[发明专利]煤矿瓦斯混配系统及混配方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿安全装置技术领域，具体涉及煤矿瓦斯混配系统及混配方法。

背景技术

煤矿先期建设的高浓度瓦斯电站随着矿井抽采瓦斯浓度的不断降低而闲置，高浓度瓦斯 发电机组无法运行发电；低浓度瓦斯电站由于抽采瓦斯浓度低于8％超出低浓度发电机组下限 值而无法运转发电；同时来自于煤矿通风系统的乏风瓦斯，大部分甲烷含量通常低于0.3％， 即使采用蓄热氧化利用技术也基本无法利用，被当做废气直接排入大气，据有关资料统计， 我国煤矿瓦斯发电站开机率不足50％；我国煤矿每年的瓦斯排放量约有80％～90％是以矿井通 风方式排出的，更有数据表明2008年通过乏风排入大气中的甲烷量已达到161亿m³。因此， 现在瓦斯利用效率较低，很不经济。形成一边是清洁能源不能有效利用、不能产生经济效益 和另一边是造成21倍二氧化碳的温室气体效应、破坏环境的格局。

上述存在的瓦斯利用安全性差、低效、不经济的问题，许多都可通过瓦斯混配来解决。

目前的瓦斯混合技术，仅有几家公司在试验室、小范围应用，混合设备单一，应用范围 窄，且没有根据煤矿实际生产特点来设计瓦斯混合装置，没有形成能适应多种气源条件的混 气系统和系统混配方法，无法满足大气量、宽适用范围的工业化应用需要。因此，需要开发 系统的瓦斯混配方法，形成系统的瓦斯混配系统，实现瓦斯利用的高效、经济运行。.

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种压力稳定、阻力损失小、混配效果好、自动化程 度高的瓦斯混配系统，以及使用该系统进行混配的方法，以解决现有技术存在安全性差、低 效、不经济的问题。

本发明的目的之一通过以下技术方案实现：

煤矿瓦斯混配系统及混配方法，包括瓦斯泵站和分别与所述瓦斯泵站通过管路连通的高 浓度瓦斯电站、低浓度瓦斯电站及燃煤锅炉，在管路上设置有三通型掺混器，所述三通型掺 混器包括高浓度瓦斯管口、低浓度瓦斯管口和混合瓦斯管口，所述高浓度瓦斯管口、低浓度 瓦斯管口与瓦斯泵站分别通过高浓度瓦斯管路、低浓度瓦斯管路连通，所述混合瓦斯管口分 别与高浓度瓦斯电站、低浓度瓦斯电站及燃煤锅炉连通，在与高浓度瓦斯电站连通的管路上 设置有瓦斯引射器和瓦斯掺混器，所述瓦斯引射器与煤层气输配站连通，所述瓦斯掺混器的 前端与所述三通型掺混器的混合瓦斯管口连接，后端还与所述燃煤锅炉连通，在与述燃煤锅 炉连通的管路上设置有乏风掺混器和乏风末级掺混器，还包括与所述乏风掺混器连通的乏风 收集罩和设置在乏风掺混器与燃煤锅炉连通管路上的乏风氧化装置。

进一步，还包括与所述瓦斯掺混器连通的空气通风机。

进一步，还包括设置在瓦斯引射器与煤层气输配站连通管路上的高浓度煤层气调压器。

进一步，还包括设置在管路上可对各功能部件进行独立控制的气动开关阀门、电动调节 阀门和排空管，在瓦斯掺混器前端的排空管与瓦斯掺混器之间的管路上设置有湿式调压装 置。

进一步，还包括设置在三通型掺混器与瓦斯引射器之间的管路上且分别与高浓度瓦斯电 站、低浓度瓦斯电站及燃煤锅炉连通的低浓度瓦斯安全保障设备，所述低浓度瓦斯安全保障 设备包括依次串联的防逆流装置、阻爆阀门、干式泄爆器、自动喷粉抑爆器及水封阻火泄爆 装置。

进一步，所述三通型掺混器的高浓度瓦斯管口与低浓度瓦斯管口呈夹角30°设置，在高 低浓度瓦斯气交汇处设置分流板，通过高浓度瓦斯管口和低浓度瓦斯管口的瓦斯气流速分别 低于10m/s。

进一步，所述瓦斯引射器包括引射段、混合段和扩压段，所述引射段的高浓度煤层气喷 口与低浓度瓦斯管口的夹角呈夹角30°设置，所述混合段采用中心角为90°弯管设置，所 述高浓度煤层气喷口的喷射压力0.3-0.4MPa。

进一步，所述乏风末级掺混器器设置有多层不锈钢材质的V型分流板，每层分流板的间 距为20mm。

进一步，所述湿式调压装置包括湿式筒体、水位传感器、泄压管、磁翻板液位计和控制 器，其调压水位高度最大值为1000mm。

本发明的目的之二通过以下技术方案实现：

采用上述煤矿瓦斯混配系统进行煤矿瓦斯的混配方法：