[发明专利]一种基于减阻工作液的全封闭瓦斯抽采泵节能系统

说明书

本发明公开了一种基于减阻工作液的全封闭瓦斯抽采泵节能系统，它包括瓦斯净化系统、瓦斯抽采泵工作液循环系统、补液系统和上位机监控系统。抽采管路中的瓦斯携带部分煤粉经旋风降尘装置净化，进入以高分子减阻液为工作介质的瓦斯抽采泵，并经气液分离器、液‑液换热器循环使用减阻工作液，辅以瓦斯排气管路上的低阻力脱水器实现减阻液的全封闭式循环。通过液位传感器监测气液分离器中的液位，由监控系统自动实现气液分离器中的补液，并实时监测减阻液的流量、换热器的压差、管路中的粉尘浓度等，保证地面抽采系统的稳定可靠运行。该系统可大幅提高瓦斯抽采泵站的运行效率和节水能力，显著降低减阻液的成本，节约人力物力，应用广泛。

技术领域

本发明属于煤矿瓦斯抽采技术领域，具体涉及一种基于减阻工作液的全封闭瓦斯抽采泵节能系统。

背景技术

瓦斯抽采泵站是煤矿瓦斯抽采系统中的核心部分。现有煤矿地面瓦斯抽采泵站普遍采用低位水池、高位水池、冷却塔、瓦斯抽采泵及必要防火隔爆装置等组成，形成半开式循环系统，造成了极大的水资源浪费，预计每天消耗5~120吨的清洁水。同时，瓦斯抽采泵站耗电量巨大，约占整个煤矿用电系统的四分之一以上，且现有瓦斯抽采泵运行效率极低。

为解决瓦斯抽采泵能耗高、效率低的现状，中国专利CN107152399A公开了一种采用高分子减阻剂提高瓦斯抽放液环真空泵效率的方法，极大地提高了瓦斯抽采泵的运行效率，该方法已成功应用于煤矿井下移动瓦斯抽采泵站，取得了显著的经济效益。然而，对于地面永久抽采泵站的大型或特大型瓦斯抽采泵，采用现有的瓦斯抽采系统并不特别适用，主要原因有两点：一是，大型瓦斯抽采泵耗水量极大，减阻工作液循环利用率低，导致需要频繁添加减阻工作液；二是，循环水池体积巨大，甚至达一千立方以上，减阻剂用量大，成本上升，节能净效益降低，阻碍了该技术在煤矿地面抽采泵站的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于减阻工作液的全封闭瓦斯抽采泵节能系统，可节约水资源，减阻工作液循环利用率高，用量小，增加节能净效益，智能化水平高，并能大幅提高瓦斯抽采泵的运行效率。

为实现上述目的，本发明的基于减阻工作液的全封闭瓦斯抽采泵节能系统，包括瓦斯净化系统、瓦斯抽采泵工作液循环系统、补液系统以及监控系统；所述的瓦斯净化系统包括旋风降尘装置和粉尘浓度传感器，旋风降尘装置和粉尘浓度传感器依次安装在瓦斯抽采进气管路上；所述的瓦斯抽采泵工作液循环系统包括瓦斯抽采泵、气液分离器、液-液换热器、减阻液添加装置、温度传感器I、压差传感器、电磁流量计、温度传感器II和电机参数监测仪，所述气液分离器的出液口通过瓦斯抽采泵进液管路连接瓦斯抽采泵的进液口，温度传感器I、液-液换热器、减阻液添加装置、电磁流量计、温度传感器II依次安装在所述瓦斯抽采泵进液管路上，压差传感器的两个探测端分别设置在液-液换热器的两端，瓦斯抽采泵的排放口连接所述气液分离器的入口，瓦斯抽采泵连接电机参数监测仪；所述的补液系统包括低阻力脱水器、煤粉沉淀池、潜水泵、液位传感器和补液连接口，所述气液分离器的出气口通过瓦斯抽采排气管路连接低阻力脱水器，煤粉沉淀池设置在低阻力脱水器下方，潜水泵设置在煤粉沉淀池内，潜水泵通过补液管路依次连接补液连接口和所述气液分离器的回液口，所述液位传感器设置在所述气液分离器中，且位于回液口上方，液位传感器与潜水泵信号连接；所述监控系统包括上位机，所述粉尘浓度传感器、压差传感器、电磁流量计、温度传感器I、温度传感器II、液位传感器以及电机参数监测仪分别与所述上位机信号连接。

所述温度传感器I和所述液-液换热器之间的管路上设有球阀I，所述球阀I与所述上位机信号连接。

所述补液连接口和所述气液分离器的回液口之间的管路上设有球阀II，所述球阀II与所述上位机信号连接。

所述的减阻液添加装置根据电机参数监测仪监测的瓦斯抽采泵的运行功率变化来判断减阻液的添加量；当运行功率提升15%时，开启减阻液添加装置，缓慢注入减阻液；当运行功率降至最低功率时，停止注液。