[发明专利]一种大功率阵列式低浓度瓦斯脉动燃烧方法及装置有效

专利信息
申请号: 201710853966.3 申请日: 2017-09-18
公开(公告)号: CN107525066B 公开(公告)日: 2019-01-01
发明(设计)人: 袁隆基;陈宁;娄毅 申请(专利权)人: 中国矿业大学;贵州盘江煤层气开发利用有限责任公司
主分类号: F23C5/08 分类号: F23C5/08;F23D14/72;F23D14/82;F23K5/00;F23N5/00;F22B1/18
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地址: 221116*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 低浓度瓦斯 脉动燃烧 子阵列 阻尼调节阀 多孔介质 分配母管 进气支管 阵列系统 阵列式 脉动燃烧过程 燃烧控制器 阵列式布置 单元共享 改变装置 进气流量 瓦斯抽采 瓦斯燃烧 稳定燃烧 总功率 爆炸 爆燃 干管 着火 保证 均衡 灵活
【权利要求书】:

1.一种大功率阵列式低浓度瓦斯脉动燃烧方法,其特征是,

一、为实现低浓度瓦斯的燃烧利用,将由多个小功率的脉动燃烧单元(1)构成的大功率阵列式低浓度瓦斯脉动燃烧装置(8)安装于煤矿瓦斯抽放泵站(14)引出的瓦斯利用管路(9)上,其中,大功率阵列式低浓度瓦斯脉动燃烧装置(8)的结构是:将2~16个带有多孔介质室(2)和阻尼调节阀(3)的脉动燃烧单元(1)呈阵列式布置构成一个独立的子阵列,子阵列内部各个单元共享一个进气支管(4),每个子阵列通过进气支管(4)与分配母管(5)连接构成阵列系统,分配母管(5)与带有燃烧控制器(6)的供应干管(7)连接;

二、煤矿瓦斯抽放泵站(14)通过真空泵将低浓度瓦斯从煤矿井下抽采至地面后,送入瓦斯利用管路(9);

三、正常工作时,阀门一(11)处于常开状态,阀门二(12)处于常关状态,瓦斯利用管路(9)中的低浓度瓦斯经过阻火器(10)后进入大功率阵列式低浓度瓦斯脉动燃烧装置(8);

四、进入大功率阵列式低浓度瓦斯脉动燃烧装置(8)的低浓度瓦斯首先经过安装在供应干管(7)上的燃烧控制器(6)对瓦斯流量进行集中调节后进入分配母管(5);

五、进入分配母管(5)的低浓度瓦斯再经过分配输送后进入每个进气支管(4);

六、每个进气支管(4)连通2~16个带有多孔介质室(2)和阻尼调节阀(3)的脉动燃烧单元(1),低浓度瓦斯在呈阵列式布置的每个脉动燃烧单元(1)中进行脉动燃烧;

七、低负荷下大功率阵列式低浓度瓦斯脉动燃烧装置(8)中的个别的脉动燃烧单元(1)可能出现熄火现象,由于多孔介质室(2)有很强的隔爆、稳燃作用,并不需要对个别熄火的脉动燃烧单元(1)进行常规的熄火保护处理;若阵列中熄火的脉动燃烧单元(1)占到40%以上,整个大功率阵列式低浓度瓦斯脉动燃烧装置(8)进入统一的熄火保护流程,阀门一(11)关闭,阀门二(12)打开,低浓度瓦斯经过应急排空管线(13)处理排空,待熄火保护处置完毕后,重复步骤三~六,继续低浓度瓦斯燃烧利用。

2.根据权利要求1所述的一种大功率阵列式低浓度瓦斯脉动燃烧方法,其特征是,所述的脉动燃烧单元(1)的阵列式布置不限于矩形阵列,脉动燃烧单元(1)为尺寸根据低浓度瓦斯进气浓度设计的脉动燃烧管,是构成大功率阵列式低浓度瓦斯脉动燃烧装置(8)的基础单元,每个脉动燃烧单元(1)的功率为20-500kw,脉动燃烧单元(1)周围需包裹保温材料,形成卫燃带。

3.根据权利要求1所述的一种大功率阵列式低浓度瓦斯脉动燃烧方法,其特征是,所述的多孔介质室(2)设置在脉动燃烧单元(1)的顶部,多孔介质室(2)中有蜂窝陶瓷与金属筛板共同构成的多孔介质稳燃材料、电子点火装置和火焰探测装置,多孔介质具备独特的阻火阻爆特性,配合电子点火装置和火焰探测装置,确保脉动燃烧单元(1)在热态低负荷时,出现熄火也可以无需吹扫直接点火,可有效避免爆燃或者爆炸。

4.根据权利要求1所述的一种大功率阵列式低浓度瓦斯脉动燃烧方法,其特征是,所述的阻尼调节阀(3)设置在脉动燃烧单元(1)和进气支管(4)之间,其作用为粗调各个脉动燃烧单元(1)的低浓度瓦斯进气流量,保证阵列系统中的各个脉动燃烧单元(1)之间的进气流量均衡,在燃气阻尼调节阀(3)调节的基础上,再配合多孔介质室(2)的均压效应,可保证工作时每一个脉动燃烧单元(1)的热负荷基本均匀。

5.根据权利要求1所述的一种大功率阵列式低浓度瓦斯脉动燃烧方法,其特征是,所述的燃烧控制器(6)设置于供应干管(7)上,包含独立的阻火器、过滤器、火焰探测信号变送器和FSSS控制模块,燃烧控制器(6)的作用为大功率阵列式低浓度瓦斯脉动燃烧装置(8)在启动、停机和运行时,由燃烧控制器(6)对所有脉动燃烧单元(1)统一进行吹扫、进气/流量调节/闭气、火检和点火等控制流程,无需对单个的脉动燃烧单元(1)进行单独控制。

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