专利名称：地下气化炉水循环保护系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于煤炭地下气化工程中的煤炭地下气化炉辅助保护系统，尤其是一种地下气化炉水循环保护系统。
背景技术：
煤炭地下气化技术是一种将埋藏在地下的煤炭就地进行有控制的燃烧，通过煤的化学反应与热作用产生可燃气体并将其输送应用的洁净煤技术。以其井下无人、无设备的特点，以及集建井、采煤、气化三大工艺为一体的工艺特征，被誉为第二代采煤法，深受世界各国的重视。近十来年，中国矿业大学结合我国煤炭开采状况，在总结国内外煤炭地下气化经验的基础上，创造了有井式“长通道、大断面”的地下气化新工艺，先后成功在徐州、唐山、新汶等矿区进行了工业性试验，并达到国际领先技术水平，为我国的煤炭地下气化技术工艺的发展奠定了基础。但是，“长通道、大断面”煤炭地下气化技术工程还不是很完善，有六个亟待且必须解决的问题需要进一步研究、优化和改进1、因钻孔管与钻孔孔壁之间为水泥沙浆浇筑结构，当钻孔管因热胀冷缩产生较大的伸缩变化时，这种浇筑结构就会遭到破坏，所以，高温荒煤气会使钻孔管受热变形损坏、腐蚀损坏和上下窜动。
2、高温荒煤气的焦油、粉尘等在钻孔管内随温降而凝结，形成难以清除的堵塞。
3、高温荒煤气对接钻孔管的管道有耐温防腐和保温的高要求，选材困难且造价高；荒煤气的焦油、粉尘在此管道内同样也会随温降凝结，易形成难清除的堵塞。
4、炉内测温元件(热电偶、导线等)易被烧毁。
5、地下气化炉内高浓度污染排水无法处理。
6、与气化炉由密封墙相隔的泄水巷中常含有一定浓度的煤气，不允许回风到井工开采区，人进入前的通、排风是一个必须解决的问题。
发明内容
本实用新型的技术任务是针对上述现有技术中的不足提供一种地下气化炉水循环保护系统，该水循环保护系统结构简单、设置合理、可以同时解决煤气降温、温控保护、盲巷排气等多种问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是地下气化炉水循环保护系统，其结构包括相互串接构成水循环系统的净化水池、喷淋机构、泄水暗管、U型泄水装置、储水池和水泵，喷淋机构设置在气化炉气流钻孔管下方，并通过水管与设置在地面的净化水池相接，泄水暗管设置在喷淋机构与U型泄水装置之间，U型泄水装置从气化炉密闭墙下面穿过，并与设置在气化炉泄水巷内的储水池相接，储水池通过水泵及水管与净化水池相接。储水池通过U型泄水装置汇集喷淋机构流出的喷淋水及气化炉内突水，然后通过水泵输送至地面的净化水池，进行冷却、沉淀、净化，净化后的水即可通过自流作用进入喷淋机构对荒煤气进行喷淋降温及初步净化，最后通过泄水暗管流入U型泄水装置，进入下一循环。
为了将泄水巷中含有煤气的空气抽出，在气化炉泄水巷内靠近储水池的位置设置有排气钻孔管，排气钻孔管的顶端设置排风扇。
贯穿气流钻孔管、喷淋机构和泄水暗管设置有测温电缆，并且在泄水暗管处有测温探头探出，这样可以在保证测温电缆不被烧坏的情况下测定气流通道内的温度。
所述喷淋机构由喷头和喷淋水池构成，通过水管与净化水池相接的喷头设置在气流钻孔管内和气流钻孔管下面的气流通道内，喷淋水池设置在气流通道内喷头的下面，用以承接喷淋水。
泄水暗管埋设于气流通道底部，且其敷设坡向、坡度与气化炉气流通道的坡向、坡度相同。
净化水池通过贯穿气流钻孔的水管与喷头相接，通过贯穿排气钻孔管的水管与水泵相接。
本实用新型的地下气化炉水循环保护系统和现有技术相比，具有以下突出的有益效果(1)本系统运行后，可代替地面空喷塔和填料塔的初净化，从气流钻孔管排出的荒煤气可直接加压送到脱硫塔或净化要求不太高的用户(如电厂)，减少地面占地面积和设备投资。
(2)本系统运行可形成独立的气化炉排水系统，解决了高浓度污染淋水的处理问题；同时，省掉了泄水巷中排水设备，减轻了矿井总排水的负担。
(3)排气钻孔管及排风扇的设置，将泄水巷中含有煤气的空气抽出，保证含有煤气的空气不至回到生产矿井掺混，形成独立的回风系统，保证泄水巷中空气安全，并减轻了矿井总排风的负担。
(4)将测温电缆设置在泄水暗管内，可使得测温电缆和测温探头的选择面增加，敷设自由度加大，并且不必再用昂贵的专用材料定制，减少了投资。
(5)地下气化炉的气流钻孔管在进、排气期间，受高温气流的作用，产生强烈热膨胀作用，因而钻孔管的稳定性会受到破坏，而本系统的喷淋机构，充分利用气流钻孔管足够的高度及气流通道足够的空间，使水、气体有充分的接触时间进行热交换，既可有效降温，解决稳定性不足的问题，又可对荒煤气进行初步洗涤，同时又解决了热力补偿问题，一举多得。
(6)能有效降低高温气流对套管的腐蚀作用，延长了钻孔管的服务时间；同时由于煤气温度的降低，体积减小，使得钻孔管直径相应减小，节省投资。
(7)煤气在出钻孔之前就进行了降温净化，对地面管路、设备有良好的保护作用；同时，由于煤气温度的降低，体积减小，使得地上输气管道管径和设备型号相应减小，节省投资。
(8)荒煤气降温后，对接钻孔管至净化前的管道的耐温防腐和保温的要求降低，管材易选，降低造价。
附图1是本实用新型的地下气化炉水循环保护系统结构示意图；附图2是附图1中的地下气化炉水循环保护系统实施时地下部分的结构示意图。
具体实施方式
参照说明书附图对本实用新型的地下气化炉水循环保护系统作以下详细地说明。
如附图1、2所示，本实用新型的地下气化炉水循环保护系统，其结构包括净化水池(1)、喷淋机构、泄水暗管(2)、U型泄水装置(3)、储水池(4)、水泵(5)、排气钻孔管(12)和测温电缆(13)。其中，净化水池(1)、喷淋机构、泄水暗管(2)、U型泄水装置(3)、储水池(4)、水泵(5)相互串接构成水循环系统。喷淋机构由喷头(6)和喷淋水池(7)构成，喷头(6)设置在气化炉气流钻孔管(8)中及气流钻孔管(8)下面的气流通道(9)中，并通过穿过气流钻孔管(8)的水管(10)与设置在地面的净化水池(1)相接；喷淋水池(7)则设置在喷头(6)下面的气流通道(9)内以承接喷淋水。铸铁(或陶瓷)制泄水暗管(2)埋设在气流通道(9)底部，上接喷淋水池(7)，下接U型泄水装置(3)，其敷设坡向、坡度与气化炉气流通道(9)的坡向、坡度相同，测温电缆(13)穿过气流钻孔管(8)、喷淋水池(7)延伸至泄水暗管(2)，并有测温探头(14)从泄水暗管(2)的侧壁探出。U型泄水装置(3)穿过气化炉密闭墙(10)与设置在气化炉泄水巷(11)内的储水池(4)相接，储水池(4)又通过泵(5)及水管(15)与净化水池(1)相接。排气钻孔管(12)为设置在泄水巷(11)与地面之间的钻孔管，其端部设置有排风扇(16)，连接水泵(5)与净化水池(1)的水管(15)从排气钻孔管(12)穿过。
气流钻孔管(8)中以及气流钻孔管(8)下面的气流通道(9)中的喷头(6)可以设置为顺喷和逆喷多排喷头。
所述气流钻孔管(8)为地下气化炉的进、出气钻孔管及辅助钻孔管；U型泄水装置(3)及储水池(4)可利用气化炉原有的U型泄水装置及储水池。泄水暗管(2)除可以使用铸铁(或陶瓷)制水管外，还可以用砖石等砌成水流通道。
为了保证循环水量的合理，可将本实用新型的地下气化炉水循环保护系统设置成自控连锁，例如，当气化炉内突水(或淋水)量大时，喷淋水可适当减弱；当气流钻孔管管口的煤气出气温度升高时，可适当增加喷淋水量。
而系统运行时，既可以根据测温探头测得的气流通道温度梯度推算燃烧区位置和概况，也可编制相应温控软件，自动推算、显示、模拟燃烧区位置和概况。
因喷淋降温后的荒煤气含水量较高，所以接钻孔管至净化前的管道虽然可以不再要求保温，但应低头敷设，且在低点设置自动排水装置。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
权利要求1.地下气化炉水循环保护系统，其特征在于，其结构包括相互串接构成水循环系统的净化水池、喷淋机构、泄水暗管、U型泄水装置、储水池和水泵，喷淋机构设置在气化炉气流钻孔管下方，并通过水管与设置在地面的净化水池相接，泄水暗管设置在喷淋机构与U型泄水装置之间，U型泄水装置从气化炉密闭墙下面穿过，并与设置在气化炉泄水巷内的储水池相接，储水池通过水泵及水管与净化水池相接。
2.根据权利要求1所述的地下气化炉水循环保护系统，其特征在于气化炉泄水巷内靠近储水池的位置设置有排气钻孔管，排气钻孔管的顶端设置排风扇。
3.根据权利要求1所述的地下气化炉水循环保护系统，其特征在于贯穿气流钻孔管、喷淋机构和泄水暗管设置有测温电缆，并且在泄水暗管处有测温探头探出。
4.根据权利要求1、2或3所述的地下气化炉水循环保护系统，其特征在于所述喷淋机构由喷头和喷淋水池构成，通过水管与净化水池相接的喷头设置在气流钻孔管内和气流钻孔管下面的气流通道内，喷淋水池设置在气流通道内喷头的下面。
5.根据权利要求1、2或3所述的地下气化炉水循环保护系统，其特征在于泄水暗管埋设于气流通道底部，且敷设坡向、坡度与气化炉气流通道的坡向、坡度相同。
6.根据权利要求1、2或3所述的地下气化炉水循环保护系统，其特征在于净化水池通过贯穿气流钻孔的水管与喷头相接，通过贯穿排气钻孔管的水管与水泵相接。
专利摘要本实用新型公开了地下气化炉水循环保护系统，属于煤炭地下气化辅助保护装置，其结构包括相互串接构成水循环系统的净化水池、喷淋机构、泄水暗管、U型泄水装置、储水池和水泵，喷淋机构设置在气化炉气流钻孔管下方，并通过水管与设置在地面的净化水池相接，泄水暗管设置在喷淋机构与U型泄水装置之间，U型泄水装置从气化炉密闭墙下面穿过，并与设置在气化炉泄水巷内的储水池相接，储水池通过水泵及水管与净化水池相接。本实用新型的地下气化炉水循环保护系统结构简单、设置合理、可以同时解决煤气降温、温控保护、盲巷排气等多种问题，其应用可以大大提高煤气地下气化工艺的安全性、稳定性，具有很好的推广应用价值。
文档编号E21F5/00GK2802082SQ20052008092
公开日2006年8月2日 申请日期2005年3月18日 优先权日2005年3月18日
发明者徐传洲 申请人:煤炭工业部济南设计研究院