專利名稱：煤礦瓦斯發電站前置傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可使煤礦瓦斯發電站機組工作在高效運行區域和發生短時性氣源不足時保證機組不停機使用的煤礦瓦斯發電站前置傳感器。
背景技術：
近年來國家大力發展利用煤礦瓦斯作為燃料的發電技術，將煤礦安全最大的敵人一瓦斯，變為推動發電機運轉的能源，不僅創造了巨大地經濟效益，也為減少溫室效應起到了很大的作用。 煤礦瓦斯抽采與輸送是一個復雜的系統工程，其中任何一個環節變動或故障都會造成氣源的成分與流量的大幅波動。建大容量的瓦斯儲罐是平抑氣源波動、提供應急支援的較好方法，但只有濃度在30%以上的高濃度瓦斯，方可建罐儲存。而占我國目前抽采總量60%以上的是濃度在25%以下有爆炸危險的低濃度瓦斯(國內的瓦斯發電機組多數針對該范圍設計)，不能儲存。不能利用時，必須立即對空排放。目前用于瓦斯計量的各類傳感器(主要是瓦斯傳感器)，對被檢測量的反應，均存在數秒至數十秒的滯后。由于傳感器的滯后效應，只有當氣源長時間穩定在某一個值時，空燃比調節器的調節才正確，機組方能工作在最佳狀態。但現實中氣源大部分時間是無序波動的，由于信息滯后，空燃比調節器的調節多數不及時不到位，致使瓦斯發電機組長時間工作在低效狀態狀態下。當出現氣源中的瓦斯含量低于機組閾值(維持機組不停機所需的最低瓦斯量)的極端情況時，機組將因動力不足而緊急停機。很多機組因此每月停機可達數十次之多。急停機組的重新啟動不同于正常啟動，操作繁復、耗時極長、對機組危害極大。由于沒有儲存環節，這段時間輸送到電站的瓦斯只能對空排放。不僅浪費能源、污染環境、頻繁啟動也使機組故障劇增、壽命大減。實用新型內容本實用新型克服了現有煤礦瓦斯發電站技術中存在的弊端，提供了一種在距配氣口恰當距離的前方設置前置傳感器組，用數只盛裝高純度壓縮(或冷凍)燃氣的氣瓶組構成小容量的應急氣源的應用技術；傳感器組前置，使系統應對氣源的變化有了充裕的“提前量”，根據前置傳感器組提供的信息，主控制器可在氣源到達配氣口與機組之前掌握它的變化規律，可跟隨氣源的波動及時調節空燃比調節器，使機組始終工作在瓦斯被充分利用的高效狀態下。當氣源發生低于機組閾值的緊急情況時，控制系統會準時啟動開閉閥門，以控制可調閥門開度的方式，通過設置在瓦斯輸送主管道上的配氣口，將應急氣源中的高純度燃氣以合適的流量釋放到瓦斯輸送主管道內，將氣源中的瓦斯總量補足到機組閾值稍上的合適位置，保證機組不發生緊急停機的重大故障。主控制器并可通過設置配電柜內的電量傳感器組反饋的信息對空燃比調節器調節量、應急氣源的釋放量等操作進行結果檢驗與微量修正。氣源可靠地恢復到機組閾值稍上位置后，應急氣源關閉。氣源恢復正常供應后，機組立即進入高效發電狀態應用的煤礦瓦斯發電站前置傳感器。本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是其瓦斯輸入主管道I通過主阻火器21與瓦斯發電機組10連接，瓦斯抽放泵18設置在瓦斯輸入主管道I中部左端，瓦斯發電機組10通過配電電纜11、配電柜12、輸電電纜13與電網連接；前置傳感器組17設置在瓦斯輸入主管道I上及瓦斯抽放泵18左端，且和主控制器15連接，氣瓶4通過高壓輸氣管道3和減壓與加溫裝置2連接，減壓與加溫裝置2通過低壓配氣管道8及配氣口 19與瓦斯輸入主管道I連接。本實用新型的有益效果是由于設計了前置傳感器組和跟隨氣源，機組能跟隨氣源的波動，始終工作在瓦斯被充分利用的高效狀態下。當氣源中瓦斯總量低于閾值的緊急情況發生時，應急氣源準時啟動，將氣源中的瓦斯總量補足到機組閾值稍上的合適位置，保證不發生機組緊急停機事件。氣源恢復到正常范圍后，機組立即進入高效發電狀態，發電量大增。提高了能源利用率、減小了溫室效應、保護了環境，減少機組故障與停機時間，并大幅延長了機組壽命。
圖I是本實用新型的結構示意圖具體實施方式
如圖I所示，其瓦斯輸入主管道I通過主阻火器21與瓦斯發電機組10連接，瓦斯抽放泵18設置在瓦斯輸入主管道I中部左端，瓦斯發電機組10通過配電電纜11、配電柜12、輸電電纜13與電網連接；前置傳感器組17設置在瓦斯輸入主管道I上及瓦斯抽放泵18左端，且和主控制器15連接，氣瓶4通過高壓輸氣管道3和減壓與加溫裝·置2連接，減壓與加溫裝置2通過低壓配氣管道8及配氣口 19與瓦斯輸入主管道I連接。如圖I所示，所述的低壓配氣管道8上分別設置配氣傳感器組5、可調閥門6、開閉閥門7、配氣阻火器20和維修閥門9。如圖I所示，所述的前置傳感器組17、配氣傳感器組5、電量傳感器組14通過主控制器15與可調閥門6、開閉閥門7、空燃比調節器16連接。如圖I所示，所述的配電柜12設置電量傳感器14，且和主控制器15連接。如圖I所示，所述的瓦斯發電機組10設置空燃比調節器16，且和主控制器15連接。如圖I所示，所述的當瓦斯抽放泵18到瓦斯發電機組10的管道長度大于前置傳感器組17與配氣口 19的距離時，前置傳感器組17安裝到瓦斯抽放泵18右端的瓦斯輸入主管道I上。本實用新型的工作原理為根據前置傳感器組提供的信息，控制系統可在氣源到達配氣口與機組之前掌握它的變化規律，可跟隨氣源的波動及時調節空燃比調節器，使機組始終工作在瓦斯被充分利用的高效狀態下。當氣源發生低于機組閾值的緊急情況時，控制系統會及時啟動開閉閥門，以控制可調閥門開度的方式，通過設置在瓦斯輸送主管道上的配氣口，將應急氣源中的高純度燃氣以合適的流量釋放到瓦斯輸送主管道內，及時將氣源中的瓦斯總量補足到機組閾值稍上的合適位置，保證機組不停機。氣源穩定恢復到機組閾值稍上位置后，應急氣源關閉，氣源恢復正常供應后，機組立即進入高效發電狀態。應急氣源容量不大，每次工作都是在短時間內將瓦斯總量補足到閾值稍上的位置，在“緊急時刻，卸下了將要壓垮駱駝的最后一根稻草”。耗氣量很小，它可以在較長的時間段內，對機組提供可靠地應急支援。前置傳感器組與配氣口的距離S應滿足S>lY(t).dt式中V(t)--氣體流速T--傳感器滯后時間。
權利要求1.一種煤礦瓦斯發電站前置傳感器，包括瓦斯輸入主管道(I)通過主阻火器(21)與瓦斯發電機組(10)連接，瓦斯抽放泵(18)設置在瓦斯輸入主管道(I)中部左端，瓦斯發電機組(10)通過配電電纜(11)、配電柜(12)、輸電電纜(13)與電網連接，其特征在于前置傳感器組(17)設置在瓦斯輸入主管道(I)上及瓦斯抽放泵(18)左端，且和主控制器(15)連接，氣瓶(4)通過高壓輸氣管道(3)和減壓與加溫裝置(2)連接，減壓與加溫裝置(2)通過低壓配氣管道(8)及配氣口(19)與瓦斯輸入主管道(I)連接。
2.根據權利要求I所述的煤礦瓦斯發電站前置傳感器，其特征在于所述的低壓配氣管道(8)上分別設置配氣傳感器組(5)、可調閥門(6)、開閉閥門(7)、配氣阻火器(20)和維修閥門(9)。
3.根據權利要求I所述的煤礦瓦斯發電站前置傳感器，其特征在于所述的前置傳感器組(17)、配氣傳感器組(5)、電量傳感器組(14)通過主控制器(15)與可調閥門(6)、開閉閥門(7)、空燃比調節器(16)連接。
4.根據權利要求I所述的煤礦瓦斯發電站前置傳感器，其特征在于所述的配電柜(12)設置電量傳感器(14)，且和主控制器(15)連接。
5.根據權利要求I所述的煤礦瓦斯發電站前置傳感器，其特征在于所述的瓦斯發電機組(10)設置空燃比調節器(16)，且和主控制器(15)連接。
6.根據權利要求I所述的煤礦瓦斯發電站前置傳感器，其特征在于所述的當瓦斯抽放泵(18)到瓦斯發電機組(10)的管道長度大于前置傳感器組(17)與配氣口(19)的距離時，前置傳感器組(17)安裝到瓦斯抽放泵(18)右端的瓦斯輸入主管道(I)上。
專利摘要本實用新型公開了一種煤礦瓦斯發電站前置傳感器。其瓦斯輸入主管道(1)通過主阻火器(21)與瓦斯發電機組(10)連接，瓦斯抽放泵(18)設置在瓦斯輸入主管道(1)中部左端，瓦斯發電機組(10)通過配電電纜(11)、配電柜(12)、輸電電纜(13)與電網連接，前置傳感器組(17)設置在瓦斯輸入主管道(1)上及瓦斯抽放泵(18)左端，氣瓶(4)通過低壓配氣管道(8)與瓦斯輸入主管道(1)連接。由于本實用新型設計了前置傳感器組和跟隨氣源，當氣源中瓦斯總量低于閾值的緊急情況發生時，前置傳感器組會及時將氣源中的瓦斯總量補足到機組閾值稍上的合適位置，保證機組不停機。提高了能源利用率、并大幅延長了機組壽命。
文檔編號F02D19/02GK202732154SQ201220321230
公開日2013年2月13日 申請日期2012年6月22日 優先權日2012年6月22日
發明者胡瑋琳, 胡文翰 申請人:胡瑋琳