专利名称：煤矿瓦斯发电站气源甲烷浓度与压力自稳定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种煤矿瓦斯发电站应用的煤矿瓦斯发电站气源甲烷浓度与压力自稳定装置。
背景技术：
瓦斯是煤矿井下有害气体的总称，主要成分为甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)、氮气(N2),而甲烷占瓦斯总量的80-90%，从狭义概念讲，矿井瓦斯就是指甲烷。我国每年因采煤向大气排放的甲烷气体达100亿立方米，居世界第一位。这些甲烷气体不仅加剧了大气污染与温室效应，也造成了不可再生资源的巨大浪费。近年来国家大力发展利用瓦斯作为燃料发电技术，但目前国产的瓦斯发电机组对气源的甲烷浓度和压力有较高稳定度的要求，因此，希望气源供给端的众抽采与输送设备能长期、稳定地运行。而煤矿生产中，不仅不同区域抽采的瓦斯内甲烷与二氧化碳等气体的含量不尽相同，突发事件、设备定期检修也会使部分设备停止运行，造成气源总量、气源内甲烷与其它气体含量以及气体压力的剧烈变化，发电机组无法适应而出力大减甚至停机。
实用新型内容本实用新型的目的是克服了现有技术中存在的弊端，提供一种能跟随气源内各类气体含量与压力变化，将甲烷与空气按理想的比例均匀混合、稳定压力，使发电机组工作在最佳出力点上的煤矿瓦斯发电站气源甲烷浓度与压力自稳定装置。本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是所述的瓦斯输入管道I通过异型法兰20及混合器16与瓦斯输出管道17连接，前置传感器组18、气源传感器组19、配气传感器组4设置在瓦斯输入管道I上，混合器16后直管段连接结果传感器组23，前置传感器组18、气源传感器组19、结果传感器组23、配气传感器组4通过可编程控制器21与可调风机2、可调阀门5连接，配气机构设置在瓦斯输入管道I下部，且通过配气分配管道24和混合器16连接。本实用新型的有益效果是由于设计了多组传感器、混合器(内有气体旋流、扰流体)及配气机构，可将不同区域抽采而造成的气源成分不同、和因设备检修、突发事件造成的气源总量、气体成分以及气体压力剧烈变化的气源，稳定在瓦斯发电机组额定的工作区域内，并将甲烷与空气按理想的比例均匀混合，保证进入瓦斯发电机组内的甲烷能完全反应，使发电机组工作在最佳出力点。并显著提高了能源利用率。
图I是本实用新型的主视图具体实施方式
如图I所示，所述的瓦斯输入管道I通过异型法兰20及混合器16与瓦斯输出管道17连接，前置传感器组18、气源传感器组19、配气传感器组4设置在瓦斯输入管道I上，混合器16后直管段连接结果传感器组23，前置传感器组18、气源传感器组19、结果传感器组23、配气传感器组4通过可编程控制器21与可调风机2、可调阀门5连接，配气机构设置在瓦斯输入管道I下部，且通过配气分配管道24和混合器16连接。如图I所示，所述的配气机构的可调风机2通过配气管道3与配气传感器组4、可调阀门5连接，维修阀门6设置在配气管道3右端，且通过逆止阀7和湿式气流单向器9连接。如图I所示，所述的湿式气流单向器9内设逆止阀门7、且浸入阻燃液体8内，水位计10置于湿式气流单向器9外壁上，放水阀门11和补水阀门12设置在湿式气流单向器9右下端。如图I所示，所述的混合器16外壳左端和异型法兰20连接，混合器内管13设置在混合腔22内，左端连接异型法兰20，右端出口和设置在混合器16内右端的扰流体15对应，旋流导片14安装在混合器内管13上。如图I所示，所述的异形法兰20上开有均匀分布与旋流导片14位置对应的进气口，且和配气分配管道24连接。如图I所示，所述的混合器16的右端底部设置储水包25，放水阀门11安装在储水包25的下端。本实用新型的工作原理为输向瓦斯发电站的瓦斯气体经输入管道从混合器内管的出口涌出，在扰流体的作用下向管道外径方向扩散，气体的甲烷浓度、压力、温度、流量与其它气体浓度等各参数在途中被前置传感器组、气源传感器组测出，送至可编程控制器。根据这些数据，可编程控制器驱动可调风机、可调阀门，在配气传感器组的监督下输出流量、压力与期望值匹配的空气，经配气管道到达配气分配管道进入混合器后，被旋流导片整理 成旋转前行的气流，它与被扰流体整理后的瓦斯狭路相逢，因旋流加长了混合距离，混合效果增强，保证气体在混合腔内均匀混合后，经瓦斯输出管道流向发电机组。结果传感器组是对配比后的气体进行验证，如存在偏差，输出调整信号给可编程控制器，对配气量与压刀进行微调，达到理想数值。本实用新型在使用时，瓦斯气体与扰流体碰撞后，其内含的部分水汽将凝结成水流入储水包中，积存一定量后，打开放水阀，将其排出。配气系统故障时，关闭维修阀门，可保证原瓦斯输送系统的正常运行。湿式气流单向器上安装的放水阀门、补水阀门的作用是将湿式气流单向器内的液位维持在合适的高度范围内；逆止阀门的作用是保证气流的单向性。目前使用的瓦斯传感器，对瓦斯变化的反应，均存在数秒至数十秒的滞后，前置传感器组与混合器的距离(S)应满足g=J0Y⑴.dt;式中V⑴-气体流速，T-传感器滞后时间。
权利要求1.煤矿瓦斯发电站气源甲烷浓度与压力自稳定装置，其特征在于所述的瓦斯输入管道(I)通过异型法兰(20)及混合器(16)与瓦斯输出管道(17)连接，前置传感器组(18)、气源传感器组(19)、配气传感器组(4)设置在瓦斯输入管道(I)上，混合器(16)后直管段连接结果传感器组(23)，前置传感器组(18)、气源传感器组(19)、结果传感器组(23)、配气传感器组(4)通过可编程控制器(21)与可调风机(2)、可调阀门(5)连接，配气机构设置在瓦斯输入管道(I)下部，且通过配气分配管道(24)和混合器(16)连接。
2.根据权利要求I所述的煤矿瓦斯发电站气源甲烷浓度与压力自稳定装置，其特征在于所述的配气机构的可调风机(2)通过配气管道(3)与配气传感器组(4)、可调阀门(5)连接，维修阀门(6)设置在配气管道(3)右端，且通过逆止阀(7)和湿式气流单向器(9)连接。
3.根据权利要求2所述的煤矿瓦斯发电站气源甲烷浓度与压力自稳定装置，其特征在于所述的湿式气流单向器(9)内设逆止阀门(7)、且浸入阻燃液体⑶内，水位计(10)置于湿式气流单向器(9)外壁上，放水阀门(11)和补水阀门(12)设置在湿式气流单向器(9)右下端。
4.根据权利要求I所述的煤矿瓦斯发电站气源甲烷浓度与压力自稳定装置，其特征在于所述的混合器(16)外壳左端和异型法兰(20)连接，混合器内管(13)设置在混合腔(22)内，左端连接异型法兰(20)，右端出口和设置在混合器(16)内右端的扰流体(15)对应，旋流导片(14)安装在混合器内管(13)上。
5.根据权利要求I或4所述的煤矿瓦斯发电站气源甲烷浓度与压力自稳定装置，其特征在于所述的异形法兰(20)上开有均匀分布与旋流导片(14)位置对应的进气口，且和配气分配管道(24)连接。
6.根据权利要求I或4所述的煤矿瓦斯发电站气源甲烷浓度与压力自稳定装置，其特征在于所述的混合器(16)的右端底部设置储水包(25)，放水阀门(11)安装在储水包(25)的下端。
专利摘要本实用新型公开了一种煤矿瓦斯发电站应用的煤矿瓦斯发电站气源甲烷浓度与压力自稳定装置。所述的瓦斯输入管道(1)通过异型法兰(20)及混合器(16)与瓦斯输出管道(17)连接，前置传感器组(18)、气源传感器组(19)、配气传感器组(4)设置在瓦斯输入管道(1)上，混合器(16)后直管段连接结果传感器组(23)，传感器组通过可编程控制器(21)与可调风机(2)、可调阀门(5)连接，配气机构设置在瓦斯输入管道(1)下部，且通过配气分配管道(24)和混合器(16)连接。由于本实用新型设计了混合器、传感器组及配气机构，可将甲烷与空气按理想的比例均匀混合，稳定气体压力，使发电机组工作在最佳出刀点，并显著提高了能源利用率。
文档编号B01F5/00GK202366630SQ201120550319
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者胡恩翰, 胡玮琳 申请人:胡玮琳