[实用新型]煤矿就地气化的数控地面控制装置

说明书

本实用新型涉及一种矿物能源应用的控制装置，确切地说，涉及一种把煤炭在煤矿里就地气化的地面控制装置。

随着当代工业产业发展和人类精神物质文明发展的需要，对能源的需求也越来越高，传统的矿物能源转换模式已不能适应当代需要。由于大规模的开采，石油天然气资源的储存量正在急骤减少，而地底下煤炭的资源则要丰富得多，但是传统方式的煤的开采运输和应用很不适应当代文明发展。随着人类科技水平的提高，可以采用新的模式开采煤矿，既可以摆晓沉重劳累的体力劳动，又大大减少环境污染，还可以象石油一样方便使用。新的模式之一就是将煤在地下就地气化，这种方式在化学工艺上已经试验过关，国内已经采用比较传统的人工操作方法投入小规模应用。例如山东德州煤炭矿务局已经采用地下气化而获取每立方热量达3800大卡的煤气。现在的问题是如何实现大规模地下气化的开发条件。由于在煤矿进行地下气化反应，其装置的结构不可能象地面上的煤气发生炉那样规范，而必须使参与反应的各项操作参数（如氧气、水、温度、蒸汽等）都能随着地下结构条件的变化而进行随机调整。所以，如果采用传统的分离设备、自动化仪表和集散式微机控制的方式来组成控制装置，其复杂程度将是异乎寻常的，且从研制、中试到产品定型要有相当漫长的过程，不可能在短期内实施产业化。

本实用新型的目的是提供一种利用航空涡轮发动机为主体而构成的煤矿就地气化的数控地面控制装置。

本实用新型是这样实现的：包括有涡轮发动机、换热器、水泵，其特征在于：在涡轮发动机后侧装有数控电机驱动的螺杆压缩机，在发动机前侧装有与燃气涡轮同轴的发电机，设有将涡轮发动机排出的高热富氧压缩空气和经气、水换热器获取的过热水蒸汽由数控水泵分别送至气化煤层的管道；在管道末端设有若干个数控阀门；上述气水换热器的高热空气进口与涡轮发动机的排气出口相连通；在压缩机、涡轮发动机、换热器和水泵的出口处都设有压力、温度传感器，在装置近旁还设有采集上述各传感器参数和对各部件装置进行数字控制的工业控制计算机。

本实用新型是利用当代高技术通用单元设备和航空涡轮燃气发动机研制的产品。以航空涡轮发动机为整套装置的动力核心，构成一个技术先进、结构简单、大功率的数控压缩空气源，满足煤炭气化反应的受控供氧需要；又利用热力学梯级利用概念和与动力装置配套的换热器，构成高效数控蒸汽源，满足气化反应的受控供水条件；还利与上述气源和蒸汽源伴生的供热装置，满足了气化反应的温度控制要求；与燃气涡轮同轴并被其驱动的发电机可输送电能给装置作为能源使用。再采用工业控制计算机采集各部件装置的实时参数，利用先进的信息处理方法，使各个部件装置都处于最佳工艺参数状态工作，所以，本实用新型可以适应各种条件不同规模的煤矿作为其就地气化的地面控制装置。整个装置与采用常规自动化仪表或集散式微机控制构成的设备相比，具有结构简单、能耗少、功能强，可靠性好，易操作维护等诸多优点；且装置不需要冷却水、也不产生有害气体，不会有环境污染、热利用率可达95％以上。

图1是本实用新型的结构组成示意图