一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐的換向控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦瓦斯減排利用技術(shù)領(lǐng)域和自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐的換向控制方法，通過合理安排極低濃度煤礦瓦斯鍋爐各個換向閥的動作時序、調(diào)整風機頻率等方法，提高極低濃度煤礦瓦斯鍋爐安全性和瓦斯利用效率。本技術(shù)適用于以甲烷濃度2%?3%的極低濃度煤礦瓦斯作為燃料的瓦斯鍋爐自動控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國煤礦每年通過煤礦抽采泵站排入大氣的甲烷約為60?75億m3，為西氣東輸工程設(shè)計年輸氣量的50%?63%。當前煤礦瓦斯抽采泵站抽采出的瓦斯氣體，其甲烷濃度一般在2%?30% ;除少量甲烷濃度高于9%的抽排瓦斯可以用于內(nèi)燃機發(fā)電以外，甲烷濃度低于9 %的抽排瓦斯目前全部排放大氣。對于甲烷濃度2 %?3 %的極低濃度煤礦瓦斯來說，由于存在大量過?？諝庖蚨^熱燃燒溫度降低，應(yīng)用、處理難度極大，目前只有極低濃度瓦斯鍋爐技術(shù)可以處理、利用術(shù)?，F(xiàn)有極低濃度瓦斯鍋爐系統(tǒng)控制方式粗放，存在換向期間裝置流量、壓力波動較大問題，對上游設(shè)備影響較大，存在安全隱患；另外，瓦斯鍋爐換向期間大量未經(jīng)處理的瓦斯氣體直接從煙囪排放，污染環(huán)境的同時浪費大量能源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐的換向控制方法，不僅能減小瓦斯鍋爐換向期間流量、壓力波動，減小瓦斯鍋爐換向?qū)ι嫌卧O(shè)備的影響，確保運行安全；而且避免瓦斯鍋爐換向期間未經(jīng)處理的瓦斯氣體直接從煙囪排放，提高瓦斯鍋爐處理和利用瓦斯的效率，保護環(huán)境、節(jié)約能源。
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐，包括摻混鼓風機、抽排瓦斯安全閥組、瓦斯摻混裝置、換向閥組、流量孔板、引風機、引風機變頻器、鍋爐本體、鍋爐流量孔板、鍋爐引風機、鍋爐引風機變頻器、煙囪和控制系統(tǒng)，其特征在于:
[0006]抽排瓦斯管道通過所述抽排瓦斯安全閥組連接所述瓦斯摻混裝置的瓦斯進口，所述摻混鼓風機連接所述瓦斯摻混裝置的空氣進口，所述瓦斯摻混裝置的出口通過所述換向閥組連接所述鍋爐本體；所述換向閥組還連接所述引風機的進風口，所述鍋爐本體的煙氣出口連接所述鍋爐引風機的進風口，所述引風機和所述鍋爐引風機的出風口都連接至所述煙囪；
[0007]所述換向閥組包括第一換向閥、第二換向閥、第三換向閥和第四換向閥，所述第一換向閥的一端和所述第二換向閥的一端并聯(lián)至所述瓦斯摻混裝置的出口 ；所述第一換向閥的另一端連接所述第三換向閥的一端；所述第二換向閥的另一端連接所述第四換向閥的一端；所述第三換向閥的另一端和所述第四換向閥的另一端并聯(lián)至所述引風機的進風口 ；所述鍋爐本體的第一進出口與所述第一換向閥和所述第三換向閥之間的管道連通；所述鍋爐本體的第二進出口與所述第二換向閥和所述第四換向閥之間的管道連通；
[0008]所述第三換向閥和所述第四換向閥并聯(lián)與所述引風機進風口連接的管道上設(shè)置所述流量孔板，所述鍋爐本體的煙氣出口與所述鍋爐引風機進風口連接的管道上設(shè)置所述鍋爐流量孔板，所述引風機與所述引風機變頻器電連接，所述鍋爐引風機與所述鍋爐引風機變頻器電連接；
[0009]所述換向閥為帶信號反饋電磁閥，所述換向閥、引風機變頻器、鍋爐引風機變頻器與所述控制系統(tǒng)電連接。
[0010]一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐的換向控制方法，其特征在于包括如下步驟:
[0011]I)開始換向后，第三換向閥關(guān)閉；
[0012]2)控制系統(tǒng)接受第三換向閥位置信號，記錄關(guān)閉動作時間，判斷第三換向閥到位動作時間是否€動作允許時間
[0013]如果是，執(zhí)行步驟3);如果否，報警并停止動作，人工排查故障檢修；
[0014]3)第二換向閥關(guān)閉同時第一換向閥開啟；
[0015]4)控制系統(tǒng)接受第一、二換向閥位置信號，記錄換向動作時間，判斷第一、二換向閥到位動作時間是否 < 動作允許時間h:
[0016]如果是，執(zhí)行步驟5);如果否，報警并停止動作，人工排查故障檢修；
[0017]5)第四換向閥開啟；
[0018]6)控制系統(tǒng)接受第四換向閥位置信號，記錄開啟動作時間，判斷第四換向閥到位動作時間是否€動作允許時間
[0019]如果是，執(zhí)行步驟7);如果否，報警并停止動作，人工排查故障檢修；
[0020]7)換向結(jié)束，經(jīng)過時間固定的換向周期后，執(zhí)行步驟8);
[0021]8)再次換向，第四換向閥關(guān)閉；
[0022]9)控制系統(tǒng)接受第四換向閥位置信號，記錄關(guān)閉動作時間，判斷第四換向閥到位動作時間是否€動作允許時間
[0023]如果是，執(zhí)行步驟10);如果否，報警并停止動作，人工排查故障檢修；
[0024]10)第一換向閥關(guān)閉同時第二換向閥開啟；
[0025]11)控制系統(tǒng)接受第一、二換向閥位置信號，記錄換向動作時間，判斷第一、二換向閥到位動作時間是否 < 動作允許時間h:
[0026]如果是，執(zhí)行步驟12);如果否，報警并停止動作，人工排查故障檢修；
[0027]12)第三換向閥開啟；
[0028]13)控制系統(tǒng)接受第三換向閥位置信號，記錄開啟動作時間，判斷第三換向閥到位動作時間是否<動作允許時間
[0029]如果是，執(zhí)行步驟14);如果否，報警并停止動作，人工排查故障檢修；
[0030]14)經(jīng)過時間固定的換向周期后，開始再次換向并執(zhí)行步驟I);
[0031]所述每個換向閥的動作允許時間為20-40秒。
[0032]換向過程開始時，通過所述鍋爐引風機變頻器將所述鍋爐引風機頻率降至最小值，同時通過所述引風機變頻器將所述引風機頻率增大，保持換向過程中所述流量孔板顯示數(shù)值與所述鍋爐流量孔板顯示數(shù)值的總和同換向過程開始前保持一致，保持極低濃度煤礦瓦斯鍋爐流量不變。
[0033]換向過程結(jié)束后，恢復(fù)所述鍋爐引風機變頻器及所述引風機變頻器設(shè)置參數(shù)，始終保持極低濃度煤礦瓦斯鍋爐流量不變。
[0034]本發(fā)明的極低濃度煤礦瓦斯鍋爐的換向控制方法，其創(chuàng)新點在于:一、4個換向閥按照既定動作時序配合動作完成換向，保證所有安裝在同一管道上的不同換向閥先關(guān)閉、后開啟，絕對避免了因換向閥門開啟、關(guān)閉未到位時的泄漏現(xiàn)象，避免了換向期間未經(jīng)處理的極低濃度瓦斯氣體直接從入口管道泄漏進出口管道排放大氣。二、換向過程中，通過調(diào)節(jié)鍋爐引風機變頻器及引風機變頻器設(shè)置參數(shù)，保持換向過程中流量孔板顯示數(shù)值與鍋爐流量孔板顯示數(shù)值的總和同換向過程開始前、結(jié)束后保持一致，始終保持極低濃度煤礦瓦斯鍋爐流量不變，減小極低濃度瓦斯鍋爐換向?qū)ι嫌卧O(shè)備的影響，確保運行安全。
[0035]本發(fā)明的優(yōu)點在于:一、避免極低濃度瓦斯鍋爐換向期間未經(jīng)處理的極低濃度瓦斯氣體通過換向閥泄漏、直接從煙囪排放，提高極低濃度瓦斯鍋爐處理和利用瓦斯的效率，保護環(huán)境、節(jié)約能源；二、極低濃度瓦斯鍋爐換向期間流量、壓力波動極小，瓦斯鍋爐換向?qū)ι嫌卧O(shè)備沒有影響，消除安全隱患、確保安全生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0036]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0037]圖1是本發(fā)明實施例的系統(tǒng)原理圖；
[0038]圖2是本發(fā)明換向閥組換向動作的控制時序圖；
[0039]圖3是本發(fā)明換向閥組換向控制流程圖。
[0040]圖中:
[0041]摻混鼓風機(I)、抽排瓦斯安全閥組(2)、瓦斯摻混裝置(3)、第一換向閥(4)、第二換向閥(5)、第三換向閥(6)、第四換向閥(7)、流量孔板(8)、引風機(9)、引風機變頻器
(10)、鍋爐本體(11)、鍋爐流量孔板(12)、鍋爐引風機(13)、鍋爐引風機變頻器(14)、煙囪
(15)、第一進出口(16)、第二進出口(17)。
【具體實施方式】
[0042]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0043]圖1為本發(fā)明的一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐的系統(tǒng)原理圖，其包括摻混鼓風機1、抽排瓦斯安全閥組2、瓦斯摻混裝置3、換向閥組、流量孔板8、引風機9、引風機變頻器10、鍋爐本體11、鍋爐流量孔板12、鍋爐引風機13、鍋爐引風機變頻器14、煙囪15和控制系統(tǒng)(未示出)。抽排瓦斯管道通過抽排瓦斯安全閥組2連接瓦斯摻混裝置3的瓦斯進口，摻混鼓風機I連接瓦斯摻混裝置3的空氣進口，瓦斯摻混裝置3的出口通過換向閥組連接鍋爐本體11。換向閥組還連接引風機9的進風口，鍋爐本體11的煙氣出口連接鍋爐引風機13的進風口，引風機9和鍋爐引風機12的出風口都連接至煙囪15。
[0044]其中，換向閥組包括第一換向閥4、第二換向閥5、第三換向閥6和第四換向閥7。第一換向閥4的一端和第二換向閥5的一端并聯(lián)至瓦斯摻混裝置3的出口 ；第一換向閥4的另一端連接第三換向閥6的一端；第二換向閥5的另一端連接第四換向閥7的一端；第三換向閥6的另一端和第四換向閥7的另一端并聯(lián)至引風機9的進風口。鍋爐本體11的第一進出口 16與第一換向閥4和第三換向閥6之間的管道連通；鍋爐本體4的第二進出口17與第二換向閥5和第四換向