专利名称：乏风采集与混合系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种混合系统，特别是一种应用于矿井低浓度瓦斯的采集与混合系统。
背景技术：
中国作为煤矿资源大国，每年因开采煤矿而产生的瓦斯总量巨大，甲烷浓度高于30%的瓦斯气体能够直接回收利用，而大多数煤矿瓦斯的抽采浓度在10-25%之间，属于直排范围，中央风井排放的瓦斯浓度一般在O. 75%以下，这些排放瓦斯的总量巨大，却一直被当做废弃被放空，不仅忽视了其巨大的经济价值，也对环境造成了很大的破坏。近年来，各地逐步开发了低浓度瓦斯的利用技术，使可回收利用的乏风甲烷浓度降低到了 4%甚至更低的水平。 CN201424957Y的中国专利公开了一种乏风氧化装置瓦斯气掺混进气系统，用于将超低浓度的矿井乏风与较高浓度的抽采瓦斯混合成可回收利用的乏风。该系统包含与氧化乏风装置进排气循环系统相连接的瓦斯进气主管，其通过混合器与瓦斯进气副管连接，混合器安装在瓦斯主管上，为环形多分支进气结构，混合器包括环形母管和进气支管，环形母管一端设有连接管，连接管与瓦斯进气副管连接。该系统可实现乏风与抽采瓦斯混气要求，但是配置较为繁琐的安全保护结构，沿程阻力损失较大。CN201375883公开了专利一种利用静态混合器掺混煤矿瓦斯气的装置，CN201367915号公开了专利一种利用文丘里引射器掺混煤矿瓦斯气体的装置，这两种装置的特点均为控制流程较为复杂，且采用文丘里引射器的混气装置，对引射流体的压力要求较高，且适用的通流流量较小。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种乏风采集与混合系统，特别是一种应用于瓦斯发电的乏风采集与混合系统，该系统结构简单，能够将风排瓦斯与抽采瓦斯混合，得到一定范围的超低浓度瓦斯，便于后续回收利用。为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案乏风(VAM)采集与混合系统，包括乏风井、煤矿瓦斯抽采泵站、百叶窗式集气罩、带旁路百叶窗阀和电动调节阀。百叶窗式集气罩安装在风井排放口上方，百叶窗式集气罩带有带旁路百叶窗阀(百叶窗式挡板)，电动调节阀位于百叶窗式集气罩和汇集管道前，风井通过汇集管道与集气管道连接，集气管道与煤矿抽采泵站的运输管道一同并入掺混管道，最后与乏风氧化装置连接。来自煤矿抽采泵站的抽采瓦斯的甲烧，通过一系列甲烷监控装置进行控制注入乏风管道，与风井中浓度为O. 75%以下的风排瓦斯混合，混合后的乏风进入乏风氧化装置中。优选的是，为获得最大瓦斯摧毁量，混合后的乏风中的甲烷体积浓度为O. 3-4. 0%。优选的是，为获得高品质可用热，混合后的乏风中的甲烷体积浓度为O. 7-2. 0%。[0011]优选的是，汇集管道为碳钢材料。优选的是，集气管道为碳钢材料。优选的是，掺混管道为混凝土或碳钢材料。优选的是，如上所述的掺混管道还包括矿井瓦斯注入栅极、甲烷检测器、流量计、温度计和压力变送器中的任意一种或几种。优选的是，瓦斯抽采泵站的运输管道上安装有甲烷检测器。优选的是，瓦斯抽采泵站出口安装有电动调节阀。优选的是，乏风采集与混合系统外部连接有电脑控制系统，即瓦斯监控系统。优选的是，甲烷检测器与瓦斯监控系统相连接。·优选的是，瓦斯监控系统通过电路与输送管道上的电动调节阀连接。更优选的是，瓦斯监控系统通过线路与乏风采集与混合系统中的各个设备装置相连接。如上所述的瓦斯监控系统，其操作模式包含有自动模式、手动模式和检修模式。自动模式当监控系统受到启动、停止或者切换等信号时，可以根据工艺流程按顺序自动启动、自动停止或者切换相应设备(电动阀等)。手动模式手动状态下，可以对乏风采集与混合系统中各设备实施分步操做，但是各环节之间存在先后顺序的闭锁。检修模式其可以对乏风采集与混合系统中的各设备分别操作，各环节之间将不存在先后顺序的闭锁。乏风采集与混合系统的工作原理矿井中的乏风通过百叶窗式集气罩进行收集，调节阀可调节其收集时的流速大小，收集以后的乏风通过碳钢集气管道后与抽采瓦斯混合进入掺混管道，瓦斯抽采入口安装有甲烷检测器，用于检测抽采瓦斯的甲烷浓度，掺混管道依次安装有矿井瓦斯注入栅极、流量计、温度计、甲烷检测器和压力变送器，用于检测计算甲烷的混合情况。系统通过甲烷检测器检测混合后甲烷浓度是否达到预先设定的范围，从而确定动态连续混气装置的混气精度，然后将信号传递给瓦斯监控系统，瓦斯监控系统发出指令，根据监测到的瓦斯浓度变化监控输送管道上的电动调节阀，对进入掺混装置内的瓦斯量进行监控调节，从而使混合后的乏风瓦斯浓度始终保持在设置范围内。具体地说，当甲烷检测器检测到的混合后的乏风中甲烷浓度低于最小设定值时，检测器将浓度信号传递给外部电脑控制系统，通过电脑控制系统的调节，适当关小集气罩的调节阀，然后增大抽采瓦斯的流速，直到混合后的乏风浓度符合要求；当甲烷检测其检测到混合后的乏风中甲烷浓度高于最大设定值时，同样地，检测器将浓度信号传递给外部电脑控制系统，通过电脑控制系统的调节，适当减小煤矿瓦斯抽采泵站的抽采瓦斯的流速，同时开大集气罩的调节阀，如此调节，直到混合后的乏风浓度符合要求。对于瓦斯监控系统的操作，可以根据情况采取自动模式、手动模式或检修模式。本实用新型的有益效果本实用新型的乏风采集与混合系统，结构简单，操作方便，其能够将目前直接排放到空气中的乏风，与抽采瓦斯混合成一定浓度的能够直接氧化摧毁利用的超低浓度瓦斯。其特征在于，能够根据后续瓦斯利用的需要，对混合后的瓦斯浓度范围进行较为精确的调节为获得最大瓦斯摧毁量时选择将乏风与抽采瓦斯混合为浓度
O.3-4%，为获得高品质可用热时选择将乏风与抽采瓦斯混合为浓度O. 7-2%。
图I为按照本实用新型的一矿井乏风采集与混合系统的结构的一优选实施例的示意图；图中各部件编号分别为1_乏风井；2_百叶窗式集气罩；3_电动调节阀；4_汇集管道；5_碳钢集气管道；6_煤矿瓦斯抽采泵站；7_掺混管道；8_瓦斯注入栅极；9_甲烷检测器；10_甲烷检测器；11-流量计；12-温度计；13-压力变送器；14-乏风氧化装置。
具体实施方式
为了更清楚地理解本发明，
以下结合附图描述一个本实用新型的乏风采集与混合系统的优选实施例。图示的按照本实用新型的乏风采集与混合系统的实施例包括乏风井I、百叶窗式集气罩2、电动调节阀3、汇集管道4、碳钢集气管道5、瓦斯抽采泵站6、掺混管道 7、矿井瓦斯注入栅极8、甲烷检测器9、甲烷检测器10、流量计11、温度计12和压力变送器13。百叶窗式集气罩2安装在乏风井I排放口上方，带旁路百叶窗阀，采用电动执行机构进行调节，电动调节阀3安装在集气罩后，其位于百叶窗式集气罩2和汇集管道4前，乏风井I通过汇集管道4与碳钢集气管道5连接，碳钢集气管道5与煤矿瓦斯抽采泵站6的运输管道一同并入掺混管道7，然后与氧化乏风装置14连接，甲烷检测器10位于煤矿瓦斯抽采泵站的运输管道上，用于检测抽采泵站的瓦斯注入浓度。掺混管道包括矿井瓦斯注入栅极8、甲烷检测器，9、流量计11、温度计12和压力变送器13。实施例I 一种乏风采集与混合系统，包含乏风井、百叶窗式集气罩、电动调节阀、汇集管道、碳钢集气管道、瓦斯抽采泵站、掺混管道、矿井瓦斯注入栅极、甲烷检测器、流量计、温度计和压力变送器。百叶窗式集气罩安装在乏风井排放口上方，带旁路百叶窗阀，采用电动执行机构进行调节，电动调节阀安装在集气罩后，其位于百叶窗式集气罩和汇集管道前，乏风井通过汇集管道与碳钢集气管道连接，碳钢集气管道与煤矿瓦斯抽采泵站的运输管道一同并入掺混管道，然后与氧化乏风装置连接，甲烷检测器位于煤矿瓦斯抽采泵站的运输管道上，用于检测抽采泵站的瓦斯注入浓度。掺混管道包括矿井瓦斯注入栅极、甲烷检测器、流量计、温度计和压力变送器。将瓦斯监控系统调节为自动模式状态，当甲烷检测器检测到的混合后的乏风中甲烷浓度低于O. 3%时，检测器将浓度信号传递给瓦斯监控系统，通过瓦斯监控系统的调节，适当关小集气罩的电动调节阀，然后增大抽采瓦斯的流速，直到混合后的乏风浓度控制在甲烷体积浓度为O. 3-4. 0%的范围内。实施例2 —种乏风采集与混合系统，包含乏风井、百叶窗式集气罩、电动调节阀、汇集管道、碳钢集气管道、瓦斯抽采泵站、掺混管道、矿井瓦斯注入栅极、甲烷检测器、流量计、温度计和压力变送器。百叶窗式集气罩安装在乏风井排放口上方，带旁路百叶窗阀，采用电动执行机构进行调节，电动调节阀安装在集气罩后，其位于百叶窗式集气罩和汇集管道前，乏风井通过汇集管道与碳钢集气管道连接，碳钢集气管道与煤矿瓦斯抽采泵站的运输管道一同并入掺混管道，然后与氧化乏风装置连接，甲烷检测器位于煤矿瓦斯抽采泵站的运输管道上，用于检测抽采泵站的瓦斯注入浓度。掺混管道包括矿井瓦斯注入栅极、甲烷检测器、流量计、温度计和压力变送器，瓦斯抽采泵站的输入管道还安装有电动调节阀。将瓦斯监控系统调节为自动模式状态，当甲烷检测其检测到混合后的乏风中甲烷浓度高于
4.0%时，检测器将浓度信号传递给瓦斯监控系统，通过瓦斯监控系统的调节，适当减小煤矿瓦斯抽采泵站的抽采瓦斯的流速，同时开大集气罩的调节阀，如此调节，直到混合后的乏风浓度符合要求。实施例3 —种乏风采集与混合系统，包含乏风井、百叶窗式集气罩、电动调节阀、汇集管道、碳钢集气管道、瓦斯抽采泵站、掺混管道、矿井瓦斯注入栅极、甲烷检测器、流量计、温度计和压力变送器。百叶窗式集气罩安装在乏风井排放口上方，带旁路百叶窗阀，采用电动执行机构进行调节，电动调节阀安装在集气罩后，其位于百叶窗式集气罩和汇集管道前，乏风井通过汇集管道与碳钢集气管道连接，碳钢集气管道与煤矿瓦斯抽采泵站的运输管道一同并入掺混管道，然后与氧化乏风装置连接，甲烷检测器位于煤矿瓦斯抽采泵站的运输管道上，用于检测抽采泵站的瓦斯注入浓度。掺混管道包括矿井瓦斯注入栅极、甲烷检测器、流量计、温度计和压力变送器，瓦斯抽采泵站的运输管道上还安装有电动调节阀。将瓦斯监控系统调节为自动模式状态，通过甲烷检测器将检测到的浓度信号传递给瓦斯监控系统，再经过瓦斯监控系统的调节，开大或关小调节阀，调节抽采瓦斯和风井中超低浓度瓦斯的流速，使混合后的乏风中甲烷体积浓度控制在O. 7-2. 0%范围内。矿井中的乏风通过百叶窗式集气罩进行收集，调节阀可调节其收集时的流速大 小，收集以后的乏风通过碳钢集气管道的运输然后与抽采瓦斯混合进入掺混管道，瓦斯抽采入口安装有甲烷检测器，用于检测抽采瓦斯的甲烷浓度，掺混管道依次安装有矿井瓦斯注入栅极、流量计、温度计、甲烷检测器和压力变送器，用于检测计算甲烷的混合情况。瓦斯在掺混管道中混合成浓度为O. 3-4. 0%的乏风后进入后续乏风氧化利用装置。本领域技术人员可以理解，按照本实用新型的乏风采集与混合系统包括了上述各部分的任意组合。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不能限定本实用新型，可以肯定的是凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种乏风采集与混合系统，包括乏风井、煤矿瓦斯抽采泵站、百叶窗式集气罩、带旁路百叶窗阀和电动调节阀；百叶窗式集气罩安装在风井排放口上方，百叶窗式集气罩带有带旁路百叶窗阀，电动调节阀位于百叶窗式集气罩和汇集管道前，风井通过汇集管道与集气管道连接，集气管道与煤矿抽采泵站的运输管道一同并入掺混管道，最后与乏风氧化装置连接。
2.根据权利要求I所述的乏风采集与混合系统，其特征在于汇集管道为碳钢材料。
3.根据权利要求I所述的乏风采集与混合系统，其特征在于集气管道为碳钢材料。
4.根据权利要求I所述的乏风采集与混合系统，其特征在于掺混管道为混凝土或碳钢材料。
5.根据权利要求I所述的乏风采集与混合系统，其特征在于掺混管道还包括矿井瓦斯注入栅极、流量计、温度计和压力变送器中的任意一种或几种。
6.根据权利要求I所述的乏风采集与混合系统，其特征在于瓦斯抽采泵站的运输管道上安装有甲烷检测器。
7.根据权利要求I所述的乏风采集与混合系统，其特征在于瓦斯抽采泵站的出口安装有电动调节阀。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的乏风采集与混合系统，其特征在于乏风采集与混合系统外部连接有瓦斯监控系统。
9.根据权利要求7所述的乏风采集与混合系统，其特征在于甲烷检测器与瓦斯监控系统相连接。
10.根据权利要求7所述的乏风采集与混合系统，其特征在于瓦斯监控系统通过电路与输送管道上的电动调节阀连接。
11.根据权利要求7所述的乏风采集与混合系统，其特征在于瓦斯监控系统通过线路与乏风采集与混合系统中的各检测及调节装置相连接。
专利摘要一种乏风采集与混合系统，包含乏风井、煤矿瓦斯抽采泵站、百叶窗式集气罩、带旁路百叶窗阀和电动调节阀。百叶窗式集气罩安装在风井排放口上方，百叶窗式集气罩带有带旁路百叶窗阀，电动调节阀位于百叶窗式集气罩和汇集管道前，风井通过汇集管道与集气管道连接，集气管道与煤矿抽采泵站的运输管道一同并入地下掺混管道，最后与乏风氧化装置连接。其能够根据后续瓦斯利用的需要，对混合后的瓦斯浓度范围进行较为精确的调节，例如为获得最大瓦斯摧毁量时选择乏风与抽采瓦斯混合为浓度0.3-4%，为获得高品质可用热时选择乏风与抽采瓦斯混合为浓度0.7-2%。该系统具有结构简单，调节范围可根据需要改变，并且容易操作等优点。
文档编号B01F3/02GK202690117SQ201220330308
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年4月1日
发明者何勇, 于万纪 申请人:浙江亿扬能源科技有限公司