Дегазационная установка Советский патент 1980 года по МПК E21F7/00 

(Б ) ДЕГАЗАЦИОННАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к угольной промышленности,а именно к области полезного использования шахтного метана. Известна дегазационная установка, состоящая из всасывающего газопровода, вакуум-насоса, водоотделителя, электрозадвижёк, каплеуловителя,нагнетательного газопровода,сигнализатора падения давления, клапана избыточного давления клапана отсекателя, газоанализаторов, блока управления системой защиты, трубопроводов подачи метано-воздушной смеси потребителю 1 . Известная дегазационная установка осуществляет подачу метано-воздушной смеси потребителям(котельным) только в том случае, есЛи содержание метана в каптированной из шахты газово смеси более 30%. Кроме того, установка лишена устройств, которые могли бы обеспечить постоянство состава газовой смеси, . подаваемой потребителю. Это снижает эффективность использования газового топлива и безопасность(горение прЬисходит либо с большим избытком 8ОЗдуха, либо с его недостатком, воз- . можно погасание пламени горелки). Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является установка, включающая вакуум-насос, 9Ппаратуру сушки газа, устройства контроля за содержанием метана в газовой смеси и давлением со смесителем, устройства защиты от аварийных режимов, трубопроводы подачи потребители газовой смеси и каптированного газа и системы регулирования концентрации метана с газоанализаторомр . Известная дегазационная установка обеспечивает заданный состав газовой смеси, под-.ваемой потребителю, только при постоянном составе каптированного газа, так как стабилизация в ней основана на поддержании заданного соотношения расхода каптированного и природного газа(воздуха). При наличии резких изменений состава каптированного газа возникают изменения состава и на выходе стабилизирующей станции, так как изменения состава каптированной смеси могут происходить при неизмененном ее расходе. Эта установка рассчитана на то, что каптированная смесь предварительно стабилизирована

по: составу, например путем смещения метано-воздушной смеси, поступающей

нескольких шахт..

Такую установку экономически невыгЬдио применять в тех случаях, когда

еЬЙёржайие метана в каптированном газе невелико(менее 30%), .а повышение концентрации с помощью природного газа до 60-70% приводит к образованию избытка;топлива.

На большинстве угольных шахт СССР, где ведутся дегазационные работа, каптируются метс но-воздушные смеси с содержанием метана ниже 30%, которые не используются, а выбрасываются в атмосферу, загрязняя её. . Кроме того, в СССР получили широкое распространение такие схемы установок, когда газ от вакуум-насосной станции дегазационной установки по 1Й§тВ1ГШЮВ Йа:1ШШс Ж «8 ШШ Уй. Цель изобретения - обеспечение стабилизации газового состава на вы-i ходе установки и безопасности ее эксплуатации. .

Указанная цель достигается тем, что дегазационная установка снабжена дйумя демпфирунвдими емкостями, одна из которых установлена в линии подачй каптированного газа, перед смесите JieSi; Другая - после смесителя в линии подачи потребителю газовой сме.си, газоанализатор системы регулирования концентрации метана установлен после смесителя перед емкостью.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемой дегазационной уе айовки.

Установка содержит вакуум-насос 1, подсоединяемый с одной стороны, к высасывающему газопроводу 2, а с другой - к нагнетательному газопроводу 3, влагоотделитель 4, расположенный в нагнетательном газопроводе после вакуум-насоса, регуЛятор давления 5, . установленный в линии 6, связывающей нагнетательный газопровод 3 со свечой 7, регулируемую задвижку(клапан) 8 на свече, управляемую задвижку (клапан) 9 в нагнетательном газопроводе 3 перед стабилизирукидей (газоподготрвительной) станцией/трубопровод 10 для подачи стабилизированной смеси потребителю, клапан-отсекатель 11 в трубопроводе 10, блок а управления системой защиты, га:зоанализатор 13 и сигнализатор 14 давления, присоединяемые к т)убопроводу 10 и передаквдие информацию в блок j управления системой защиты, стаезйли-. аГЙ15уШшо станций, состоящук из ряда элементов: входноготрубопровода 15 ме«ано-воэдушнЬй смеси ,сЬШйн%ННо го с газопроводом 3 после управляемой задвижки (клапана) .9 j клапана-отсека-; теля 16 и демпфирукядей емкости 17 в трубопроводе 15 перед смесителем 18, входного трубопровода 19 природного газа, клапана-отсекателя 20, регуля767363

тора 21 давления,регулируемой задйижки(клапана) 22 в трубопроводе 19 перед, смесителем газоанализатора .23, присоединенного к выходному трубопроводу 24 после смейителя, регулятора концентрации 25, воспринимающего информацию от газоанализато1 а 23 и управляющего задвижкой (клапаном) 22, демпфирующей емкбсти 26 в выходном трубопроводе 24 после смесителя.,

Установка работает следующим образом.

Вакуум-насос 1 по газопроводу 2 отсасывает метано-воздушную смесь из шахты и подает ее в нагнетательный газопровод 3,где во влйгоотделителе 4 происходит влагоотделение и осушенный газ через открытую управляемую задвижку (клапан) 9 направляется на стабилизирующую (газоподготовительную) станцию, в которой по трубопроводу 15 через открытый клапан-отсекатель 16 и демпфирующую емкость 26 каптированная метано-воздушная смесь поступает в смеситель 18, где происходит смешение сприродным;газом, поступающим по трубопроводу 19 через открытый клапан-отсекатель 20, регулятор 21 давления и регулируемую Зс1движку( клапан) 22. После смесителя газовая смесь по трубопроводу 24 направляется в демпфирующую емкость 26 и далее по трубопроводу 10 через открытый клапан-отсекатель 11 к потребителю..

Давление в нагнетательном газопроводе 3 и трубопроводе 10 поддерживавется в заданных пределах с помощью регулятора 5 давления путем изменения расхода каптированного газа по трубопроводу 6.в свечу 7.

Концентрация метана в газовой смеси в трубопроводе 10 поддёрживается в заданных пределах с помощью газоанализатора 23, регулятора 25 концентрации и регулирующей задвижки(клапана) 22, которые соответствующим образом (пропорционально отклонению фактической концентраций мётана после смесителя от заданного) изменяет подачу природного газа в смеситель 18.

В рёалБнЁк условиях процесс регулирования соп ровождается затухающимй колебаниями регулируемой величины. Эти колебания гасятся в демпфирующей емкости 26, что исключает понижение

содержания метана -до 30% в метановоздушной смеси, подаваемой потребителю и срабатывание блока 12 управле Нин системы защиты, который получает сигнал от газоанализатора 13, несмотря на кратковременное понижение метана ниже 30% в- газовой смеси после смесителя- 18 перед демпфирующей емкостью 26. Тем самым повышается надежность газоснабжения и уменьшаются..

убытки, связанные с прекращением по дачи газа потребителю. Наличие демпфирующей eMKoctH в л нии подачи каптированного газа в см ситель замедляет процесс изменения содержания метана в каптированном га зе непосредственно перед смесителем поэтому на выходе смесителя, .имеющего малый.объем и являющегося практически безинерционным 31зеном, процесс изменения содержания мётана также замедляется. Это позволяет регулятору концентрации метана осуществлять своевременнь1й контроль за составом газовой смеси на,выходе смесителя и откорректировать подачу природного газа в смеситель. Вторая емкость,расположенная после смесителя в Линии подачи метано-воздушной смеси потребителю (котельной) , -уменьшает величину возможных колебаний содержания метана в газовой смеси, Ьозникающих в процессе регулирования, предотвращая срабатывание системы защиты и прекращение подачи газа потребителю при кратковременном отклонен|1и концентрации метана в газовой смеси на выходе смесителя ниже 30%, допустимого предела по условию безопасности Темсамым повышается надежность газоснабжения и уменьшаются убытки, связанные с прекргицением подачи топпива потребителю. Формула изобретения Дегазационная установка, включающай вакуум-насосы, аппаратуру осушки гАэа, устройства контроля за содержанием метана в газовой смеси и давлением со смесителем, устройства защиты от аварийных режимов, трубопроводы -й Ьд1ачи газовой смеси и каптированного газа и системы регулирования концентрации мётана с газоанализатором, отличающаяся TRM, что,с целью обеспечения стабилизации газового состава на выходе установки и безопасных условий ее эксплуатации, она снабжена двумя демпфирующими емкостями, одна из которых установлена в линии подачи каптированного газа перед смесителем, другая - после смесителя в линии подачи потребителю газовой смеси, газоанализатор системы регулирования концентрации метана .о установлен непосредственно после смесителя перед ёмкостью. Источники информации, принятые во вйимание при экспертизе 1. Руководство по дегазации угольых шахт.М,,Недра,. 1975, с. 166. 2.. Айрунид. Г./и др. Использоваие каптированного метана на угольых шахтах за рубежом. М.,ЦНИЭИуголь, 970, с, 15-30(прототип). .,