CN202732154U - 煤矿瓦斯发电站前置传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿瓦斯发电站前置传感器。其瓦斯输入主管道(1)通过主阻火器(21)与瓦斯发电机组(10)连接，瓦斯抽放泵(18)设置在瓦斯输入主管道(1)中部左端，瓦斯发电机组(10)通过配电电缆(11)、配电柜(12)、输电电缆(13)与电网连接，前置传感器组(17)设置在瓦斯输入主管道(1)上及瓦斯抽放泵(18)左端，气瓶(4)通过低压配气管道(8)与瓦斯输入主管道(1)连接。由于本实用新型设计了前置传感器组和跟随气源，当气源中瓦斯总量低于阈值的紧急情况发生时，前置传感器组会及时将气源中的瓦斯总量补足到机组阈值稍上的合适位置，保证机组不停机。提高了能源利用率、并大幅延长了机组寿命。

Description

煤矿瓦斯发电站前置传感器

技术领域：本实用新型涉及一种可使煤矿瓦斯发电站机组工作在高效运行区域和发生短时性气源不足时保证机组不停机使用的煤矿瓦斯发电站前置传感器。 

背景技术：近年来国家大力发展利用煤矿瓦斯作为燃料的发电技术，将煤矿安全最大的敌人--瓦斯，变为推动发电机运转的能源，不仅创造了巨大地经济效益，也为减少温室效应起到了很大的作用。 

煤矿瓦斯抽采与输送是一个复杂的***工程，其中任何一个环节变动或故障都会造成气源的成分与流量的大幅波动。建大容量的瓦斯储罐是平抑气源波动、提供应急支援的较好方法，但只有浓度在30％以上的高浓度瓦斯，方可建罐储存。而占我国目前抽采总量60％以上的是浓度在25％以下有***危险的低浓度瓦斯(国内的瓦斯发电机组多数针对该范围设计)，不能储存。不能利用时，必须立即对空排放。 

目前用于瓦斯计量的各类传感器(主要是瓦斯传感器)，对被检测量的反应，均存在数秒至数十秒的滞后。由于传感器的滞后效应，只有当气源长时间稳定在某一个值时，空燃比调节器的调节才正确，机组方能工作在最佳状态。但现实中气源大部分时间是无序波动的，由于信息滞后，空燃比调节器的调节多数不及时不到位，致使瓦斯发电机组长时间工作在低效状态状态下。当出现气源中的瓦斯含量低于机组阈值(维持机组不停机所需的最低瓦斯量)的极端情况时，机组将因动力不足而紧急停机。很多机组因此每月停机可达数十次之多。 急停机组的重新启动不同于正常启动，操作繁复、耗时极长、对机组危害极大。由于没有储存环节，这段时间输送到电站的瓦斯只能对空排放。不仅浪费能源、污染环境、频繁启动也使机组故障剧增、寿命大减。 

实用新型内容：本实用新型克服了现有煤矿瓦斯发电站技术中存在的弊端，提供了一种在距配气口恰当距离的前方设置前置传感器组，用数只盛装高纯度压缩(或冷冻)燃气的气瓶组构成小容量的应急气源的应用技术；传感器组前置，使***应对气源的变化有了充裕的“提前量”，根据前置传感器组提供的信息，主控制器可在气源到达配气口与机组之前掌握它的变化规律，可跟随气源的波动及时调节空燃比调节器，使机组始终工作在瓦斯被充分利用的高效状态下。当气源发生低于机组阈值的紧急情况时，控制***会准时启动开闭阀门，以控制可调阀门开度的方式，通过设置在瓦斯输送主管道上的配气口，将应急气源中的高纯度燃气以合适的流量释放到瓦斯输送主管道内，将气源中的瓦斯总量补足到机组阈值稍上的合适位置，保证机组不发生紧急停机的重大故障。主控制器并可通过设置配电柜内的电量传感器组反馈的信息对空燃比调节器调节量、应急气源的释放量等操作进行结果检验与微量修正。气源可靠地恢复到机组阈值稍上位置后，应急气源关闭。气源恢复正常供应后，机组立即进入高效发电状态应用的煤矿瓦斯发电站前置传感器。 

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：其瓦斯输入主管道1通过主阻火器21与瓦斯发电机组10连接，瓦斯抽放泵18设置在瓦斯输入主管道1中部左端，瓦斯发电机组10通过配电电缆11、配电柜12、输电电缆13与电网连接；前置传感器组17设置在瓦斯输入主管道1上及瓦斯抽放泵18左端，且和主控制器15连接，气瓶4通过高压输气管道3和减压与加温装置2连接， 减压与加温装置2通过低压配气管道8及配气口19与瓦斯输入主管道1连接。 

本实用新型的有益效果是：由于设计了前置传感器组和跟随气源，机组能跟随气源的波动，始终工作在瓦斯被充分利用的高效状态下。当气源中瓦斯总量低于阈值的紧急情况发生时，应急气源准时启动，将气源中的瓦斯总量补足到机组阈值稍上的合适位置，保证不发生机组紧急停机事件。气源恢复到正常范围后，机组立即进入高效发电状态，发电量大增。提高了能源利用率、减小了温室效应、保护了环境，减少机组故障与停机时间，并大幅延长了机组寿命。 

附图说明：图1是本实用新型的结构示意图 

具体实施方式：如图1所示，其瓦斯输入主管道1通过主阻火器21与瓦斯发电机组10连接，瓦斯抽放泵18设置在瓦斯输入主管道1中部左端，瓦斯发电机组10通过配电电缆11、配电柜12、输电电缆13与电网连接；前置传感器组17设置在瓦斯输入主管道1上及瓦斯抽放泵18左端，且和主控制器15连接，气瓶4通过高压输气管道3和减压与加温装置2连接，减压与加温装置2通过低压配气管道8及配气口19与瓦斯输入主管道1连接。 

如图1所示，所述的低压配气管道8上分别设置配气传感器组5、可调阀门6、开闭阀门7、配气阻火器20和维修阀门9。 

如图1所示，所述的前置传感器组17、配气传感器组5、电量传感器组14通过主控制器15与可调阀门6、开闭阀门7、空燃比调节器16连接。 

如图1所示，所述的配电柜12设置电量传感器14，且和主控制器15连接。 

如图1所示，所述的瓦斯发电机组10设置空燃比调节器16，且和主控制器15连接。 

如图1所示，所述的当瓦斯抽放泵18到瓦斯发电机组10的管道长度大于 前置传感器组17与配气口19的距离时，前置传感器组17安装到瓦斯抽放泵18右端的瓦斯输入主管道1上。 

本实用新型的工作原理为：根据前置传感器组提供的信息，控制***可在气源到达配气口与机组之前掌握它的变化规律，可跟随气源的波动及时调节空燃比调节器，使机组始终工作在瓦斯被充分利用的高效状态下。当气源发生低于机组阈值的紧急情况时，控制***会及时启动开闭阀门，以控制可调阀门开度的方式，通过设置在瓦斯输送主管道上的配气口，将应急气源中的高纯度燃气以合适的流量释放到瓦斯输送主管道内，及时将气源中的瓦斯总量补足到机组阈值稍上的合适位置，保证机组不停机。气源稳定恢复到机组阈值稍上位置后，应急气源关闭，气源恢复正常供应后，机组立即进入高效发电状态。 

应急气源容量不大，每次工作都是在短时间内将瓦斯总量补足到阈值稍上的位置，在“紧急时刻，卸下了将要压垮骆驼的最后一根稻草”。耗气量很小，它可以在较长的时间段内，对机组提供可靠地应急支援。 

前置传感器组与配气口的距离S应满足： 

$S\≥{\∫}_0^{T}V\left(t\right).\mathrm{dt}$

式中：V(t)--气体流速T--传感器滞后时间。 

Claims (6)

1.一种煤矿瓦斯发电站前置传感器，包括瓦斯输入主管道(1)通过主阻火器(21)与瓦斯发电机组(10)连接，瓦斯抽放泵(18)设置在瓦斯输入主管道(1)中部左端，瓦斯发电机组(10)通过配电电缆(11)、配电柜(12)、输电电缆(13)与电网连接，其特征在于前置传感器组(17)设置在瓦斯输入主管道(1)上及瓦斯抽放泵(18)左端，且和主控制器(15)连接，气瓶(4)通过高压输气管道(3)和减压与加温装置(2)连接，减压与加温装置(2)通过低压配气管道(8)及配气口(19)与瓦斯输入主管道(1)连接。 

2.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯发电站前置传感器，其特征在于所述的低压配气管道(8)上分别设置配气传感器组(5)、可调阀门(6)、开闭阀门(7)、配气阻火器(20)和维修阀门(9)。 

3.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯发电站前置传感器，其特征在于所述的前置传感器组(17)、配气传感器组(5)、电量传感器组(14)通过主控制器(15)与可调阀门(6)、开闭阀门(7)、空燃比调节器(16)连接。 

4.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯发电站前置传感器，其特征在于所述的配电柜(12)设置电量传感器(14)，且和主控制器(15)连接。 

5.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯发电站前置传感器，其特征在于所述的瓦斯发电机组(10)设置空燃比调节器(16)，且和主控制器(15)连接。 

6.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯发电站前置传感器，其特征在于所述的当瓦斯抽放泵(18)到瓦斯发电机组(10)的管道长度大于前置传感器组(17)与配气口(19)的距离时，前置传感器组(17)安装到瓦斯抽放泵(18)右端的瓦斯输入主管道(1)上。 

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