專利名稱：煤礦瓦斯與細(xì)水霧混合輸送方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤礦瓦斯低濃度長(zhǎng)距離安全輸送技術(shù)領(lǐng)域，涉及到煤礦瓦斯防爆和細(xì)水霧發(fā)生器，具體而言是一種煤礦瓦斯與細(xì)水霧混合輸送方法及裝置。
背景技術(shù)：
煤礦瓦斯被稱為礦難禍?zhǔn)祝瑖?yán)重危及礦工生命及財(cái)產(chǎn)安全，必須及時(shí)向外排抽。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)煤礦每年向大氣直接排放低濃度瓦斯(甲烷濃度5～25％)，折合純甲烷約80億立方米。若用作發(fā)電燃料，每年可獲得240億度電能。這不僅是能源的巨大浪費(fèi)，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。煤礦瓦斯排空是無(wú)奈之舉，不抽排就會(huì)危及生命財(cái)產(chǎn)安全，瓦斯被抽排到地面，若要長(zhǎng)距離輸送到發(fā)電站，則極易發(fā)生爆炸事故，尤其是甲烷濃度為5～15％，是最危險(xiǎn)的爆炸范圍，所以只得在煤礦井口排空。目前，國(guó)內(nèi)外雖然解決了甲烷濃度在25％以上的瓦斯輸送技術(shù)問(wèn)題，但沿途無(wú)阻火、防火措施，仍不太安全。在消防領(lǐng)域，經(jīng)檢索，近幾年國(guó)內(nèi)也有了細(xì)水霧滅火方面的專利文獻(xiàn)。例如，消防用超細(xì)水液霧化器(99258444.2)、細(xì)水霧自動(dòng)滅火裝置(01272646.4)、細(xì)水霧發(fā)生器(02148569.0)。細(xì)水霧滅火機(jī)理，一是冷卻，細(xì)水霧顆粒容易汽化，大量吸熱，迅速降溫，終止燃燒；二是稀釋，細(xì)水霧迅速蒸發(fā)，由液相變?yōu)闅庀?，抑制火焰。由于受到?xì)水霧滅火機(jī)理啟發(fā)，使煤礦瓦斯長(zhǎng)距離安全輸送技術(shù)有了創(chuàng)新性的突破，形成了該項(xiàng)自主創(chuàng)新成果。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，就在于研制提供一種煤礦瓦斯與細(xì)水霧混合輸送方法及裝置，把煤礦低濃度瓦斯安全、方便、長(zhǎng)距離輸送到瓦斯發(fā)電站作為燃料發(fā)電，或做其它用途。
上述目的是由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的煤礦瓦斯與細(xì)水霧混合輸送方法，其工藝流程特征是煤礦瓦斯先經(jīng)水環(huán)真空泵抽排到地面，再經(jīng)水封式阻火器和干式阻火器進(jìn)入瓦斯管道。然后瓦斯分兩路，一路由旁通排空閥少量排空，另一路經(jīng)阻火器和輸氣閥進(jìn)入細(xì)水霧發(fā)生器混合管內(nèi)，與細(xì)水霧混合后，再經(jīng)脫水器脫水，脫水后的瓦斯氣體再經(jīng)阻火器、除水器，最后到達(dá)瓦斯發(fā)電機(jī)組作為燃料發(fā)電。由脫水器分離出來(lái)的水經(jīng)過(guò)濾后返回蓄水箱，再由水循環(huán)泵打入水管道，并由噴霧嘴再次形成細(xì)水霧，如此循環(huán)下去。
煤礦瓦斯與細(xì)水霧混合輸送裝置包括水環(huán)真空泵、水封式阻火器、干式阻火器、瓦斯管道、排空閥、輸氣閥、細(xì)水霧發(fā)生器、脫水器、除水器和連接法蘭等。水環(huán)真空泵的進(jìn)口連接煤礦井下瓦斯抽排管道，其出口連接水封式阻火器，再連接干式阻火器，再連接瓦斯管道。瓦斯管道分兩路，一路用法蘭連接排空閥；另一路用法蘭連接水封式阻火器和干式阻火器，再用法蘭連接輸氣閥，輸氣閥再用法蘭連接細(xì)水霧發(fā)生器的混合管道，再用法蘭連接脫水器。脫水器再依次連接干式阻火器、除水器、干式阻火器和瓦斯發(fā)電機(jī)組。
上述細(xì)水霧發(fā)生器，由瓦斯與細(xì)水霧混合管道、噴霧嘴、水霧控制閥、水管道、水循環(huán)泵、流量計(jì)、蓄水箱、補(bǔ)水箱、過(guò)濾器和脫水器組成。噴霧嘴沿軸向均布于混合管道上頂部。每個(gè)噴霧嘴與水管道之間安裝一個(gè)水霧控制閥。水循環(huán)泵和流量計(jì)連接到蓄水箱的出水口，補(bǔ)水箱與蓄水箱連通。蓄水箱的進(jìn)水口與脫水器的出水口之間安裝過(guò)濾器。脫水器的底部有排水閥。
按照上述技術(shù)方案實(shí)施后，煤礦井內(nèi)的低濃度瓦斯即可安全、方便、長(zhǎng)距離輸送到瓦斯發(fā)電站作為燃料發(fā)電，或做其它用途。從而結(jié)束煤礦瓦斯只能在礦井口排空的歷史，使其由害變寶，作為一種潔凈能源得到充分利用，并減少了對(duì)大氣的污染，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非?？捎^。
據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我國(guó)地下2000米以內(nèi)的淺瓦斯資源總量約30萬(wàn)億～35萬(wàn)億立方米，與全國(guó)天然氣資源總量相當(dāng)。據(jù)知名專家預(yù)測(cè)，我國(guó)天然氣資源僅夠開(kāi)采30～50年。因此，把煤礦瓦斯作為天然氣的接續(xù)能源來(lái)開(kāi)發(fā)利用，盡快實(shí)現(xiàn)瓦斯綜合利用的產(chǎn)業(yè)化，不僅是解決我國(guó)能源接續(xù)的當(dāng)務(wù)之急，也是建立節(jié)約型社會(huì)的當(dāng)務(wù)之急。本發(fā)明解決了煤礦低濃度瓦斯長(zhǎng)距離安全輸送技術(shù)難題，就是為這當(dāng)務(wù)之急提供了有力的創(chuàng)新技術(shù)支撐。


附圖1是本發(fā)明的輸送工藝統(tǒng)程方框圖。
附圖2是本發(fā)明的輸送裝置組成整體示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合

一個(gè)實(shí)施例
由圖1、2所示，本發(fā)明的工藝流程是煤礦瓦斯先經(jīng)水環(huán)真空泵1抽排到地面，再經(jīng)水封式阻火器2和干式阻火器3進(jìn)入瓦斯管道4。然后瓦斯分兩路，一路由旁通排空閥18少量排空；另一路經(jīng)阻火器5、6和輸氣閥7進(jìn)入細(xì)水霧發(fā)生器混合管道8內(nèi)，與細(xì)水霧混合后，再經(jīng)脫水器13脫水。脫水后的瓦斯氣體再經(jīng)阻火器14、16和除水器15，最后到達(dá)瓦斯發(fā)電機(jī)組17作為燃料發(fā)電。由脫水器13分離出來(lái)的水經(jīng)過(guò)濾器19過(guò)濾后返回蓄水箱20，再由水循環(huán)泵23打入水管道11，并由噴霧嘴9再次形成細(xì)水霧，如此循環(huán)下去。
由圖2所示，本發(fā)明的輸送裝置包括水環(huán)真空泵1、水封式阻火器2和5、干式阻火器3、6、14、和16、瓦斯管道4、排空閥18、輸氣閥7、細(xì)水霧發(fā)生器、脫水器13、除水器15和連接法蘭24。水環(huán)真空泵1的進(jìn)口連接煤礦井下瓦斯抽排管道，其出口連接水封式阻火器2，再連接干式阻火器3，再連接瓦斯管道4。瓦斯管道4分兩路，一路用法蘭24連接排空閥18；另一路用法蘭24連接輸氣閥7，輸氣閥7再用法蘭連接細(xì)水霧發(fā)生器混合管道8，再用法蘭24連接脫水器13。脫水器13再依連接干式阻火器14、除水器15、干式阻火器16和瓦斯發(fā)電機(jī)組17。
由圖2所示，細(xì)水霧發(fā)生器是該裝置的核心部分，由混合管道8、噴霧嘴9、水霧控制閥10、水管道11、水循環(huán)泵23、流量計(jì)22、蓄水箱20、補(bǔ)水箱21、過(guò)濾器19和脫水器13組成。噴霧嘴9沿軸向均布于混合管道8上頂部。每個(gè)噴霧嘴9與水管道11之間安裝一個(gè)水霧控制閥10。水循環(huán)泵23和流量計(jì)22連接到蓄箱20的出水口，補(bǔ)水箱21與蓄水箱20連通。蓄水箱20的進(jìn)水口與脫水器13的出水口之間安裝過(guò)濾器19。脫水器13的底部有排水閥12。
附圖2中，排空閥18有兩個(gè)主要作用，一是調(diào)節(jié)瓦斯管道4內(nèi)的壓力，二是當(dāng)混合輸送裝置需要更換零部件時(shí)，關(guān)閉輸氣閥7，同時(shí)開(kāi)啟或自動(dòng)開(kāi)大排空閥18，避免水環(huán)真空泵1產(chǎn)生過(guò)高的背壓。阻火器2和3的作用是，萬(wàn)一混合輸送裝置發(fā)生回火，能防止井下發(fā)生爆炸事故。阻火器14和16的作用是阻止回火和保護(hù)瓦斯發(fā)電機(jī)組17安全運(yùn)行?；旌瞎?的長(zhǎng)度由瓦斯輸送距離決定，可以是幾十米、幾百米或幾公里。細(xì)水霧的粒徑一般為400微米，由水循環(huán)泵23的水壓、流量、水霧控制閥10和噴霧嘴9的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定。水循環(huán)使用，只需少量補(bǔ)充。
權(quán)利要求
1.一種煤礦瓦斯與細(xì)水霧混合輸送方法，其工藝流程特征是煤礦瓦斯先經(jīng)水環(huán)真空泵(1)抽排到地面，再經(jīng)水封式阻火器(2)和干式阻火器(3)進(jìn)入瓦斯管道(4)，然后瓦斯管道分兩路，一路由旁通排空閥(18)少量排空，另一路經(jīng)阻火器(5)、(6)和輸氣閥(7)進(jìn)入細(xì)水霧發(fā)生器混合管道(8)內(nèi)，與細(xì)水霧混合后，再經(jīng)脫水器(13)脫水，脫水后的瓦斯氣體再經(jīng)阻火器(14)、(16)和除水器(15)，最后到達(dá)瓦斯發(fā)電機(jī)組(17)作為燃料發(fā)電；由脫水器(13)分離出來(lái)的水經(jīng)過(guò)濾器(19)過(guò)濾后返回蓄水箱(20)，再由水循環(huán)泵(23)打入水管道(11)，并由噴霧嘴(9)再次形成細(xì)水霧，如此循環(huán)下去。
2.一種煤礦瓦斯與細(xì)水霧混合輸送裝置，其特征是包括水環(huán)真空泵(1)、水封式阻火器(2)和(5)、干式阻火器(3)、(6)、(14)和(16)、瓦斯管道(4)、排空閥(18)、輸氣閥(7)、細(xì)水霧發(fā)生器、脫水器(13)、除水器(15)和連接法蘭(24)；水環(huán)真空泵(1)的進(jìn)口連接煤礦井下瓦斯抽排管道，其出口連接水封式阻火器(2)，再連接干式阻火器(3)，再連接瓦斯管道(4)，瓦斯管道(4)分兩路，一路用法蘭(24)連接排控閥(18)，另一路用法蘭(24)連接水封式阻火器(5)和干式阻火器(6)，再用法蘭(24)連接輸氣閥(7)，輸氣閥(7)再用法蘭(24)連接脫水器(13)，脫水器(13)再依次連接干式阻火器(14)、除水器(15)、干式阻火器(16)和瓦斯發(fā)電機(jī)組(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦瓦斯與細(xì)水霧混合輸送裝置，其特征是細(xì)水霧發(fā)生器由混合管道(8)、噴霧嘴(9)、水霧控制閥(10)、水管道(11)、水循環(huán)泵(23)、流量計(jì)(22)、蓄水箱(20)、補(bǔ)水箱(21)、過(guò)濾器(19)和脫水器(13)組成，噴霧嘴(9)沿軸向均布于混合管道(8)上頂部，每個(gè)噴霧嘴(9)與水管線(11)之間安裝一個(gè)水霧控制閥(10)，水循環(huán)泵(23)和流量計(jì)(22)連接到蓄水箱(20)的出水口，補(bǔ)水箱(21)與蓄水箱(20)連通，蓄水箱(20)的進(jìn)水口與脫水器(13)的出水口之間安裝過(guò)濾器(19)，脫水器(13)的底部有排水閥(12)。
全文摘要
本發(fā)明是一種煤礦瓦斯與細(xì)水霧混合輸送方法及裝置。屬于煤礦低濃度瓦斯長(zhǎng)距離安全輸送技術(shù)領(lǐng)域。其工藝流程是煤礦瓦斯抽排到地面后，經(jīng)阻火器進(jìn)入瓦斯管道。然后一路由排空閥少量排空；另一路經(jīng)阻火器和輸氣閥進(jìn)入細(xì)水霧發(fā)生器混合，再經(jīng)脫水器、阻火器到達(dá)瓦斯發(fā)電站作為燃料發(fā)電。脫水器分離出來(lái)的水循環(huán)使用。其裝置主要包括水環(huán)真空泵、阻火器、瓦斯管道、排空閥、輸氣閥、細(xì)水霧發(fā)生器、脫水器、過(guò)濾器、蓄水箱、補(bǔ)水箱、水循環(huán)泵、水管道、噴霧嘴和連接法蘭。細(xì)水霧發(fā)生器之前各部分主要采用法蘭連接。本發(fā)明解決了煤礦低濃度瓦斯長(zhǎng)距離安全輸送技術(shù)難題，使煤礦瓦斯由害變寶，作為潔凈能源被充分利用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非常顯著。
文檔編號(hào)F17D1/02GK1740628SQ200510044290
公開(kāi)日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2005年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月23日
發(fā)明者陳宜亮, 馬曉鐘, 孫佳俊, 齊志軍, 張華儒 申請(qǐng)人:勝利油田勝利動(dòng)力機(jī)械有限公司