[实用新型]一种煤矿抽风燃气轮机动力装置

说明书

一种煤矿抽风燃气轮机动力装置，它属于煤矿矿井通风与动力输出装置，它适用于高瓦斯煤矿矿井的开采。

在采用矿井方法开采深煤层时，由于煤层中伴生的瓦斯气体（其主要成份为CH4）会溢出到开采矿井中。当瓦斯气体的浓度达到3－19％时就有爆炸的危险。因此，煤矿矿井的防爆是煤碳开采中的一个重要课题。现在的解决办法都是使用强制通风的方法，使用通风管道对矿井深部的空气进行强制循环。通风方法有送风通风，抽风通风以及两者的结合三种形式。其中，抽风通风的效果最好。采用现在的通风方法虽然可以达到降低井下瓦斯浓度，防止瓦斯爆炸的目的。但是，由于瓦斯气体的主要成份是CH4、CO等可燃气体，排入大气后，会对大气环境造成污染，而且瓦斯做为燃料，也包含了不少能量，排入大气是一种浪废。

本实用新型的目的是发明一种煤矿抽风燃气轮机动力装置，它能降低煤矿矿井的瓦斯气浓度，并可以充分利用瓦斯气的能量，输出一定的采煤所需的机械能。

本实用新型的结构如附图1所示，它有矿井抽风管道1、与矿井抽风管道1相连接的低压风扇2，其特征在于：在低压风扇2后有高压压气机3、燃烧室4，在燃烧室4中有燃料喷口5，有燃料输送泵6与燃料喷口5相连并为其输送燃料，在燃烧室4后接有涡轮7，涡轮7通过传动轴与低压风扇2和高压压气机3相连，由低压风扇2、高压压气机3、燃烧室、燃料喷口5、燃料输送泵6和涡轮7组成了一台燃气轮机13，在涡轮7后接有由壳体8、动力涡轮9和输出轴10组成的动力涡轮组件，在矿井抽风管道1与低压风扇2连接处接有数控流量阀10，在矿井抽风管道1出口处装有压力传感器11和CH4浓度气敏传感器12，有标准工业控制介面14，在标准工业控制介面14中插有分别与压力传感器11和CH4浓度气敏传感器12相联的测量适配模块16和17，还插有分别与燃料输送泵6和数控流量阀10相连并对其进行控制的控制适配模块18和19，标准工业控制介面14通过标准串行通讯接口与可和其它设备共用的中央控制计算机15相连。

附图1为本实用新型的结构示意图。

本实用新型的工作原理如下所述：

本实用新型有矿井抽风管道1、与矿井抽风管道1相连接的低压风扇2，在低压风扇2后有高压压气机3、燃烧室4，在燃烧室4中有燃料喷口5，有燃料输送泵6与燃料喷口5相连并为其输送燃料，在燃烧室4后接有涡轮7，涡轮7通过传动轴与低压风扇2和高压压气机3相连，由低压风扇2、高压压气机3、燃烧室、燃料喷口5、燃料输送泵6和涡轮7组成了一台燃气轮机13，在涡轮7后接有由壳体8、动力涡轮9和输出轴10组成的动力涡轮组件，在矿井抽风管道1与低压风扇2连接处接有数控流量阀10，在矿井抽风管道1出口处装有压力传感器11和CH4浓度气敏传感器12，有标准工业控制介面14，在标准工业控制介面14中插有分别与压力传感器11和CH4浓度气敏传感器12相联的测量适配模块16和17，还插有分别与燃料输送泵6和数控流量阀10相连并对其进行控制的控制适配模块18和19，标准工业控制介面14通过标准串行通讯接口与可和其它设备共用的中央控制计算机15相连。低压风扇2在涡轮7的带动下转动，在低压风扇2前端产生负压。在负压的作用下，通过矿井抽风管道1抽吸矿井下含有一定量瓦斯的井下空气。通过抽吸作用，含有瓦斯的井下空气被抽走，从井口或送风管道中补充不含瓦斯的新鲜空气，减少了井下的瓦斯气含量，可以防止井下发生瓦斯爆炸。被低压风扇2吸入的含瓦斯气体再经高压压气机3压缩后，进入燃烧室4中。在燃烧室4中，由燃料输送泵6输送、经燃烧喷口5喷出的燃料与被压缩的含瓦斯的井下空气混合并被点燃。混合气在燃烧室4中被点燃烧后，温度激剧升高，进入涡轮7处膨胀做功。由于高温高压燃气的膨胀，推动涡轮7旋转。涡轮7旋转带动低压风扇2和高压压气机3，维持本实用新型的持续工作。由低压风扇2、高压压气机3、燃烧室4、燃料喷口5、燃料输送泵6组成了一个可独立运行的燃气轮机13。在涡轮7处膨胀做功后的燃气，还具有较高的温度和一定的压力，被引入到动力涡轮组件中继续膨胀做功，推动动力涡轮9旋转，由输出轴10输出。其输出的机械能为一种驱动动力，可以带动发电机发电，以供其它设备使用。也可用来驱动如抽水机、高压水泵等矿井开采用设备。

本实用新型使用了由中央控制计算机15、标准工业控制介面14以及插于其中的各个测量与控制适配模块组成的机电一体化测控系统。由中央控制计算机15集中控制，控制过程如下：