矿井乏风输送系统的工作方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及一种矿井乏风输送系统的工作方法。
[0002]【背景技术】:
瓦斯是井下采掘过程中从煤和围岩中涌出的有害气体的总称，成份很复杂，主要成份为甲烷(CH4)，其次是二氧化碳(C02)和氮气(N2)，另外还有少量或微量的其他气体，不同地区、不同煤层、不同深度瓦斯成份不尽相同，但是CH4占瓦斯成份的93%以上，因此一般煤矿上常把014称为瓦斯。CH4是一种温室气体，GWP的分析显示，以单位分子数而言，CH 4温室效应是0)2的21倍。矿井乏风指从煤层排出的甲烷进入矿井通风系统，并以较低的浓度从通风井中排出，浓度范围通常为0.1%-0.75%，尽管浓度很低，但风排瓦斯却是全球最大的甲烷排放源，预计全球煤矿开采相关的60%-80%甲烷排放来自井下风排瓦斯。世界范围内，甲烷排放量占人类活动排放气总量的17%，而其中8%来自煤矿。中国煤炭开采量据世界首位，全球45%的矿井乏风来自中国。我国每年通过风排瓦斯排入大气的甲烧约为100-150亿m 3，比西气东输一期工程的120亿m3的天燃气还多，但这么大的资源基本未利用。由于煤矿乏风量巨大及014浓度极低的特点，无法采用常规技术进行大量处理，另外这种浓度的甲烷不能直接燃烧，长期以来只能空排，造成能源的巨大浪费及严重的温室效应。
[0003]将煤矿乏风输送到电厂的燃煤锅炉中代替空气作为助燃空气和辅助燃料的技术应用方便，能够处理大量的矿井乏风，对消减温室效应具有重大意义，并且能够将乏风中超低浓度的CH4得到有效利用，但是锅炉一般距矿井回风井几公里到几十公里距离，输送管道成本及乏风浓度波动是该技术应用的主要考虑因素。国内没有该技术应用的示范项目。
[0004]目前，国内矿井乏风的主要利用方式为高温氧化技术，指采用电加热装置预先创造800~1000°C的高温环境，将乏风通入进行氧化放热，当装置稳定运行后，可以依靠瓦斯放热自维持装置运行，通过换热器将多余热量进行回收的一种利用方式。但是这种方式具有局限性，目前氧化装置的乏风处理量远小于矿井主排风口乏风量；氧化装置处理的瓦斯浓度一般在0.3^1.2%，而我国大部分矿井为了安全起见将乏风中瓦斯浓度控制在0.3%以下而造成无法利用。
[0005]目前国内没有将煤矿井乏风直接输送到电站锅炉助燃应用的示范项目，其主要原因是电厂距离矿井出口较远，建立输送系统成本较高，且乏风中瓦斯浓度波动会对锅炉运行安全性产生影响，因此输送管道的成本问题及瓦斯浓度控制是本技术应用的重要考虑因素。
[0006]
【发明内容】
:
本发明的目的是提供一种矿井乏风输送系统的工作方法，解决了矿井乏风输送系统成本高、进入锅炉的乏风浓度较低、危险系数高的问题。
[0007]上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种矿井乏风输送系统，其组成包括:矿井回风井，所述的矿井回风井内安装有甲烷浓度测量装置，所述的矿井回风井上端安装有矿井乏风输送管道，所述的矿井乏风输送管道具有扩口结构，所述的扩口结构与前风道连接，所述的前风道分别与进风旁路、中风道连接，所述的中风道分别与排风旁路连接、后风道连接，所述的后风道与一组分风道连接，所述的分风道与锅炉进风道侧面连接，所述的锅炉进风道与锅炉空气预热器连接；所述的前风道、所述的后风道、所述的进风旁路、所述的排风旁路内分别安装有电动调节装置。
所述的矿井乏风输送系统，所述的前风道内安装有送风机，所述的前风道上安装有压力测量装置、温度测量装置、流量测量装置。
[0008]所述的矿井乏风输送系统，所述的进风旁路、所述的排风旁路分别安装有铁丝栅格网。
[0009]所述的矿井乏风输送系统，所述的中风道内部安装有金属骨架。
[0010]一种利用权利要求1-4之一所述的矿井乏风输送系统的工作方法，该方法包括如下步骤:
首先，通过甲烷浓度监控系统连锁控制电动调节挡板闭合，保证乏风输送管道甲烷浓度不超限，并设计进风旁路与排气旁路对管道进行吹扫，采用扩口结构与送风机配合收集矿井乏风，采用乏风分成两路侧面进入锅炉送风管道的方式保证乏风与空气掺混均匀，不影响锅炉送风机正常运行，乏风输送管道最长的中段部分采用塑料薄膜铺设方式。
[0011]本发明的有益效果:
本发明的一种将矿井乏风输送到电站锅炉助燃应用的乏风输送系统，通过甲烷浓度监控系统连锁控制电动调节装置闭合，保证乏风输送管道甲烷浓度不超限，并设计进风旁路与排气旁路对管道进行吹扫，采用扩口结构与送风机配合收集矿井乏风，采用乏风分成两路侧面进入锅炉送风管道的方式保证乏风与空气掺混均匀，并且不影响锅炉送风机正常运行，乏风输送管道最长的中段部分采用塑料薄膜铺设方式，降低乏风管道建设成本。
[0012]本发明不会对矿井风扇及锅炉送风机的正常运行造成影响，能够在瓦斯浓度超限时对输送系统进行关断、吹扫，保证锅炉及煤矿安全，能够大幅降低输送管道建设成本。
[0013]本发明能够将矿井乏风安全输送到燃煤电站锅炉进行利用，降低管道建设成本，在瓦斯浓度超限后能够阻断输送管道，并对输送管道进行吹扫，消除工程应用风险。
[0014]【附图说明】:
附图1是本发明的结构示意图。
[0015]附图2是附图1中的A-A剖视图。
[0016]附图3是附图1中的B-B剖视图。
[0017]附图4是附图1中扩口装置的结构的示意图。
[0018]【具体实施方式】:
实施例1:
一种矿井乏风输送系统，其组成包括:矿井回风井1，所述的矿井回风井内安装有甲烷浓度测量装置18，所述的矿井回风井上端安装有矿井乏风输送管道，所述的矿井乏风输送管道入口具有扩口结构2，所述的扩口结构与前风道3连接，所述的前风道分别与进风旁路
4、中风道5连接，所述的中风道分别与排风旁路6连接、后风道7连接，所述的后风道与一组分风道8连接，所述的分风道与锅炉进风道9侧面连接，所述的锅炉进风道与锅炉空气预热器连接10;所述的前风道、所述的后风道、所述的进风旁路、所述的排风旁路内分别安装有电动调节装置11。
实施例2: 根据实施例1所述的矿井乏风输送系统，所述的矿井回风井内安装有回风井风扇12，所述的前风道、所述的锅炉进风道内分别安装有送风机13，所述的前风道上安装有压力表14、温度表15、流量计16。
[0019]实施例3:
根据实施例1或2所述的矿井乏风输送系统，所述的进风旁路、所述的排风旁路、所述的锅炉进风道的出口处分别安装有铁丝栅格网17。
[0020]实施例4:
根据权利要求1或2所述的矿井乏风输送系统，所述的中风道内部安装有金属骨架18。
[0021]实施例5:
根据权利要求1或2所述的矿井乏风输送系统，所述的甲烷浓度测量装置1安装在回风井风扇之内，与输送系统所有的电动调节装置连锁控制，与锅炉给煤系统连锁控制。
[0022]实施例6:
根据权利要求1或2所述的矿井乏风输送系统，所述的扩口装置在矿井回风井出口上端，距离回风井出口 l~2m，扩口截面面积为回风井出口面积的2-4倍，扩口结构与前风道连接。
[0023]实施例7:
根据权利要求1或2所述的矿井乏风输送系统，所述的前风道、所述的后风道、所述的进风旁路、所述的排风旁路、所述的分风道、所述的锅炉进风道为矩形管道，采用钢板焊接而成，所述的中风道12为半圆形结构，每隔5-10米内加支撑，采用塑料薄膜材质铺设。
[0024]实施例8:
一种利用权利要求1-4之一所述的矿井乏风输送系统的工作方法，该方法包括如下步骤:
首先，通过甲烷浓度监控系统连锁控制电动调节挡板闭合，保证乏风输送管道甲烷浓度不超限，并设计进风旁路与排气旁路对管道进行吹扫，采用扩口结构与送风机配合收集矿井乏风，采用乏风分成两路侧面进入锅炉送风管道的方式保证乏风与空气掺混均匀，不影响锅炉送风机正常运行，乏风输送管道最长的中段部分采用塑料薄膜铺设方式。
【主权项】
1.一种矿井乏风输送系统，其组成包括:矿井回风井，其特征是:所述的矿井回风井内安装有甲烷浓度测量装置，所述的矿井回风井上端安装有矿井乏风输送管道，所述的矿井乏风输送管道具有扩口结构，所述的扩口结构与前风道连接，所述的前风道分别与进风旁路、中风道连接，所述的中风道分别与排风旁路连接、后风道连接，所述的后风道与一组分风道连接，所述的分风道与锅炉进风道侧面连接，所述的锅炉进风道与锅炉空气预热器连接；所述的前风道、所述的后风道、所述的进风旁路、所述的排风旁路内分别安装有电动调节装置。2.根据权利要求1所述的矿井乏风输送系统，其特征是:所述的前风道内安装有送风机，所述的前风道上安装有压力测量装置、温度测量装置、流量测量装置。3.根据权利要求1或2所述的矿井乏风输送系统，其特征是:所述的进风旁路、所述的排风旁路分别安装有铁丝栅格网。4.根据权利要求1或2所述的矿井乏风输送系统，其特征是:所述的中风道内部安装有金属骨架。5.一种利用权利要求1-4之一所述的矿井乏风输送系统的工作方法，其特征是:该方法包括如下步骤: 首先，通过甲烷浓度监控系统连锁控制电动调节挡板闭合，保证乏风输送管道甲烷浓度不超限，并设计进风旁路与排气旁路对管道进行吹扫，采用扩口结构与送风机配合收集矿井乏风，采用乏风分成两路侧面进入锅炉送风管道的方式保证乏风与空气掺混均匀，不影响锅炉送风机正常运行，乏风输送管道最长的中段部分采用塑料薄膜铺设方式。
【专利摘要】<b>一种矿井乏风输送系统及工作方法。目前国内没有将煤矿井乏风直接输送到电站锅炉助燃应用的示范项目，其主要原因是电厂距离矿井出口较远，建立输送系统成本高，且乏风中瓦斯浓度波动会对锅炉运行安全性产生影响。本发明组成包括：矿井回风井（</b><b>1</b><b>），矿井回风井内安装有甲烷浓度测量装置（</b><b>18</b><b>），矿井回风井上端安装有矿井乏风输送管道，矿井乏风输送管道具有扩口装置（</b><b>2</b><b>）扩口装置与前风道（</b><b>3</b><b>）连接，前风道分别与进风旁路（</b><b>4</b><b>）、中风道（</b><b>5</b><b>）连接，中风道分别与排风旁路（</b><b>6</b><b>）连接、后风道（</b><b>7</b><b>）连接，后风道与一组分风道（</b><b>8</b><b>）连接，分风道与锅炉进风道（</b><b>9</b><b>）侧面连接，锅炉进风道与锅炉空气预热器连接（</b><b>10</b><b>）。本发明应用于矿井乏风输送。</b>
【IPC分类】E21F1/04, E21F1/00, E21F1/08
【公开号】CN105401970
【申请号】CN201510974929
【发明人】张彦军, 王凤君, 刘恒宇, 栾世健, 于强, 崔凯, 黄莺, 于景泽, 宋纯龙
【申请人】哈尔滨锅炉厂有限责任公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月23日