将储罐内的压力值发送给控制器。
此外，温度控制器以PID调节方式控制加热器预热到指定温度。
此外，加热温度变送器发送加热温度值给控制器。
此外，出口温度变送器将加热器输出的气态二氧化碳输出温度值发送给控制器。
通过采用上述技术方案，具有如下有益效果：
本实用新型提供的煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置，可方便替换现有技术中的气化装置，使现有技术中的低开高停方式的加热方式变为恒定控制方式，减少了设备起停次数和频率，减少了加热功率消耗，达到了节能环保的目的；低温气体有助于火区降温，缩短灭火时间，从而提高了煤矿液态二氧化碳防灭火设备的灭火效果，而其中应用的PID控制原理，提高了煤矿此类装置的自动化水平。具有体积小、占地面积小、工艺简单、安装简单、操作简单、节能环保等优点。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例提供的煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置的部件连接图；
图2是本实用新型一个实施例提供的煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置的电气原理图；
图3是本实用新型一个实施例提供的煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置的PID控制原理图。
具体实施方式
以下结合具体实施方案和附图对本实用新型进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本实用新型的具体实施方案，并不对本实用新型产生任何限制，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
参照图1，本实用新型提出一种煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置，其特征在于，包括：
控制器1、出口温度变送器2、加热温度变送器3、储罐压力变送器4、温度控制器5、加热器6、储罐出口控制阀7、储罐8和输送管路9；
储罐压力变送器4的一端与控制器1连接，另一端与储罐8的一端连接，储罐出口控制阀7的一端与控制器1连接，另一端与储罐8的另一端连接，储罐出口控制阀7的第三端与输送管路9的一端连接，输送管路9的另一端连接加热器6。储罐出口控制阀7的第三端与输送管路9的一端连接，输送管路9的另一端连接加热器6，加热温度变送器3的一端与控制器1连接，另一端与加热器6的连接端连接，出口温度变送器2的一端与控制器1连接，另一端与加热器6的输出端连接，温度控制器5的一端与控制器1连接，另一端与加热器6的加热端连接。
可选地，控制器1可以为PLC控制器。
煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置的工作原理为：在PLC中设置好气态二氧化碳出口温度，PLC发送升温信号给温度控制器5，温度控制器5以PID调节方式控制加热器6预热到指定温度，PLC通过加热温度变送器3读取加热器6的加热温度当前值。预热完成后打开储罐出口控制阀7进行液态气体输出，同时PLC通过储罐压力变送器4读取储罐8内的压力值，当压力值低于预设值得限制值时认为储罐8已经放空，关闭储罐出口控制阀7。然后PLC通过出口温度变送器2读取气体二氧化碳的输出温度值，并与设置的预设温度值进行比较，运用PID调节方式发送升温或降温信号给加热温度控制器5，加热温度控制器5以PID调节方式控制加热器进行功率变换，通过加热温度变送器3将加热器6的温度反馈至PLC，这样形成2个PID叠加，形成双闭环控制，提高温度控制精准性，保证加热温度保持在一个恒定值，二氧化碳气体出口温度也就恒定于预设温度值。
参照图2，通过控制器1进行出口温度设置，装置开机工作，控制器1读取加热温度变送器3的数值进行加热器输出功率的换算，在控制器1内部计算出加热器功率控制数据，形成输出控制信号给温度控制器5，温度控制器5控制加热器6输出的功率大小来保持恒温加热状态，对液态二氧化碳进行加热气化。同时控制器1读取出口温度变送器2的数值同设置温度进行对比运算，在控制器1内运算出结果并形成控制数据对上述加热环节进行调节，形成恒温气化。恒温气化同时控制器1读取储罐压力变送器4信号，当压力低于0.7Mpa时认为储罐已经放空，这时关闭储罐出口控制阀7并停止装置工作。
参照图3，双闭环控制线路如下：加热控制环节11做为整个恒温控制环节12的1个输出机构，以恒温控制环节为核心进行出口恒温控制。
本实用新型提供的煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置，可方便替换现有技术中的气化装置，使现有技术中的低开高停方式的加热方式变为恒定控制方式，减少了设备起停次数和频率，减少了加热功率消耗，达到了节能环保的目的；低温气体有助于火区降温，缩短灭火时间，从而提高了煤矿液态二氧化碳防灭火设备的灭火效果，而其中应用的PID控制原理，提高了煤矿此类装置的自动化水平。具有体积小、占地面积小、工艺简单、安装简单、操作简单、节能环保等优点。
在其中的一个实施例中，控制器1内设置气态二氧化碳出口温度，本装置一般出口温度设置为10-20℃。通过在控制器1内设置气态二氧化碳出口温度，将这一气态二氧化碳出口温度设为预设温度值，使得将二氧化碳气体出口温度恒定于预设温度值。
在其中的一个实施例中，储罐压力变送器4将储罐8内的压力值发送给控制器1。储罐压力变送器4用于监测储罐8内的压力值。
在其中的一个实施例中，温度控制器5以PID调节方式控制加热器6预热到指定温度。温度控制器5用于控制加热器6内的温度。
在其中的一个实施例中，加热温度变送器3发送加热温度值给控制器1。加热温度变送器3用于监测加热器内的加热温度值。
在其中的一个实施例中，出口温度变送器2将加热器6输出的气态二氧化碳输出温度值发送给控制器1。出口温度变送器2用于监测加热器6输出的气态二氧化碳输出温度值，并将气态二氧化碳输出温度值发送给控制器1，使控制器1能够将其与预设温度值进行比较。
以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置，其特征在于，包括：
控制器、出口温度变送器、加热温度变送器、储罐压力变送器、温度控制器、加热器、储罐出口控制阀、储罐和输送管路；
储罐压力变送器的一端与控制器连接，另一端与储罐的一端连接，储罐出口控制阀的一端与控制器连接，另一端与储罐的另一端连接，储罐出口控制阀的第三端与输送管路的一端连接，输送管路的另一端连接加热器，加热温度变送器的一端与控制器连接，另一端与加热器的连接端连接，出口温度变送器的一端与控制器连接，另一端与加热器的输出端连接，温度控制器的一端与控制器连接，另一端与加热器的加热端连接。
2.根据权利要求1所述的煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置，其特征在于，
控制器内设置气态二氧化碳出口温度。
3.根据权利要求1所述的煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置，其特征在于，
储罐压力变送器将储罐内的压力值发送给控制器。
4.根据权利要求1所述的煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置，其特征在于，
温度控制器以PID调节方式控制加热器预热到指定温度。
5.根据权利要求1所述的煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置，其特征在于，
加热温度变送器发送加热温度值给控制器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的煤矿用液态二氧化碳恒温气化装置，其特征在于，
出口温度变送器将加热器输出的气态二氧化碳输出温度值发送给控制器。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114200043A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-18 | 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 | 一种煤自然发火标志气体检测系统、方法及其储气装置 |
| CN115388328A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-11-25 | 山东科技大学 | 一种煤矿井下埋存co2的气化节能装置及方法 |
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| CN114200043B (zh) * | 2021-12-01 | 2023-09-05 | 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 | 一种煤自然发火标志气体检测系统、方法及其储气装置 |
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