專利名稱：利用不穩(wěn)定瓦斯氣源安全發(fā)電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低濃度瓦斯綜合利用，尤其是不穩(wěn)定氣源和低濃度瓦斯發(fā)電。
背景技術(shù)：
瓦斯，在煤炭界是指煤層氣或礦井瓦斯，瓦斯是無色、無味、無臭的氣體，對空氣的相對密度是0. 554，在標準狀態(tài)下瓦斯的密度為0. 7Wkg，瓦斯的滲透能力是空氣的1. 6倍， 難溶于水，不助燃也不能維持呼吸，達到一定濃度時，能使人因缺氧而窒息，并能發(fā)生燃燒或爆炸。瓦斯在煤體或圍巖中是以游離狀態(tài)和吸著狀態(tài)存在的。當空氣中氧氣濃度達到 10%時，瓦斯?jié)舛仍?-16%之間，遇火發(fā)生爆炸，濃度在30%左右時，就能安靜的燃燒。因此對于煤礦生產(chǎn)來說，瓦斯直接威脅著礦工的生命安全，礦井工作對“瓦斯”十分重視。瓦斯雖然是危險氣體，但如果利用得當，不僅能促進煤礦安全生產(chǎn)，還能開拓利用能源。CNl 122889A(9411769. 2)公開了一種利用工業(yè)瓦斯廢氣輔助發(fā)電的方法，它是一種盡量先多燒瓦斯后燒渣油的輔助發(fā)電方法，其特征在于在給定瓦斯壓力及蒸汽壓力的條件下，利用實際值與給定值之間經(jīng)過比例積分微分調(diào)整后的輸出信號，去控制油閥的開度，其中，對瓦斯而言，其壓力偏差信號是通過經(jīng)過瓦斯重量流量的補償、瓦斯與渣油流量之間的熱值和轉(zhuǎn)換后的重量流量值，去控制油閥開度以實現(xiàn)輔助發(fā)電的。蒸汽流量對油閥開度的影響則直接通過一個計算系數(shù)現(xiàn)場調(diào)節(jié)。經(jīng)試用證明可以用瓦斯代替部分渣油發(fā) H1^ οCN1807963A(20061003809. 3)公開了一種瓦斯恒超低濃度輸送、提純增壓發(fā)電裝置，包括與瓦斯氣排放口相通的瓦斯恒超低濃度箱，瓦斯恒超低濃度箱通過空氣吸入控制閥與空氣吸入管相通，瓦斯恒超低濃度箱的氣體出口與雙通道增壓器的壓氣機相通，雙通道增壓器的壓氣機的上層通道與發(fā)動機進氣管相通，雙通道增壓器的壓氣機的下層通道通過進氣控制閥與瓦斯恒超低濃度箱連通。依靠井下空氣、回流稀瓦斯氣調(diào)節(jié)瓦斯氣濃度，使瓦斯氣濃度穩(wěn)定在可燃點濃度之下，輸送安全，并通過雙通道增壓器，使瓦斯氣在進入發(fā)動機時已被提濃，濃度在16%以上，采用缸內(nèi)混合，進入發(fā)動機燃燒，保證了設(shè)備運行安全。目前國內(nèi)瓦斯發(fā)電普遍用于高濃瓦斯、氣源穩(wěn)定的礦井，只能利用濃度16%以上的瓦斯進行發(fā)電，瓦斯?jié)舛鹊陀?%時，是不能用來發(fā)電的，只能放散到大氣中，既污染了環(huán)境，又浪費了資源。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明針對瓦斯氣體濃度不穩(wěn)定的煤礦生產(chǎn)實際，提供一種利用不穩(wěn)定瓦斯氣源安全發(fā)電的方法，且保證瓦斯?jié)舛鹊陀?%時也可正常發(fā)電?？紤]到瓦斯氣體不穩(wěn)定難以達到發(fā)電要求的特點，本發(fā)明采用井下分源抽采瓦斯、井上發(fā)電機組前進氣、結(jié)合發(fā)電機組少量柴油引燃瓦斯的方式，保證濃度不穩(wěn)定的瓦斯氣體也能夠使發(fā)電機組正常運行。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
1、它是在井下布置瓦斯抽采管路，在井上布置瓦斯抽采站和瓦斯發(fā)電機組，其特征在于2、抽采瓦斯的井下分支管路上安裝瓦斯流量計和控制氣源的蝶閥，通過蝶閥控制和瓦斯氣體流量的檢測接入主管路，主管路通過煤層孔和高位孔通到底面瓦斯抽采站，并將主管路作為主氣源，老空區(qū)的氣源作為配氣源；所述煤層孔指在煤層中施工的鉆孔。所述高位孔指在煤層頂板施工的鉆孔。3、在地面瓦斯抽采站的真空泵進氣閥和出氣閥之間增設(shè)一循環(huán)閥，用于管路負壓升高時，通過調(diào)節(jié)循環(huán)閥降低管路負壓；控制管路壓力為55 65KPa ；4、在瓦斯發(fā)電機組上增設(shè)柴油引燃裝置，當瓦斯?jié)舛葹?%-9%時，打開柴油引燃裝置代替火花塞點火；5、發(fā)電機組進氣壓力3-lOKPa，并在進氣側(cè)增設(shè)電磁閥，瓦斯?jié)舛韧蝗簧?、發(fā)電功率超過額定功率時，電磁閥自動關(guān)閉氣源，保證發(fā)電機組的安全。上述步驟4的柴油引燃裝置使用的柴油由柴油補給系統(tǒng)提供，柴油補給系統(tǒng)是在柴油輸送管線上安裝自吸式管道油泵和高架柴油儲油箱。柴油通過油罐車運至站內(nèi)儲油罐；儲油罐中的柴油利用自吸式管道油泵輸送到柴油儲油箱，為柴油引燃低濃度瓦斯發(fā)電機組供油。本發(fā)明的積極效果是；經(jīng)過對氣源管路的改進，采用了柴油引燃技術(shù)，使低濃度瓦斯充分利用。不但可以有效利用煤礦煤層的潔凈能源，而且具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效
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圖1是本發(fā)明方法的工藝設(shè)備流程示意圖；圖2是本發(fā)明柴油補給系統(tǒng)示意圖。其中1 -主管道，2-分支管道，3-蝶閥，4-總進氣閥5-循環(huán)閥，6-瓦斯流量計，7-進氣閥，8-出氣閥，9-循環(huán)閥，10-真空泵，11-水封式防爆器，12-排空閥，13-電磁閥，14-循環(huán)水泵，15-低水位水池，16-高水位水池，17-發(fā)電機組，18-儲油罐，19-高架柴油儲油箱， 20-自吸式管道油泵。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明是在井下布置瓦斯抽采管路，抽采管路包括主管道1和分支管道2，在井上布置瓦斯抽采站和瓦斯發(fā)電機組，瓦斯抽采站包括總進氣閥4、進氣管道、進氣閥7、真空泵10、出氣閥8和循環(huán)閥9、出氣管道、水封式防爆器11、排空閥12以及由高水位水池16、低水位水池15、循環(huán)水泵14組成的水冷卻系統(tǒng)。具體地講就是1、它是在井下布置瓦斯抽采管路，在井上布置瓦斯抽采站和瓦斯發(fā)電機組；2、抽采瓦斯的井下分支管路2上安裝瓦斯流量計6和控制氣源的蝶閥3，通過蝶閥 3控制和瓦斯氣體流量的檢測接入主管道1，主管道1通過煤層孔和高位孔通到底面瓦斯抽采站，并將主管道1作為主氣源，老空區(qū)的氣源作為配氣源；3、在地面瓦斯抽采站的真空泵10進氣閥7和出氣閥8之間增設(shè)一循環(huán)閥5，用于管路負壓升高時，通過調(diào)節(jié)循環(huán)閥5降低管路負壓；控制管路壓力為55 65KPa ；4、在瓦斯發(fā)電機組17上增設(shè)柴油引燃裝置，當瓦斯?jié)舛葹?% -9%時，打開柴油引燃裝置代替火花塞點火；5、發(fā)電機組17進氣壓力3-lOKPa，并在進氣側(cè)增設(shè)電磁閥13，瓦斯?jié)舛韧蝗簧摺?發(fā)電功率超過額定功率時，電磁閥13自動關(guān)閉氣源，保證發(fā)電機組17的安全。上述柴油引燃裝置使用的柴油由柴油補給系統(tǒng)提供，柴油補給系統(tǒng)是在柴油輸送管線上安裝自吸式管道油泵20和高架柴油儲油箱19。柴油通過油罐車運至站內(nèi)儲油罐18 ； 儲油罐18中的柴油利用自吸式管道油泵20輸送到柴油儲油箱19，為柴油引燃低濃度瓦斯發(fā)電機組供油。
權(quán)利要求
1. 一種利用不穩(wěn)定瓦斯氣源安全發(fā)電方法，它是在井下布置瓦斯抽采管路，在井上布置瓦斯抽采站和瓦斯發(fā)電機組，其特征在于抽采瓦斯的井下分支管路上安裝瓦斯流量計和控制氣源的蝶閥，通過蝶閥控制和瓦斯氣體流量的檢測接入主管路，主管路通過煤層孔和高位孔通到底面瓦斯抽采站，并將主管路作為主氣源，老空區(qū)的氣源作為配氣源；所述煤層孔指在煤層中施工的鉆孔；所述高位孔指在煤層頂板施工的鉆孔；在地面瓦斯抽采站的真空泵進氣閥和出氣閥之間增設(shè)一循環(huán)閥，用于管路負壓升高時，通過調(diào)節(jié)循環(huán)閥降低管路負壓；控制管路壓力為55 65KPa ；在瓦斯發(fā)電機組上增設(shè)柴油引燃裝置，當瓦斯?jié)舛葹?% -9%時，打開柴油引燃裝置代替火花塞點火；柴油引燃裝置使用的柴油由柴油補給系統(tǒng)提供，柴油補給系統(tǒng)是在柴油輸送管線上安裝自吸式管道油泵和高架柴油儲油箱。柴油通過油罐車運至站內(nèi)儲油罐；儲油罐中的柴油利用自吸式管道油泵輸送到柴油儲油箱，為柴油引燃低濃度瓦斯發(fā)電機組供油；要求發(fā)電機組進氣壓力3-lOKPa，并在進氣側(cè)增設(shè)電磁閥，瓦斯?jié)舛韧蝗簧摺l(fā)電功率超過額定功率時，電磁閥自動關(guān)閉氣源，保證發(fā)電機組的安全。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用不穩(wěn)定瓦斯氣源安全發(fā)電方法，它采用井下分源抽采瓦斯、井上發(fā)電機組前進氣和結(jié)合發(fā)電機組少量柴油引燃瓦斯的方式，保證濃度不穩(wěn)定的瓦斯氣體也能夠使發(fā)電機組正常運行，使低濃度瓦斯充分利用。不但可以有效利用煤礦煤層的潔凈能源，而且具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
文檔編號F02B63/04GK102493832SQ20111036382
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者劉永祿, 高明濤 申請人:新汶礦業(yè)集團有限責(zé)任公司