CN113250735A - 一种与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***及方法，属于煤矿瓦斯利用工程领域。瓦斯安全掺混***包括高浓度瓦斯安全输送部分、低浓度瓦斯安全输送部分、高低浓度瓦斯一次掺混部分、瓦斯二次掺混部分以及控制模块；控制模块，其集成在瓦斯安全掺混***中，用于分别采集并分析高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分和、或瓦斯二次掺混部分的监控参数，对相应的调节器件进行控制。本申请能够安全稳定地为瓦斯氧化装置提供满足要求的掺混瓦斯，避免了因瓦斯进气浓度超限而造成的瓦斯氧化装置超温***的事故，同时也避免了因瓦斯纯量不够而导致的瓦斯氧化装置的氧化效率低的问题。

Description

一种与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***及方法

技术领域

本申请涉及煤矿瓦斯利用工程领域，特别涉及一种与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***及方法。

背景技术

据统计，我国每年抽采瓦斯约为136多亿立方米。在煤矿排放的瓦斯中，CH4浓度在30％以上的高浓度瓦斯气体约占总量的5％，目前主要用做民用瓦斯燃气、工业瓦斯锅炉和瓦斯发电；CH4浓度在8％-30％的瓦斯气体约占总量的11％，主要采用低浓度瓦斯发电机组发电；CH4浓度在小于8％的低浓度瓦斯占瓦斯总量的80％以上，虽然浓度低但所含CH4总量很高，由于该浓度的甲烷受到矿井下煤层气含量、煤炭开采量、通风量等多种因素的影响，存在低于传统燃烧极限、富集难、浓度波动范围大等特点，难以利用传统燃烧方法加以利用。高瓦斯矿井一般建有两套瓦斯抽采***，一个***抽采的瓦斯浓度较高，另一个***抽采的瓦斯浓度较低。瓦斯氧化装置的优势为可利用超低浓度瓦斯，瓦斯浓度应用下限值达到0.35％。对于CH4浓度小于8％的瓦斯，可将其与空气(或乏风)混合至较低浓度后送入瓦斯氧化装置内进行氧化利用，与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***应保证尽可能多的使用较低浓度瓦斯，在瓦斯纯量不够的情况下再掺入部分较高浓度瓦斯，可充分利用现有资源，实现节能减排。

为了保证瓦斯氧化装置安全运行，要求进入氧化床的瓦斯气体浓度要远远低于瓦斯的***极限，一般要控制甲烷浓度小于1.2％，不能出现局部过浓现象(瓦斯浓度过高后有氧化装置及瓦斯输送管道***的风险)；对于瓦斯抽放站端，要求瓦斯输送管道不能超压造成抽放泵“憋泵”现象，瓦斯氧化装置端出现安全问题不能传递至瓦斯抽放站端，避免瓦斯利用不当造成的井下安全事故。这就对高、低负压抽采瓦斯的安全输送以及掺混***的安全性、可靠性提出了严格的要求。因此，在使用瓦斯氧化技术利用瓦斯时，如何通过合理设计瓦斯安全掺混***是保障煤矿瓦斯抽采***及瓦斯氧化装置安全运行的关键。

发明内容

针对现有技术中的瓦斯掺混***无法同时实现对瓦斯浓度、瓦斯流量以及瓦斯纯量的定量均匀控制，并且无法实时监测瓦斯氧化装置及瓦斯输送管道出现安全隐患，以及因瓦斯纯量不够导致瓦斯氧化装置的氧化效率低的问题，本申请主要提供一种与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***及方法。

为了实现上述目的，本申请采用的一个技术方案是：提供一种与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***，其包括，高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分，瓦斯二次掺混部分以及控制模块，其中，高浓度瓦斯安全输送部分连接在瓦斯抽放站正压端，用于根据控制模块的瓦斯控制指令，调整高浓度瓦斯流量，对高浓度瓦斯进行输送；低浓度瓦斯安全输送部分连接在瓦斯抽放站另一正压端，用于根据控制模块的瓦斯控制指令，调整低浓度瓦斯流量，对低浓度瓦斯进行输送；高低浓度瓦斯一次掺混部分与高浓度瓦斯安全输送部分的后端和低浓度瓦斯安全输送部分的后端分别连接，用于将高浓度瓦斯和低浓度瓦斯充分掺混，得到一次掺混瓦斯；瓦斯二次掺混部分连接在高低浓度瓦斯一次掺混部分的后端，用于对一次掺混瓦斯、空气以及回热烟气进行二次掺混，得到二次掺混瓦斯，并输送到瓦斯氧化装置；以及控制模块集成在瓦斯安全掺混***中，用于分别采集并分析高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分和、或瓦斯二次掺混部分的监控参数，对高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分和、或瓦斯二次掺混部分相应的调节器件进行控制，其中，监控参数包括压力测量值、瞬时纯量值、瓦斯浓度测量值、流量测量值和、或温度测量值，调节器件包括阀门和、或风机。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种瓦斯安全掺混方法，包括，瓦斯安全输送步骤，瓦斯抽放站正压端输出的高浓度瓦斯经高浓度瓦斯安全输送部分输送至高低浓度瓦斯一次掺混部分，瓦斯抽放站正压端输出的低浓度瓦斯经低浓度瓦斯安全输送部分输送至高低浓度瓦斯一次掺混部分；瓦斯一次掺混步骤，高浓度瓦斯、低浓度瓦斯在高低浓度瓦斯一次掺混部分中均匀掺混后，得到一次掺混瓦斯；瓦斯二次掺混步骤，瓦斯二次掺混部分通过主风机产生的负压，将一次掺混瓦斯、空气以及回热烟气进行二次掺混，得到二次掺混瓦斯；以及控制步骤，通过控制模块采集并分析高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分和、或瓦斯二次掺混部分的监控参数，根据监控参数与对应的预设参数的大小关系，调整高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分和、或瓦斯二次掺混部分相应的调节器件，其中，监控参数包括压力测量值、瞬时纯量值、瓦斯浓度测量值、流量测量值和、或温度测量值，预设参数包括压力阈值、瞬时纯量阈值、瓦斯浓度阈值、流量阈值和、或温度阈值，调节器件包括阀门和、或风机。

本申请的技术方案可以达到的有益效果是：本申请设计了一种与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***。该瓦斯安全掺混***通过控制模块采集分析不同位置的流量计、浓度分析仪以及根据分析结果控制各个调节器件以实现对瓦斯浓度、瓦斯流量以及瓦斯纯量的定量均匀控制，从而实现瓦斯浓度自动控制，能够安全稳定地为瓦斯氧化装置提供满足要求的掺混瓦斯，避免了因瓦斯进气浓度超限而造成的瓦斯氧化装置超温***的事故，同时也避免了因瓦斯纯量不够而导致的瓦斯氧化装置的氧化效率低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***的一个具体实施方式的示意图；

图2为本申请实施方式中与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***的工艺图；

图3为本申请实施例中双罐式水封阻火器的内部结构示意图；

图4为本申请实施例中脱水器的内部结构示意图；

图5为本申请实施例中的多段式空气瓦斯烟气混合器的剖视图；

图6为本申请一种瓦斯安全掺混方法的一个具体实施方式的示意图。

其中，图2至图5中附图标记如下：1、高浓度瓦斯安全输送部分，2、低浓度瓦斯安全输送部分，3、高低浓度瓦斯一次掺混部分，4、瓦斯二次掺混部分，101、第一软密封手动蝶阀，102、第一原位式激光浓度分析仪，103、第一在线式湿式放散阀，104、第一干式阻火器，105、第一放散管，106、第一气动放散调节阀，107、第一双罐式水封阻火器，108、第一脱水器，109、第一压力传感器，110、第一流量计，111、第一气动单作用紧急切断阀，112、高浓度瓦斯流量调节阀，113、第二软密封手动蝶阀，201、第三软密封手动蝶阀，202、第二在线式湿式放散阀，203、第二干式阻火器，204、第二放散管，205、第二气动放散调节阀，206、第二双罐式水封阻火器，207、C型过滤器，208、第三干式阻火器，209、第二压力传感器，210、第二气动单作用紧急切断阀，211、细水雾发生器，212、水雾压力传感器，213、第二脱水器，301、静态混合器，302、第二原位式激光浓度分析仪，303、第一流量计，304、第三压力传感器，305、掺混瓦斯流量调节阀，306、第一温度传感器，401、回热烟气流量调节阀，402、多段式空气瓦斯烟气混合器，403、一次空气进气调节阀，404、第二温度传感器，405、1号原位式激光浓度分析仪，406、2号原位式激光浓度分析仪，407、抽取式激光浓度分析仪，408、第三流量计，409、主进气开关阀，410、主风机，411、新鲜空气阀，412、吹扫风机开关阀，413、吹扫风机，414、第三温度传感器，4021、混合室部件，4022、掺混室部件，4023、升气管部件，4024、二次空气进气部件，4025、一次空气进气调节部件，a、掺混腔，b、混合室部件内腔为混合室，c、一次空气进气腔、d、回热烟气进气腔，e、可调碟板，Ⅰ、瓦斯进气口，Ⅱ、混合器出气口，Ⅲ、一次空气进气口，Ⅳ、回热烟气进气口，Ⅴ、升气管部件内的第一开孔，Ⅵ、二次空气进气部件内的第二开孔，Ⅶ、一次空气进气腔内的第三开孔，Ⅷ、回热烟气进气腔内的第四开孔，1071、第一腔室，1071a、安装法兰，1072、第二腔室，1072a、双罐式水封阻火器内的丝网除沫器，1081、脱水器内的丝网除沫器，1082a、脱水器内部的第一导流板，1082b、第二导流板，1082c、第三导流板。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围做出更为清楚明确的界定。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

图1示出了本申请一种与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***的一个具体实施方式。

在本申请的一个具体实施方式中，与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***主要包括高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分，瓦斯二次掺混部分以及控制模块，其中，高浓度瓦斯安全输送部分连接在瓦斯抽放站正压端，用于根据控制模块的瓦斯控制指令，调整高浓度瓦斯流量，对高浓度瓦斯进行输送；低浓度瓦斯安全输送部分连接在瓦斯抽放站另一正压端，用于根据控制模块的瓦斯控制指令，调整低浓度瓦斯流量，对低浓度瓦斯进行输送；高低浓度瓦斯一次掺混部分与高浓度瓦斯安全输送部分的后端和低浓度瓦斯安全输送部分的后端分别连接，用于将高浓度瓦斯和低浓度瓦斯充分掺混，得到一次掺混瓦斯；瓦斯二次掺混部分连接在高低浓度瓦斯一次掺混部分的后端，用于对一次掺混瓦斯、空气与回热烟气进行二次掺混，得到二次掺混瓦斯，并输送到瓦斯氧化装置；以及控制模块集成在瓦斯安全掺混***中，用于分别采集并分析高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分和、或瓦斯二次掺混部分的监控参数，对高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分和、或瓦斯二次掺混部分相应的调节器件进行控制，其中，监控参数包括压力测量值、瞬时纯量值、瓦斯浓度测量值、流量测量值和、或温度测量值，调节器件包括阀门和、或风机。

在该具体实施方式中，如图1所示，高浓度瓦斯安全输送部分和低浓度瓦斯安全输送部分分别连接高低浓度瓦斯一次掺混部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分连接瓦斯二次掺混部分，高浓度瓦斯通过高浓度瓦斯安全输送部分到达高低浓度瓦斯一次掺混部分，低浓度瓦斯通过低浓度瓦斯安全输送部分到达高低浓度瓦斯一次掺混部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分中的一次掺混瓦斯直接到达瓦斯二次掺混部分与空气、回热烟气进行二次掺混，以保证为瓦斯氧化装置提供满足要求的掺混瓦斯。控制模块控制高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分以及瓦斯二次掺混部分这四个部分，控制模块通过采集并分析这四个部分的监控参数，调节这四个部分对应的调节器件，可以在瓦斯纯量不够时，控制模块调节对应的调节器件将高浓度瓦斯输送到高低浓度瓦斯一次掺混部分，保证瓦斯纯量，以实现对瓦斯浓度和瓦斯流量的定量控制。该瓦斯安全掺混***能够安全稳定地为瓦斯氧化装置提供满足要求的掺混瓦斯，避免因瓦斯进气浓度超限而造成的瓦斯氧化装置超温***等事故，同时也保障了瓦斯抽放站的安全。

图2为本申请实施方式中与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***的工艺图。

在图2所示的具体实例中，与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***包括高浓度瓦斯安全输送部分1将高浓度瓦斯安全输送到高低浓度瓦斯一次掺混部分3中，低浓度瓦斯安全输送部分2将低浓度瓦斯安全输送到高低浓度瓦斯一次掺混部分3中，高低浓度瓦斯一次掺混部分3将高浓度瓦斯和低浓度瓦斯充分掺混后，得到一次掺混瓦斯，将一次掺混瓦斯输送到瓦斯二次掺混部分4中，瓦斯二次掺混部分4将一次掺混瓦斯、空气与回热烟气进行二次充分掺混，将符合标准浓度范围的二次掺混瓦斯输送到瓦斯氧化装置中进行氧化利用，可充分利用现有资源，实现节能减排。

在该具体实例中，如图2所示，控制模块，其分别采集分析高浓度瓦斯安全输送部分1，低浓度瓦斯安全输送部分2，高低浓度瓦斯一次掺混部分3以及瓦斯二次掺混部分4的监控参数，根据瓦斯氧化装置的瓦斯浓度需求，对高浓度瓦斯安全输送部分1，低浓度瓦斯安全输送部分2，高低浓度瓦斯一次掺混部分3以及瓦斯二次掺混部分4相应的调节器件进行控制，其中，监控参数包括压力测量值、瞬时纯量值、瓦斯浓度测量值、流量测量值和、或温度测量值瓦斯浓度，调节器件包括上述各个部分的阀门和、或风机。监控参数中的瓦斯浓度测量值由瓦斯输送管道上的各个浓度分析仪检测获得，流量测量值由瓦斯输送管道上的各个流量计检测获得，压力测量值由瓦斯输送管道上的各个压力传感器检测获得，温度测量值由瓦斯输送管道上的各个温度传感器检测获得；调节器件包括高浓度瓦斯安全输送部分1，低浓度瓦斯安全输送部分2，高低浓度瓦斯一次掺混部分3和、或瓦斯二次掺混部分4的阀门和、或风机，其中在图2中风机的个数不少于两个。各个阀门通过控制模块的控制指令自动调节各自对应的阀门的开度大小，可以实现对瓦斯浓度的定量掺混，控制瓦斯流量，保证瓦斯纯量，安全稳定的为瓦斯氧化装置提供满足要求的瓦斯浓度。

在本申请的一个具体实施例中，高浓度瓦斯安全输送部分的第一输送管道上设置有第一原位式激光浓度分析仪，其位于第一输送管道的前端，用于检测高浓度瓦斯安全输送部分的瓦斯浓度，并反馈给控制模块，其中第一原位式激光浓度分析仪的检测响应时间不大于第一预设时间阈值；第一在线式湿式放散阀，其位于第一原位式激光浓度分析仪的后端，其上端依次设置有第一干式阻火器、第一放散管，其用于排放高浓度瓦斯安全输送部分的气体，对瓦斯安全掺混***进行超压保护；第一双罐式水封阻火器，其位于第一在线式湿式放散阀的后端，其上端法兰上设置有第一气动放散调节阀，第一气动放散调节阀连接在第一干式阻火器的下端，其中，第一气动放散调节阀用于根据控制模块的压力控制指令，自动调节第一气动放散调节阀的开度大小，对第一输送管道的压力进行调整；第一脱水器，其位于第一双罐式水封阻火器的后端，用于对高浓度瓦斯进行脱水处理；第一压力传感器，其位于第一脱水器的后端，用于对第一输送管道中的压力进行检测，并反馈给控制模块；第一流量计，其位于第一压力传感器的后端，用于检测高浓度瓦斯安全输送部分的瓦斯流量，并反馈给控制模块；第一气动单作用紧急切断阀，其位于第一流量计的后端，用于根据控制模块的紧急切断指令，切断高浓度瓦斯安全输送部分的瓦斯输送，其中第一气动单作用紧急切断阀从开位到关位的时间不大于第二预设时间阈值，且具有断电或断压缩空气自动关闭功能；高浓度瓦斯流量调节阀，其位于第一气动单作用紧急切断阀的后端，用于根据瓦斯控制指令，自动调节高浓度瓦斯流量调节阀的开度大小，控制高浓度瓦斯的流量。

在该具体实施例中，高浓度瓦斯安全输送部分的第一输送管道上包含第一原位式激光浓度分析仪、第一在线式湿式放散阀、第一干式阻火器、第一放散管、第一气动放散调节阀、第一双罐式水封阻火器、第一脱水器、第一压力传感器、第一流量计、第一气动单作用紧急切断阀、第一高浓度瓦斯流量调节阀。其中第一原位式激光浓度分析仪的检测响应时间不大于第一预设时间阈值；第一放散管安装在第一在线式湿式放散阀上，第一放散管靠近出口侧安装第一干式阻火器；第一气动放散调节阀安装在第一双罐式水封阻火器第一腔室上端法兰上，第一气动放散调节阀的出气口与第一放散管连接；第一气动单作用紧急切断阀从开位到关位的时间不大于第二预设时间阈值，具有断电或断压缩空气自动关闭功能。优选的，第一预设时间阈值为1秒，第二预设时间阈值为1.5秒。

在本申请的一个具体实施例中，高浓度瓦斯安全输送部分的第一输送管道上还设置有多个软密封手动蝶阀，其分别设置在第一原位式激光浓度分析仪的前端和、或高浓度瓦斯流量调节阀的后端，作为手动保护阀门，手动控制高浓度瓦斯安全输送部分的开闭。

在该具体实施例中，为保证瓦斯安全掺混***优先供应低浓度瓦斯以及保证瓦斯安全掺混***的安全，故在高浓度瓦斯安全输送部分的第一输送管道上设置有多个软密封手动蝶阀，可以将软密封手动蝶阀分别设置在第一原位式激光浓度分析仪的前端和高浓度瓦斯流量调节阀的后端，也可以只设置在高浓度瓦斯流量调节阀的后端，保证在不需要高浓度瓦斯的情况下，第一输送管道中的高浓度瓦斯不会进入高低浓度瓦斯一次掺混部分。在如图2所示的工艺图中，第一软密封手动蝶阀101设置在第一原位式激光浓度分析仪102的前端，保证了高浓度瓦斯安全输送部分开始工作，第二软密封手动蝶阀113设置在高浓度瓦斯流量调节阀112的后端，防止在不使用高浓度瓦斯时，低浓度瓦斯反蹿入高浓度瓦斯输送管道及相关设备。

在本申请的一个具体实例中，如图2所示，高浓度瓦斯安全输送部分1中的监控器件主要包括第一原位式激光浓度分析仪102、第一流量计110以及高浓度瓦斯流量调节阀112，主要用于对高浓度瓦斯进行控制，控制模块通过采集分析瓦斯浓度和瓦斯流量，当瓦斯纯量低时，控制模块发出瓦斯控制指令，加大高浓度瓦斯流量调节阀112的开度，使得瓦斯流量增加，瓦斯纯量得以提高。

在本申请的一个具体实施例中，低浓度瓦斯安全输送部分的第二输送管道上设置有第二在线式湿式放散阀，其位于第二输送管道的前端，其上端依次设置有第二干式阻火器、第二放散管，其用于排放低浓度瓦斯安全输送部分的气体，对瓦斯安全掺混***进行超压保护；第二双罐式水封阻火器，其位于第二在线式湿式放散阀的后端，其上端法兰上设置有第二气动放散调节阀，第二气动放散调节阀连接在第二干式阻火器的下端，其中，第二气动放散调节阀用于根据控制模块的压力控制指令，自动调节第二气动放散调节阀的开度大小，对第二输送管道的压力进行调整；C型过滤器，其位于第二双罐式水封阻火器的后端，用于过滤低浓度瓦斯中的杂质；第三干式阻火器，其位于C型过滤器的后端，用于防止火焰窜入第二输送管道内或阻止火焰在第二输送管道间蔓延；第二压力传感器，其位于第二双罐式水封阻火器的后端，用于对第二输送管道中的压力进行检测，并反馈给控制模块；第二气动单作用紧急切断阀，其位于第二压力传感器的后端，用于根据控制模块的紧急切断指令，切断低浓度瓦斯安全输送部分的瓦斯输送，其中第二气动单作用紧急切断阀从开位到关位的时间不大于第二预设时间阈值，且具有断电或断压缩空气自动关闭功能；细水雾发生器，其位于第二气动单作用紧急切断阀的后端，其上端设置有水雾压力传感器，其用于保护低浓度瓦斯的输送；第二脱水器，其位于细水雾发生器的后端，用于对低浓度瓦斯进行脱水处理。

在该具体实施例中，低浓度瓦斯安全输送部分的第二输送管道上包含第二在线式湿式放散阀、第二干式阻火器、第二放散管、第二气动放散调节阀、第二双罐式水封阻火器、C型过滤器、第三干式阻火器、第二压力传感器、第二气动单作用紧急切断阀、细水雾发生器、水雾压力传感器、第二脱水器。第二放散管安装在第二在线式湿式放散阀上，第二放散管靠近出口侧安装第二干式阻火器；第二气动放散调节阀安装在第二双罐式水封阻火器第一腔室上端法兰上，第二气动放散调节阀出气口与第二放散管连接；第二气动单作用紧急切断阀从开位到关位的时间不大于第二预设时间阈值，优选的，第二预设时间阈值为1.5秒，且具有断电或断压缩空气自动关闭功能。在如图2所示的工艺图中，低浓度瓦斯安全输送部分2的第二输送管道上还可以包含第三软密封手动蝶阀201，作为低浓度瓦斯安全输送部分2开始工作时的手动保护阀门。

在本申请的一个具体实例中，如图2所示，高浓度瓦斯安全输送部分1中的第一气动放散调节阀106和低浓度瓦斯安全输送部分2中的第二气动放散调节阀205具有调节管道压力的功能。当控制模块发送压力控制指令为压力过大时，对应的第一气动放散调节阀106和、或第二气动放散调节阀205的开度开大，适当减小管道压力；控制模块发送压力控制指令为压力过小时，对应的第一气动放散调节阀106和、或第二气动放散调节阀205的开度减小，以减小放散，提高并稳定目标压力。高浓度瓦斯安全输送部分1中的第一气动单作用紧急切断阀111和低浓度瓦斯安全输送部分2中的第二气动单作用紧急切断阀210具有紧急切断瓦斯气源的功能。当控制模块发出的紧急切断指令为瓦斯浓度过大，温度过高等安全问题时，控制模块关闭第一气动单作用紧急切断阀111和第二气动单作用紧急切断阀210，由于其从开位到关位的时间不大于1.5s，可以紧急切断瓦斯气源。在图3所示的双罐式水封阻火器内部示意图中，高浓度瓦斯安全输送部分1中第一双罐式水封阻火器107和低浓度瓦斯安全输送部分2中第二双罐式水封阻火器206内部的第一腔室1071中的上端设置有安装法兰1071a，将气动放散调节阀与安装法兰1071a连接，在第二腔室1072中的上端设置有丝网除沫器1072a，可以过滤掉高浓度瓦斯和低浓度瓦斯中的水沫。在图4所示的脱水器内部示意图中，高浓度瓦斯安全输送部分1中第一脱水器108和低浓度瓦斯安全输送部分2中第二脱水器213内部设置三组丝网除沫器1081，可以过滤掉高浓度瓦斯和低浓度瓦斯中的水沫；为节约空间，脱水器内部设置有三组导流板，即第一导流板1082a、第二导流板1082b、第三导流板1082c，使三组丝网除沫器可以顺气流方向布置，在有限的空间内降低瓦斯输送的速度。

在本申请的一个具体实施例中，高低浓度瓦斯一次掺混部分的第三输送管道上设置有静态混合器，其位于在第三输送管道的前端，用于对输入的高浓度瓦斯和低浓度瓦斯进行混合；第二原位式激光浓度分析仪，其位于静态混合器的后端，用于检测高低浓度瓦斯一次掺混部分的瓦斯浓度，并反馈给控制模块，其中第二原位式激光浓度分析仪与静态混合器的距离不小于第一预设距离阈值；第二流量计，其位于第二原位式激光浓度分析仪的后端，用于检测高低浓度瓦斯一次掺混部分的瓦斯流量，并反馈给控制模块；第三压力传感器，其位于第二流量计的后端，用于对第三输送管道中的压力进行检测，并反馈给控制模块；掺混瓦斯流量调节阀，其位于第三压力传感器的后端，用于根据控制模块的瓦斯控制指令，自动调节掺混瓦斯流量调节阀的开度大小，控制高低浓度瓦斯一次掺混部分输送到瓦斯二次掺混部分的瓦斯流量；第一温度传感器，其位于掺混瓦斯流量调节阀的后端，用于对第三输送管道中的温度进行检测，并反馈给控制模块。

在该具体实施例中，高低浓度瓦斯一次掺混部分的第三输送管道上包括静态混合器、第二原位式激光浓度分析仪、第二流量计、第三压力传感器、掺混瓦斯流量调节阀、第一温度传感器。其中第二原位激光浓度分析仪安装在静态混合器后端不小于第一预设距离阈值，优选的，第一预设距离阈值为第三输送管道上的3倍管径，其中具体的第一预设距离阈值视第三输送管道的管径而定。

在本申请的一个具体实例中，如图2所示，静态混合器301可以包含多种类型，其中可以是SV型，其可以用于高浓度瓦斯和低浓度瓦斯掺混，具有混合良好的径向混合效果。

在本申请的一个具体实例中，如图2所示，高浓度瓦斯安全输送部分1中的第一压力传感器109和低浓度瓦斯安全输送部分2中的第二压力传感器209以及高低浓度瓦斯一次掺混部分3中的第三压力传感器304具有检测管道压力的功能。若控制模块采集的第一压力传感器109和、或第二压力传感器209中的任一压力测量值过小，则将对应的第一气动放散调节阀106和、或第二气动放散调节阀205的开度减小，适当增加管道压力；若控制模块采集的第一压力传感器109和、或第二压力传感器209中的任一压力测量值过大，则将对应的第一气动放散调节阀106和、或第二气动放散调节阀205的开度增加，缓解管道压力，防止瓦斯输送管道超压造成瓦斯抽放泵“憋泵”现象。若控制模块采集到的第三压力传感器304的压力测量值异常，则可以通过控制第一气动放散调节阀106和、或第二气动放散调节阀205来控制高低浓度瓦斯一次掺混部分3中的管道压力。

在本申请的一个具体实施例中，瓦斯二次掺混部分的第四输送管道上设置有多段式空气瓦斯烟气混合器，其位于第四输送管道的前端，其上端分别设置有回热烟气流量调节阀和一次空气进气调节阀，其用于对一次掺混瓦斯、空气与回热烟气进行混合；多个激光浓度分析仪，其依次位于多段式空气瓦斯烟气混合器的后端，用于测量瓦斯二次掺混部分的瓦斯浓度，并反馈给控制模块，其中多个激光浓度分析仪的类型包括原位式和、或抽取式；第三流量计，其位于多个激光浓度分析仪的后端，用于监测瓦斯二次掺混部分的瓦斯流量，并反馈给控制模块；主进气开关阀，其位于第三流量计的后端，主进气开关阀从开位到关位的时间不大于第三预设时间阈值，并且主进气开关阀与多个激光浓度分析仪的最小距离不小于第二预设距离阈值；主风机，其位于主进气开关阀的后端，通过主风机产生的负压将一次掺混瓦斯、空气以及回热烟气吸入；多个温度传感器，其位于多个激光浓度分析仪的前端和主风机的后端，用于对第四输送管道中的温度进行检测，并反馈给控制模块。

在该具体实施例中，如图2所示，瓦斯二次掺混部分4中的第四输送管道上包括多段式空气瓦斯烟气混合器402、第二温度传感器404、1号原位式激光浓度分析仪405、2号原位式激光浓度分析仪406、抽取式激光浓度分析仪407、第三流量计408、主进气开关阀409、主风机410、第三温度传感器414。其中，多段式空气瓦斯烟气混合器402上设置有回热烟气流量调节阀401和一次空气进气调节阀403。主进气开关阀409从开位到关位的时间不大于第三预设时间阈值，优选的，第三预设时间阈值为2秒，并且距离抽取式激光浓度分析仪407最小距离不小于第二预设距离阈值，优选的，第二预设距离阈值为60米。

在本申请的一个具体实施例中，瓦斯二次掺混部分的第四输送管道上还设置有吹扫风机开关阀，其位于第三流量计后端的第一分支管道上，用于根据控制模块的空气控制指令，自动控制吹扫风机开关阀的开关；吹扫风机，其位于第一分支管道上的吹扫风机开关阀的后端，用于对瓦斯安全掺混***的输送管道进行吹扫；新鲜空气阀，其位于主进气开关阀后端的第二分支管道上，用于根据控制模块的空气控制指令，自动控制新鲜空气阀的开关。

在该具体实施例中，吹扫风机进气端与大气相通，出气端与瓦斯主进气管道即第四输送管道相通，吹扫风机出口与第四输送管道之间安装吹扫风机开关阀；新鲜空气阀一端连接第四输送管道，另一端与大气相通。

在本申请的一个具体实例中，如图2所示，高低浓度瓦斯一次掺混部分3中第一温度传感器306和瓦斯二次掺混部分4中的第二温度传感器404、第三温度传感器414具有检测掺混气体及管道温度的功能。第二温度传感器404的检测数据作为调节回热烟气流量调节阀401流量调节的依据，当温度测量值超过温度高温阈值或低于温度低温阈值时，控制模块将报警，并向回热烟气流量调节阀401发送控制烟气流量的指令，进而保证温度在适当的范围内，或者控制回热烟气流量调节阀401的开关关闭，避免发生危险。高浓度瓦斯安全输送部分1中第一流量计110和高低浓度瓦斯一次掺混部分3中第二流量计303以及瓦斯二次掺混部分中第三流量计408的类型可以采用V锥型，其具有长期精度高、稳定性好的性能。

需要说明的是，在图2所示的与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***的工艺图中，调节器件中的阀门包括高浓度瓦斯安全输送部分1中的第一在线式湿式放散阀103、第一气动放散调节阀106、高浓度瓦斯流量调节阀112；低浓度瓦斯安全输送部分2中的第二在线式湿式放散阀202、第二气动放散调节阀205、第二气动单作用紧急切断阀210；高低浓度瓦斯一次掺混部分3中的掺混瓦斯流量调节阀305；瓦斯二次掺混部分4中的回热烟气流量调节阀401、一次空气进气调节阀403、主进气开关阀409、新鲜空气阀411、吹扫风机开关阀412。调节器件中的风机包括瓦斯二次掺混部分4中的主风机410、吹扫风机413。

在本申请的一个具体实施例中，多段式空气瓦斯烟气混合器，包括，混合室部件，其位于多段式空气瓦斯烟气混合器的下端，用于对一次掺混瓦斯和空气进行混合，将混合得到二次掺混瓦斯输出，其中混合室部件上设置有瓦斯进气口、混合器出气口；升气管部件，其进气端连接瓦斯进气口，位于混合室部件和掺混室部件的内部，用于输送一次掺混瓦斯，其中升气管部件的上端设置有多个第一开孔，多个第一开孔用于输出一次掺混瓦斯；二次空气进气部件，其位于多段式空气瓦斯烟气混合器的上端，二次空气进气部件上设置有多个第二开孔，多个第二开孔用于连通外部大气；掺混室部件，其位于混合室部件和二次空气进气部件的中间，用于对一次掺混瓦斯、空气和烟气进行掺混，掺混室部件上设置有一次空气进气腔、回热烟气进气腔、至少一个一次空气进气口、一个回热烟气进气口，其中一次空气进气口一端连接一次空气进气腔，另一端连接一次空气进气调节阀，回热烟气进气口一端连接回热烟气进气腔，另一端连接回热烟气流量调节阀，一次空气进气腔位于回热烟气进气腔的下方，一次空气进气腔的高度低于多个第一开孔的高度；一次空气进气调节部件，其位于掺混室部件中，其设置在一次空气进气口与一次空气进气腔的连接处，一次空气进气调节部件上设置有可调碟板，在控制模块的控制下自动调节一次空气进气口的横截面积。

在该具体实施例中，多段式空气瓦斯烟气混合器中的掺混室部件上从下到上依次设置有一次空气进气腔、回热烟气进气腔，设置有两个一次空气进气口、一个回热烟气进气口，其中一次空气进气口与一次空气进气调节部件连接，回热烟气进气口接瓦斯氧化装置所产热风经余热利用后的排烟管道，一次空气进气腔的高度要低于升气管部件中的第一开孔的位置，以便于在主风机关闭时因为惯性还在转动，会继续将瓦斯混合气体往瓦斯氧化装置的方向输送，由于一次空气进气腔的位置在下面，会优先将空气输送出去，从而保护瓦斯氧化装置。

在本申请的一个具体实施例中，多段式空气瓦斯烟气混合器，还包括，升气管部件上的多个第一开孔将升气管部件的内部腔体与掺混室部件内部的掺混腔相连通，多个第一开孔的总面积不小于混合室部件上的瓦斯进气口的面积；一次空气进气腔内部设置有多个第三开孔，多个第三开孔将一次空气进气腔与掺混腔相连通，多个第三开孔的总面积不小于至少一个一次空气进气口的面积之和；回热烟气进气腔内部设置有多个第四开孔，多个第四开孔将回热烟气进气腔与掺混腔相连通，多个第四开孔的总面积不小于回热烟气进气口的面积。

在该具体实施例中，如图2所示，升气管部件上端的圆周方向设置有多个第一开孔，其形状为圆形，其总面积不小于瓦斯进气口的面积，便于一次掺混瓦斯及时排出升气管部件；一次空气进气腔内部的圆周方向均匀分布多个第三开孔，其形状为长槽形，其总面积不小于一次空气进气口的总面积，便于空气进入掺混室；回热烟气进气腔内部的圆周方向均匀分布多个第四开孔，其形状为长槽形，多个第四开孔将回热烟气进气腔与掺混腔连接，可提高混合气体的温度，防止多段式空气瓦斯烟气混合器和其后端的检测仪器在冬季结冰，保证检测仪器的精确度和安全性，也提高了热量的利用率。

图5为本申请实施例中的多段式空气瓦斯烟气混合器剖视图。

在图5所示的一个具体实例中，多段式空气瓦斯烟气混合器402主要由混合室部件4021、掺混室部件4022、升气管部件4023、二次空气进气部件4024、一次空气进气调节部件4025组成。混合室部件4021与掺混室部件4022下端相连，混合室部件4021与升气管部件4023相连，掺混室部件4022上端与二次空气进气部件4024相连，一次空气进气调节部件4025安装在掺混室部件4022上。掺混室部件4022的内壁与升气管部件4023的外壁围成了掺混腔a。混合室部件4021上设有瓦斯进气口Ⅰ、混合器出气口Ⅱ，混合室部件4021内腔为混合室b。掺混室部件上4022设有一次空气进气腔c、回热烟气进气腔d，设置有两个一次空气进气口Ⅲ、一个回热烟气进气口Ⅳ，一次空气进气口Ⅲ与一次空气进气调节部件4025连接，回热烟气进气口Ⅳ接瓦斯氧化装置所产热风经余热利用后的排烟管道。升气管部件4022的上端圆周方向设有第一开孔Ⅴ，其为圆形，且其总面积不小于混合室部件4021上的瓦斯进气口Ⅰ的面积，并将升气管部件4022的内部腔体与掺混腔a相连通；二次空气进气部件4024的圆周方向设置有第二开孔Ⅵ，其为长槽形，并设置有不锈钢丝网，并连通外部大气；一次空气进气腔c的内部圆周方向均匀分布第三开孔Ⅶ，其为长槽形，并将一次空气进气腔c与掺混腔a连接，其总面积不小于两个一次空气进气口Ⅲ的面积和；回热烟气进气腔d的内部圆周方向均匀分布第四开孔Ⅷ，其为长槽形，并将回热烟气进气腔d与掺混腔a连接，其总面积不小于回热烟气进气口Ⅳ的面积；一次空气进气调节部件4025上设置有可调碟板e，可在控制模块的控制下自动调节一次空气进气口Ⅲ的横截面积。多段式空气瓦斯烟气混合器402在工作时需要主风机410产生的负压才能使瓦斯进入混合室b，在瓦斯安全掺混***因其他器件故障造成混合气体浓度超限，不允许混合气体进入瓦斯氧化装置时，控制模块会控制停止主风机410，并切断相关瓦斯进气阀门，若因阀门出问题不能全部关闭时，一次掺混瓦斯会进入升气管，但由于主风机410没有完全停止转动，混合室b内还存在负压环境，还会继续将气体吸入混合室并向后端管道传输，这时由于一次空气进气腔的高度要低于升气管部件中的第一开孔的位置，一次空气进气腔的位置在下面，会优先将空气吸入并输送到瓦斯氧化装置，从而保护瓦斯氧化装置；在主风机410完全停止后，混合室b内失去负压环境，一次掺混瓦斯会通过二次空气进气部件4024上的圆周方向设置的第二开孔Ⅵ排向大气，并且进入混合室b向后端管道输送的是从一次空气进气口进入的空气，起到瓦斯氧化装置的安全保护作用。

在本申请的一个具体实施例中，本申请一种与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***中的控制模块可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中或在两者的组合中。

软件模块可驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可装卸盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储介质中。示范性存储介质耦合到处理器，使得处理器可从存储介质读取信息和向存储介质写入信息。

处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(英文：Field Programmable Gate Array，简称：FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合等。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器或任何其它此类配置。在替代方案中，存储介质可与处理器成一体式。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替代方案中，处理器和存储介质可作为离散组件驻留在用户终端中。

图6示出了本申请一种瓦斯安全掺混方法的一个具体实施方式。

在图6所示的一个具体实施方式中，一种瓦斯安全掺混方法主要包括，瓦斯安全输送步骤，瓦斯抽放站正压端输出的高浓度瓦斯经高浓度瓦斯安全输送部分输送至高低浓度瓦斯一次掺混部分，瓦斯抽放站正压端输出的低浓度瓦斯经低浓度瓦斯安全输送部分输送至高低浓度瓦斯一次掺混部分；瓦斯一次掺混步骤，在高低浓度瓦斯一次掺混部分中将高浓度瓦斯、低浓度瓦斯均匀掺混后，得到一次掺混瓦斯；瓦斯二次掺混步骤，瓦斯二次掺混部分通过主风机产生的负压，将一次掺混瓦斯、空气以及回热烟气进行二次掺混，得到二次掺混瓦斯；以及控制步骤，通过控制模块采集并分析高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分和、或瓦斯二次掺混部分的监控参数，根据监控参数与对应的预设参数的大小关系，调整高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分和、或瓦斯二次掺混部分相应的调节器件，其中，监控参数包括压力测量值、瞬时纯量值、瓦斯浓度测量值、流量测量值和、或温度测量值，预设参数包括压力阈值、瞬时纯量阈值、瓦斯浓度阈值、流量阈值和、或温度阈值，调节器件包括阀门和、或风机。

在该具体实施方式中，预设参数包括压力阈值、瞬时纯量阈值、瓦斯浓度阈值、流量阈值和、或温度阈值，其中瞬时纯量阈值可以包括纯量报警阈值、纯量停机阈值，瓦斯浓度阈值可以包括瓦斯浓度稳定阈值、瓦斯浓度报警阈值、瓦斯浓度停机阈值、瓦斯浓度突变报警阈值以及瓦斯浓度突变切断阈值，温度阈值可以包括温度高温阈值、温度低温阈值。在瓦斯安全输送步骤中，高浓度瓦斯安全输送部分和低浓度瓦斯安全输送部分分别根据控制模块的瓦斯控制指令，调整对应的高浓度瓦斯和低浓度瓦斯的输送流量及管道压力，并将高浓度瓦斯和低浓度瓦斯输送；其中，当瓦斯二次掺混部分的瓦斯浓度低于瓦斯浓度稳定阈值时，调高高浓度瓦斯的输送流量，当高浓度瓦斯安全输送部分、低浓度瓦斯安全输送部分和、或高低浓度瓦斯一次掺混部分的管道压力大于压力阈值时，调低高浓度瓦斯以及低浓度瓦斯的管道压力；在瓦斯一次掺混步骤中，高低浓度瓦斯一次掺混部分根据控制模块的瓦斯控制指令，并调整一次掺混瓦斯的输送流量；其中，当高低浓度瓦斯一次掺混部分和、或瓦斯二次掺混部分的瓦斯浓度低于瓦斯浓度稳定阈值时，调高高浓度瓦斯的输送流量和、或一次掺混瓦斯的输送流量；在瓦斯二次掺混步骤中，瓦斯二次掺混部分根据控制模块的瓦斯控制指令，调整空气或乏风的输送流量，对一次掺混瓦斯和空气进行掺混，得到二次掺混瓦斯，并输送到瓦斯氧化装置中；其中，当瓦斯二次掺混部分的瓦斯浓度低于瓦斯浓度稳定阈值时，调低空气的流量。在控制步骤中，通过统一采集并分析高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分和、或瓦斯二次掺混部分中的监控参数，自动控制瓦斯安全输送步骤、瓦斯一次掺混步骤和、或瓦斯二次掺混步骤的操作，以实现对掺混瓦斯的浓度、纯量和、或流量的控制与保护，避免因瓦斯浓度问题造成瓦斯氧化装置的安全隐患，避免因瓦斯纯量不够导致瓦斯氧化装置的氧化效率低的问题。

在该具体实施方式中，高浓度瓦斯安全输送部分和低浓度瓦斯安全输送部分主要保证高浓度瓦斯和低浓度瓦斯的安全稳定供应，保证输送管道的压力在适宜范围内，设置安全保护装置，保证低浓度瓦斯在管道管道输送过程中不发生***事故。高低浓度瓦斯一次掺混部分和瓦斯二次掺混部分主要保证瓦斯浓度，瓦斯流量以及瓦斯纯量，提供满足需求的掺混瓦斯，另外还需保障管道压力及管道温度在正常范围内，防止出现安全问题；控制模块通过采集并分析高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分和、或瓦斯二次掺混部分的监控参数，其包括压力测量值、瞬时纯量值、瓦斯浓度测量值、流量测量值和、或温度测量值，根据监控参数与预设参数的分析后得到的瓦斯控制指令，控制模块调节各个部分的调节器件，以实现瓦斯的定量均匀掺混、瓦斯浓度自动控制、瓦斯浓度突变保护、瓦斯流量突变保护、瓦斯浓度超限保护、瓦斯抽采泵超压保护的功能。

在本申请的一个具体实例中，在高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分和瓦斯二次掺混部分分别设置对应的瓦斯浓度稳定阈值、瓦斯浓度报警阈值、瓦斯浓度停机阈值、瓦斯浓度突变报警阈值、瓦斯浓度突变切断阈值、瓦斯流量阈值、压力阈值、温度阈值、瞬时纯量报警阈值和、或瞬时纯量停机阈值；当通过控制模块采集分析得到的监控参数超过对应的瓦斯浓度报警阈值、瓦斯浓度突变报警阈值、温度阈值和、或瞬时纯量报警阈值时，控制模块报警；当通过控制模块采集分析得到的监控参数超过对应的瓦斯浓度突变切断阈值时，控制模块调节高浓度瓦斯安全输送部分的气动放散调节阀和气动单作用紧急切断阀；当通过控制模块采集分析得到的监控参数超过对应的瓦斯浓度停机阈值和、或瞬时纯量停机阈值时，控制模块调节高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分以及瓦斯二次掺混部分的调节器件，使得各个部分协调动作，停止向瓦斯氧化装置供应瓦斯，并将瓦斯安全放散，避免管道超压。

在本申请的一个具体实例中，控制模块根据设置的高浓度瓦斯输送部分1中的第二压力传感器109中的压力测量值，自动调节第一气动放散调节阀106的开度。当压力测量值大于压力安全阈值时，第一放散调节阀106的开度自动增加，直至压力测量值达到压力安全阈值减去回差值时停止；当压力测量值小于压力安全阈值时，第一放散调节阀106的开度自动减小，直至压力测量值达到压力安全阈值加回差值时停止。

在本申请的一个具体实例中，控制模块根据设置的低浓度瓦斯输送部分2中的第三压力传感器209中的压力测量值，自动调节第二气动放散调节阀205的开度。当压力测量值大于压力安全阈值时，第二放散调节阀205的开度自动增加，直至压力测量值达到压力安全阈值减去回差值时停止；当压力测量值小于压力安全阈值时，第二放散调节阀205的开度自动减小，直至压力测量值达到压力安全阈值加回差值时停止。

在本申请的一个具体实例中，当控制模块检测到高浓度瓦斯输送部分1中的主瓦斯输送管道上的第一原位式激光浓度分析仪102在2s内的瓦斯突变超过2％，即浓度测量值超过瓦斯浓度突变报警阈值时，控制模块报警提示；当在2s内的瓦斯突变超过3％，即浓度测量值超过瓦斯浓度突变切断阈值时，控制模块自动将第一气动放散调节阀106开至最大、关闭第一气动单作用紧急切断阀111，切断高浓度瓦斯的气源，阻止高浓度瓦斯进入一次掺混环节。

在本申请的一个具体实例中，控制模块可设置多段式空气瓦斯烟气混合器402后的瓦斯浓度报警阈值、瓦斯浓度停机阈值。当控制模块检测到1号原位激光浓度分析仪405、2号原位激光浓度分析仪406、抽取式激光浓度分析仪407中任一浓度测量值超过瓦斯浓度报警阈值时，控制模块会发出报警提示；当任一浓度测量值超过瓦斯浓度停机阈值时，控制模块自动将第一气动放散调节阀106开至最大、第二气动放散调节阀205开至最大、关闭第一气动单作用紧急切断阀111、关闭第二气动单作用紧急切断阀210、关闭掺混瓦斯流量调节阀305、关闭高浓度瓦斯流量调节阀112、多段式空气瓦斯烟气混合器402中的一次空气进气调节阀403开至最大、关闭主进气开关阀409、关闭主风机410、打开新鲜空气阀411、打开吹扫风机开关阀412、打开吹扫风机413，以保证浓度超限的瓦斯不进入瓦斯氧化装置。

在本申请的一个具体实例中，控制模块根据高低浓度瓦斯一次掺混部分3中的第二原位式激光浓度分析仪302中的瓦斯浓度测量值、第二流量计303中的流量测量值，计算瞬时纯量，控制模块可设置瞬时纯量报警阈值、瞬时纯量停机阈值。当瞬时纯量值大于瞬时纯量报警阈值时，控制模块报警提示；当瞬时纯量值大于瞬时纯量停机阈值时，控制模块自动将第一气动放散调节阀106开至最大、第二气动放散调节阀205开至最大、关闭第一气动单作用紧急切断阀111、关闭第二气动单作用紧急切断阀210、关闭高浓度瓦斯流量调节阀112、关闭掺混瓦斯流量调节阀305、一次空气进气调节阀403开至最大、关闭主进气开关阀409、关闭主风机410、打开新鲜空气阀411、打开吹扫风机开关阀412、打开吹扫风机413。

在本申请的一个具体实例中，控制模块可通过分析多段式空气瓦斯烟气混合器402后端的第三流量计408中的流量测量值，将其与流量阈值进行对比，自动调节主风机频率，以调节总混合风量。

在本申请的一个具体实例中，控制模块闭环自动调节多段式空气瓦斯烟气混合器402后端的瓦斯浓度，控制模块对比预设目标浓度值与1号原位激光浓度分析仪405中的瓦斯浓度测量值、2号原位激光浓度分析仪中的瓦斯浓度测量值来控制掺混瓦斯流量调节阀305、高浓度瓦斯流量调节阀112、第一气动放散调节阀106、第二气动放散调节阀205相互协调动作，使瓦斯浓度稳定在瓦斯浓度稳定阈值附近。

本申请提供的瓦斯安全掺混方法和本申请提供的与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***的实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的***实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，***或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***，其特征在于，包括：高浓度瓦斯安全输送部分，低浓度瓦斯安全输送部分，高低浓度瓦斯一次掺混部分，瓦斯二次掺混部分以及控制模块，其中，

所述高浓度瓦斯安全输送部分连接在瓦斯抽放站正压端，用于根据所述控制模块的瓦斯控制指令，调整高浓度瓦斯流量，对高浓度瓦斯进行输送；

所述低浓度瓦斯安全输送部分连接在所述瓦斯抽放站另一正压端，用于根据所述控制模块的所述瓦斯控制指令，调整低浓度瓦斯流量，对低浓度瓦斯进行输送；

所述高低浓度瓦斯一次掺混部分与所述高浓度瓦斯安全输送部分的后端和所述低浓度瓦斯安全输送部分的后端分别连接，用于将所述高浓度瓦斯和所述低浓度瓦斯充分掺混，得到一次掺混瓦斯；

所述瓦斯二次掺混部分连接在所述高低浓度瓦斯一次掺混部分的后端，用于对所述一次掺混瓦斯、空气以及回热烟气进行二次掺混，得到二次掺混瓦斯，并输送到瓦斯氧化装置；以及

所述控制模块集成在瓦斯安全掺混***中，用于分别采集并分析所述高浓度瓦斯安全输送部分，所述低浓度瓦斯安全输送部分，所述高低浓度瓦斯一次掺混部分和/或所述瓦斯二次掺混部分的监控参数，对所述高浓度瓦斯安全输送部分，所述低浓度瓦斯安全输送部分，所述高低浓度瓦斯一次掺混部分和/或所述瓦斯二次掺混部分相应的调节器件进行控制，其中，所述监控参数包括压力测量值、瞬时纯量值、瓦斯浓度测量值、流量测量值和/或温度测量值，所述调节器件包括阀门和/或风机。

2.如权利要求1所述的与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***，其特征在于，所述高浓度瓦斯安全输送部分的第一输送管道上设置有：

第一原位式激光浓度分析仪，其位于所述第一输送管道的前端，用于检测所述高浓度瓦斯安全输送部分的瓦斯浓度，并反馈给所述控制模块，其中所述第一原位式激光浓度分析仪的检测响应时间不大于第一预设时间阈值；

第一在线式湿式放散阀，其位于所述第一原位式激光浓度分析仪的后端，其上端依次设置有第一干式阻火器、第一放散管，其用于排放所述高浓度瓦斯安全输送部分的气体，对所述瓦斯安全掺混***进行超压保护；

第一双罐式水封阻火器，其位于所述第一在线式湿式放散阀的后端，其上端法兰上设置有第一气动放散调节阀，所述第一气动放散调节阀连接在所述第一干式阻火器的下端，其中，所述第一气动放散调节阀用于根据所述控制模块的压力控制指令，自动调节所述第一气动放散调节阀的开度大小，对所述第一输送管道的压力进行调整；

第一脱水器，其位于所述第一双罐式水封阻火器的后端，用于对所述高浓度瓦斯进行脱水处理；

第一压力传感器，其位于所述第一脱水器的后端，用于对所述第一输送管道中的压力进行检测，并反馈给所述控制模块；

第一流量计，其位于所述第一压力传感器的后端，用于检测所述高浓度瓦斯安全输送部分的瓦斯流量，并反馈给所述控制模块；

第一气动单作用紧急切断阀，其位于所述第一流量计的后端，用于根据所述控制模块的紧急切断指令，切断所述高浓度瓦斯安全输送部分的瓦斯输送，其中所述第一气动单作用紧急切断阀从开位到关位的时间不大于第二预设时间阈值，且具有断电或断压缩空气自动关闭功能；以及

高浓度瓦斯流量调节阀，其位于所述第一气动单作用紧急切断阀的后端，用于根据所述瓦斯控制指令，自动调节所述高浓度瓦斯流量调节阀的开度大小，控制所述高浓度瓦斯的流量。

3.如权利要求2所述的与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***，其特征在于，所述高浓度瓦斯安全输送部分的所述第一输送管道上还设置有：

多个软密封手动蝶阀，其分别设置在所述第一原位式激光浓度分析仪的前端和/或所述高浓度瓦斯流量调节阀的后端，作为手动保护阀门，手动控制所述高浓度瓦斯安全输送部分的开闭。

4.如权利要求1所述的与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***，其特征在于，所述低浓度瓦斯安全输送部分的第二输送管道上设置有：

第二在线式湿式放散阀，其位于所述第二输送管道的前端，其上端依次设置有第二干式阻火器、第二放散管，其用于排放所述低浓度瓦斯安全输送部分的气体，对所述瓦斯安全掺混***进行超压保护；

第二双罐式水封阻火器，其位于所述第二在线式湿式放散阀的后端，其上端法兰上设置有第二气动放散调节阀，所述第二气动放散调节阀连接在所述第二干式阻火器的下端，其中，所述第二气动放散调节阀用于根据所述控制模块的所述压力控制指令，自动调节所述第二气动放散调节阀的开度大小，对所述第二输送管道的压力进行调整；

C型过滤器，其位于所述第二双罐式水封阻火器的后端，用于过滤低浓度瓦斯中的杂质；

第三干式阻火器，其位于所述C型过滤器的后端，用于防止火焰窜入所述第二输送管道内或阻止所述火焰在所述第二输送管道间蔓延；

第二压力传感器，其位于所述第二双罐式水封阻火器的后端，用于对所述第二输送管道中的压力进行检测，并反馈给所述控制模块；

第二气动单作用紧急切断阀，其位于所述第二压力传感器的后端，用于根据所述控制模块的所述紧急切断指令，切断所述低浓度瓦斯安全输送部分的瓦斯输送，其中所述第二气动单作用紧急切断阀从开位到关位的时间不大于所述第二预设时间阈值，且具有断电或断压缩空气自动关闭功能；

细水雾发生器，其位于所述第二气动单作用紧急切断阀的后端，其上端设置有水雾压力传感器，其用于保护所述低浓度瓦斯的输送；以及

第二脱水器，其位于所述细水雾发生器的后端，用于对所述低浓度瓦斯进行脱水处理。

5.如权利要求1所述的与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***，其特征在于，所述高低浓度瓦斯一次掺混部分的第三输送管道上设置有：

静态混合器，其位于在所述第三输送管道的前端，用于对输入的所述高浓度瓦斯和所述低浓度瓦斯进行混合；

第二原位式激光浓度分析仪，其位于所述静态混合器的后端，用于检测所述高低浓度瓦斯一次掺混部分的瓦斯浓度，并反馈给所述控制模块，其中所述第二原位式激光浓度分析仪与所述静态混合器的距离不小于第一预设距离阈值；

第二流量计，其位于所述第二原位式激光浓度分析仪的后端，用于检测所述高低浓度瓦斯一次掺混部分的瓦斯流量，并反馈给所述控制模块；

第三压力传感器，其位于所述第二流量计的后端，用于对所述第三输送管道中的压力进行检测，并反馈给所述控制模块；

掺混瓦斯流量调节阀，其位于所述第三压力传感器的后端，用于根据所述控制模块的所述瓦斯控制指令，自动调节所述掺混瓦斯流量调节阀的开度大小，控制所述高低浓度瓦斯一次掺混部分输送到所述瓦斯二次掺混部分的瓦斯流量；以及

第一温度传感器，其位于所述掺混瓦斯流量调节阀的后端，用于对所述第三输送管道中的温度进行检测，并反馈给所述控制模块。

6.如权利要求1所述的与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***，其特征在于，所述瓦斯二次掺混部分的第四输送管道上设置有：

多段式空气瓦斯烟气混合器，其位于所述第四输送管道的前端，其上端分别设置有回热烟气流量调节阀和一次空气进气调节阀，其用于对所述一次掺混瓦斯、所述空气以及所述回热烟气进行混合；

多个激光浓度分析仪，其依次位于所述多段式空气瓦斯烟气混合器的后端，用于测量所述瓦斯二次掺混部分的瓦斯浓度，并反馈给所述控制模块，其中所述多个激光浓度分析仪的类型包括原位式和/或抽取式；

第三流量计，其位于所述多个激光浓度分析仪的后端，用于监测所述瓦斯二次掺混部分的瓦斯流量，并反馈给所述控制模块；

主进气开关阀，其位于所述第三流量计的后端，所述主进气开关阀从开位到关位的时间不大于第三预设时间阈值，并且所述主进气开关阀与所述多个激光浓度分析仪的最小距离不小于第二预设距离阈值；

主风机，其位于所述主进气开关阀的后端，通过所述主风机产生的负压将所述一次掺混瓦斯与所述空气吸入；以及

多个温度传感器，其位于所述多个激光浓度分析仪的前端和/或所述主风机的后端，用于对所述第四输送管道中的温度进行检测，并反馈给所述控制模块。

7.如权利要求6所述的与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***，其特征在于，所述瓦斯二次掺混部分的第四输送管道上设置有：

吹扫风机开关阀，其位于所述第三流量计后端的第一分支管道上，用于根据所述控制模块的空气控制指令，自动控制所述吹扫风机开关阀的开关；

吹扫风机，其位于所述第一分支管道上的所述吹扫风机开关阀的后端，用于对所述瓦斯安全掺混***的输送管道进行吹扫；以及

新鲜空气阀，其位于所述主进气开关阀后端的第二分支管道上，用于根据所述控制模块的所述空气控制指令，自动控制所述新鲜空气阀的开关。

8.如权利要求6所述的与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***，所述多段式空气瓦斯烟气混合器，包括，

混合室部件，其位于所述多段式空气瓦斯烟气混合器的下端，用于对所述一次掺混瓦斯和所述空气进行混合，将混合得到所述二次掺混瓦斯输出，其中所述混合室部件上设置有瓦斯进气口、混合器出气口；

升气管部件，其进气端连接所述瓦斯进气口，位于所述混合室部件和掺混室部件的内部，用于输送所述一次掺混瓦斯，其中所述升气管部件的上端设置有多个第一开孔，所述多个第一开孔用于输出所述一次掺混瓦斯；

二次空气进气部件，其位于所述多段式空气瓦斯烟气混合器的上端，所述二次空气进气部件上设置有多个第二开孔，所述多个第二开孔用于连通外部大气；

其特征在于，还包括：

所述掺混室部件，其位于所述混合室部件和所述二次空气进气部件的中间，用于对所述一次掺混瓦斯、所述空气和烟气进行掺混，所述掺混室部件上设置有一次空气进气腔、回热烟气进气腔、至少一个一次空气进气口、一个回热烟气进气口，其中所述一次空气进气口一端连接所述一次空气进气腔，另一端连接所述一次空气进气调节阀，所述回热烟气进气口一端连接所述回热烟气进气腔，另一端连接所述回热烟气流量调节阀，所述一次空气进气腔位于所述回热烟气进气腔的下方，所述一次空气进气腔的高度低于所述多个第一开孔的高度；

一次空气进气调节部件，其位于所述掺混室部件中，其设置在所述一次空气进气口与所述一次空气进气腔的连接处，所述一次空气进气调节部件上设置有可调碟板，在所述控制模块的控制下自动调节一次空气进气口的横截面积。

9.如权利要求8所述的与瓦斯氧化装置配套的瓦斯安全掺混***，其特征在于，所述多段式空气瓦斯烟气混合器，还包括：

所述升气管部件上的所述多个第一开孔将所述升气管部件的内部腔体与所述掺混室部件内部的掺混腔相连通，所述多个第一开孔的总面积不小于所述混合室部件上的所述瓦斯进气口的面积；

所述一次空气进气腔内部设置有多个第三开孔，所述多个第三开孔将所述一次空气进气腔与所述掺混腔相连通，所述多个第三开孔的总面积不小于所述至少一个一次空气进气口的面积之和；

所述回热烟气进气腔内部设置有多个第四开孔，所述多个第四开孔将所述回热烟气进气腔与所述掺混腔相连通，所述多个第四开孔的总面积不小于所述回热烟气进气口的面积。

10.一种瓦斯安全掺混方法，其特征在于，包括：

瓦斯安全输送步骤，瓦斯抽放站正压端输出的高浓度瓦斯经高浓度瓦斯安全输送部分输送至高低浓度瓦斯一次掺混部分，所述瓦斯抽放站正压端输出的低浓度瓦斯经低浓度瓦斯安全输送部分输送至所述高低浓度瓦斯一次掺混部分；

瓦斯一次掺混步骤，在所述高低浓度瓦斯一次掺混部分中将所述高浓度瓦斯、所述低浓度瓦斯均匀掺混后，得到一次掺混瓦斯；

瓦斯二次掺混步骤，瓦斯二次掺混部分通过主风机产生的负压，将所述一次掺混瓦斯、空气以及回热烟气进行二次掺混，得到二次掺混瓦斯；以及

控制步骤，通过控制模块采集并分析所述高浓度瓦斯安全输送部分，所述低浓度瓦斯安全输送部分，所述高低浓度瓦斯一次掺混部分和/或所述瓦斯二次掺混部分的监控参数，根据所述监控参数与对应的预设参数的大小关系，调整所述高浓度瓦斯安全输送部分，所述低浓度瓦斯安全输送部分，所述高低浓度瓦斯一次掺混部分和/或所述瓦斯二次掺混部分相应的调节器件，其中，所述监控参数包括压力测量值、瞬时纯量值、瓦斯浓度测量值、流量测量值和/或温度测量值，所述预设参数包括压力阈值、瞬时纯量阈值、瓦斯浓度阈值、流量阈值和/或温度阈值，所述调节器件包括阀门和/或风机。

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