专利名称：阻火防爆式气水分离器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气水分离装置，更具体地说是煤矿低浓度瓦斯在采用气水二相流的方式 进行输送时，到达瓦斯利用设备(如发电机组)之前，需要将气和水进行分离，以使气体进 入瓦斯利用设备得到所应用的气水分离装置。
背景技术：
无论进口还是国产瓦斯发电机组都存在气缸回火的可能性。高浓度瓦斯发电机组汽缸回 火对瓦斯输送系统没有安全威胁。因为当瓦斯浓度〉30，寸，瓦斯不仅不能爆炸，而且燃烧传播速度约为O. 7m/s，此时的02浓度〈14%，与7。/。的CK氧化反应后，02即消耗怠尽，剩余23% 的CK为强制冷剂，具有很强的吸热性，将使燃点的温度逐渐降低，并在瓦斯管路中趋于熄 灭。然而，低浓度瓦斯发电机组汽缸回火对瓦斯输送系统有着严重的安全威胁。当瓦斯浓度 在10%左右时，瓦斯不仅能爆炸，而且爆轰传播速度可以高达3000m/s以上，如不采取有效 的阻火防爆措施，将可能对瓦斯输送管路系统造成摧毁性的破坏。将煤矿低浓度瓦斯进行输送，并直接用来发电是一项新技术。目前所采用的阻火防爆器 可分为湿式和干式二类，湿式即为水封阻火，干式有网式和盘式等多种。现有湿式阻火器都 是气流从水中通过的阻火原理，当爆轰传播速度超过2000m/s时，气流形成的高压就能够排 开水体，保持气流连续，湿式水封阻火就会失效；网式阻火仅适用于瓦斯浓度>30%、燃烧传 播速度<0. 7m/s的条件下；盘式阻火也仅能阻断传播速度〈2000m/s爆轰。国产高、低浓度瓦斯发电机组供气压力一般控制在300咖H/) 500mrnH20之间，低压状态 下采用常规气水分离器脱水，效果均不理想，难免有凝结水带入气缸，不仅影响气缸点火做 功，而且延缓爆燃速率，降低发电效率，并可能因瓦斯燃烧不充分，造成排空管放炮现象发 生。进口高浓瓦斯发电机组(国外无低浓度瓦斯发电机组)，如德国道依茨、奥地利颜巴赫、 美国卡特比勒等，均自备有气体预处理装置，对输送利用的瓦斯气体进行制冷脱水，加压供 气，效果虽然好，但设备结构复杂，价格昂贵，运行成本高。目前，脱水效果好的途径有二条， 一是制冷脱水，二是加压脱水。制冷脱水设备结构复 杂，价格昂贵，运行成本高，且不具备阻火功能；加压脱水不仅运行成本高，且应用于低浓 度瓦斯存在安全威胁。在低浓瓦斯发电气水二相流输送系统中，气水分离是一个难题，不仅 要控制气水分离器出口压力在300mmH2O 500nimH2O之间，而且要保证脱水充分，不存在凝结 水，还要兼具可靠的阻火防爆功能。目前还没一种设备能够达到这样的综合效果。实用新型内容本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种系统设置简单、能保证 脱水充分、并兼具可靠的阻火防爆功能的阻火防爆式气水分离器。 本实用新型解决技术问题采用的技术方案的结构特点是呈倾斜设置气水二相团流输入管，气水二相团流输入管进入防爆阻火式气水分离器缓冲 罐前呈枝叉状分成两路输出， 一路是连接在其底口上的水流管，另一路是连接在其腰部的一 级脱水气流管；呈直立设置防爆阻火式气水分离器缓冲罐阻火筒， 一级脱水气流管接入位于缓冲罐阻火 筒上部侧壁的气流入口，在气流入口的内侧壁上，设置对进入缓冲罐阻火筒的一级脱水气流 形成封挡的二级脱水档板；水流管接入在缓冲罐阻火筒的底部，脱水气流输出管的口部设置 在缓冲罐阻火筒顶部，回水管位于阻火筒侧壁，回水管的管口与一级脱水气流管的入口高度一致。本实用新型的结构特点也在于在防爆阻火式气水分离器缓冲罐阻火筒顶部或任意一侧， 设置气流稳压放散装置阀，气流输出管端口为气流稳压放散装置阀的稳压输出口。气水二相团流进入经气水团流输入管进入，由于特定结构的设置，气流和水流在此兵分 两路， 一路是气流，直接进入一级脱水气流管，另一路水流，直接进入水流管，从而实现一 级脱水。 一级脱水气流在注入防爆阻火式气水分离器缓冲罐阻火筒时，冲击二级脱水档板， 在二级脱水档板上实现二级脱水，二级脱水后的气流经脱水气流输出管口、并由脱水气流通 道输送到瓦斯利用设施。脱水后的水流进入缓冲罐阻火筒的下部。正常工作情况下，缓冲罐 阻火筒中的水位处在回水管口的位置上。当瓦斯利用设施发生回火时，缓冲罐阻火筒内的气 体压力突然升高，把缓冲罐阻火筒下部的水压入水流管，并抬高气水二相团流输入管内的水 位，封堵一级脱水气流管的管口，实现安全阻火。与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在1、 本实用新型能保障安全，其阻火功能是利用瓦斯燃烧爆炸压力超前于火焰的原理， 并不是传统的气流从水中通过，而是由气流顶着水走。灾变时超前于火焰的压力把防爆阻火 式气水分离器缓冲罐中的水压入瓦斯输送管道，彻底封堵了瓦斯输送管路入口，使火焰无法 进入瓦斯输送管路，从而保证瓦斯输送系统免受瓦斯发电机组回火的干扰，实现安全可靠运 行。2、 本实用新型提高了脱水效果，首先利用气和水的流动特性进行一次脱水，随后再采 用挡板，利用重力完成第二次脱水，实验表明，经二级脱水后的气体相对湿度在95%±3范围 内，不含凝结水，完全满足了瓦斯利用设施的供气要求。3、 本实用新型可以在缓冲罐上部阻火筒中设置稳压放散装置，如回火产生的压力超过设定的放散压力时，则通过稳压放散阀直接卸压放散，更进一歩保证了气压的稳定和回火安 全性。4、本实用新型结构设置简单、功能可靠、易于实施。
图l为本实用新型结构示意图。图中标号1阻火筒、2—级脱水气流管、3气水团二相团流输入管、4水流管、5脱水气流输出管、6挡板、7二级脱水气流、8回水管。以下通过具体的实施方式，结合附图对本实用新型作进一歩描述具体实施方式
参见图l，呈倾斜设置气水二相团流输入管3，气水二相团流输入管3进入防爆阻火式气水分离器缓冲罐前呈枝叉状分成两路输出， 一路是连接在其底口上的水流管4，另一路是连接在其腰部的一级脱水气流管2;呈直立设置防爆阻火式气水分离器缓冲罐阻火筒1， 一级脱水气流管2接入位于缓冲罐阻火筒1上部侧壁的气流入口，在气流入口的内侧壁上，设置对进入缓冲罐阻火筒1中一级脱水气流形成封挡的二级脱水档板6，在经二级脱水挡板6之后形成二级脱水气流7;水流 管4接入在缓冲罐阻火筒1底部，脱水气流输出管5的口部设置在缓冲罐阻火筒1顶部，回 水管8位于缓冲罐阻火筒1侧壁，回水管8的管口与一级脱水气流管2的入口高度一致。具体实施中，在防爆阻火式气水分离器缓冲罐阻火筒l顶部或任意一侧，设置气流稳压 放散装置阀，脱水气流输出管5的端口为气流稳压放散装置阀的稳压输出口。本实用新型的具体应用是设置在低浓度瓦斯气水二相流输送系统的终端，因采用气水二 相流进行输送而形成的气水团流在经本实用新型进行气水分离之后，以阻火防爆的形式作为 瓦斯利用设备的前端。
权利要求1、阻火防爆式气水分离器，其特征是呈倾斜设置气水二相团流输入管(3)，所述气水二相团流输入管(3)进入防爆阻火式气水分离器缓冲罐前呈枝叉状分成两路输出，一路是连接在其底口上的水流管(4)，另一路是连接在其腰部的一级脱水气流管(2)；呈直立设置防爆阻火式气水分离器缓冲罐阻火筒(1)，所述一级脱水气流管(2)接入位于缓冲罐阻火筒(1)上部侧壁的气流入口，在气流入口的内侧壁上，设置对进入缓冲罐阻火筒(1)的一级脱水气流形成封挡的二级脱水档板(6)；所述水流管(4)接入在缓冲罐阻火筒(1)的底部，脱水气流输出管(5)的口部设置在缓冲罐阻火筒(1)顶部，回水管(8)位于阻火筒(1)的侧壁，回水管(8)的管口与所述一级脱水气流管(2)的入口高度一致。
2、 根据权利要求1所述的阻火防爆式气水分离器，其特征是在所述防爆阻火式气水分 离器缓冲罐阻火筒(l)顶部或任意一侧，设置气流稳压放散装置阀，气流输出管(5)端口为所 述气流稳压放散装置阀的稳压输出口 。
专利摘要阻火防爆式气水分离器，其特征是呈倾斜设置气水二相团流输入管，气水二相团流输入管进入防爆阻火式气水分离器缓冲罐分成两路，一路是连接在其底口上的水流管，另一路是连接在其腰部的一级脱水气流管；呈直立设置防爆阻火式气水分离器缓冲罐阻火筒，一级脱水气流管接入位于缓冲罐阻火筒上部侧壁的气流入口，在气流入口的内侧壁上，设置对进入缓冲罐阻火筒的一级脱水气流形成封挡的二级脱水档板；水流管接入在缓冲罐阻火筒的底部，脱水气流输出管的口部设置在缓冲罐的阻火筒顶部，回水管位于阻火筒侧壁，回水管的管口与一级脱水气流管的入口高度一致。本实用新型系统设置简单、脱水充分、具有可靠的阻火防爆功能。
文档编号B01D19/00GK201108758SQ20072004421
公开日2008年9月3日 申请日期2007年9月26日 优先权日2007年9月26日
发明者范辰东, 亮 袁, 金学玉 申请人:淮南矿业(集团)有限责任公司