文丘里增压式瓦斯气热值提升系统的制作方法

1.本实用新型涉及矿井瓦斯气输送设备领域技术领域，尤其涉及文丘里增压式瓦斯气热值提升系统。


背景技术：

2.地下矿井开采的煤层气(甲烷含量≥95％)可以加压进入天然气管网长距离输送用气点，作为工业或民用燃气，但贫矿中抽吸出的低压低浓瓦斯气压力(一般只有2-6kpa)和热值(甲烷含量15～25％)很低，且接近爆炸极限，通常作为废气直接对空排放，造成能源浪费，且污染大气环境，随着国家对节能减排，保护环境方面日益重视，同时企业对节能降耗，增收节支方面也日益关注，对于低浓瓦斯气的回收和利用正在大范围兴起，市场非常广阔。
3.作为新兴产业，目前低压低浓瓦斯气利用工艺还不成熟，基本上参照国外方案利用防爆风机加压，然后利用随动流量原理按比例等压掺混，由于流量大，风机加压需要消耗大量电能，极大缩小了项目收益，按照随动流量混气原理，高压煤层气或管道天然气需要大幅减压后才能掺混，从而将高压气体动能损耗掉，造成能源浪费。现在急需一种简单易行，安全可靠的工艺设备，即可最大限度利用资源，又可实现真正的节能降耗。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出文丘里增压式瓦斯气热值提升系统，利用文丘里引射的工艺原理，通过高压高浓煤层气或者管道天然气、低压低浓瓦斯气和混合气压力和热值要求，进行文丘里引射管和超音速喷嘴的精准计算，按用气量规格合理匹配文丘里引射器的流量规格，确保混合后的气体压力和热值稳定均匀，系统中无需耗能部件，没有动设备，工艺简单，成本低廉，工作安全，性能可靠。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.文丘里增压式瓦斯气热值提升系统，其特征在于包括煤层气进气管道、混合气出气管道、防爆压力变送器a、压力表a、防爆温度变送器a、温度计a、文丘里引射管道、防爆甲烷差值仪、防爆压力变送器b、压力表c、防爆温度变送器b、温度计b、文丘里引射管道阀门组，一路所述煤层气进气管道上分别设置有防爆压力变送器a、压力表a、防爆温度变送器a、温度计a，所述煤层气进气管道位于温度计a的右侧连接有入口手动阀门a，所述煤层气进气管道后端和文丘里引射管道连接；所述文丘里引射管道的入口端分别安装有安全放散阀a、手动排空阀a和安全放散阀根阀a，所述文丘里引射管道包括文丘里引射管道本体、手动阀门b、气动紧急切断阀、压力表b、混气室、文丘里管和出口手动阀，所述文丘里引射管道本体上分别安装有手动阀门b、气动紧急切断阀a、压力表b、混气室b、文丘里管和出口手动阀；另一路所述煤层气进气管道分别设置防爆甲烷差值仪、防爆压力变送器b、压力表c、防爆温度变送器b和温度计b；所述煤层气进气管道位于温度计b的右侧连接有入口手动阀门b；所述煤层气进气管道后端和文丘里引射管道阀门组连接，依次为止回阀、气动紧急切断阀b和手
动阀门a，所述文丘里引射管道阀门组的数量为m，m≥3；多个所述文丘里引射管道阀门组汇总与混合气出气管道连接；所述混合气出气管道上依次设有甲烷浓度仪、防爆压力变送器c、压力表d，所述混合气出气管道上还设有安全放散阀b、手动排空阀b和安全放散阀根阀b，所述混合气出气管道后方通过手动阀门c连接到出口管路；
7.进一步地，所述文丘里引射管道的数量为n,n≥3。
8.本实用新型的有益效果为：
9.本实用新型为文丘里增压式瓦斯气热值提升系统，根据文丘里引射器原理，利用高压高浓煤层气的动能和高热值通过文丘里引射装置实现将低压低浓瓦斯气吸入升压并混合均匀，成为压力和热值适宜用气端的混合气，通过后端管网输送给燃气轮机发电，本混气过程中无需能源消耗，没有动设备，安全可靠，完全利用引射气体的动能转化，节能降耗，提高用户项目收益；
10.本实用新型为文丘里增压式瓦斯气热值提升系统，可根据燃气轮机数量和总用气量匹配文丘里引射管的单根流量和总引射量，在不同用气量下，最大限度减少文丘里管的启停频率，提高混合气均匀度和压力的稳定，比常规随动流量混气工艺相比适用能力更强，减少气源波动频率，尤其在小负荷使用工况下，设备掺混更稳定、更均匀、更精确；
11.本实用新型为文丘里增压式瓦斯气热值提升系统，整体设备撬装集成，设备工艺结构比常规随动流量混气简单，安全性能能高，一次性投资低，设备养护与维护成本低，占地面积小。
附图说明
12.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
13.附图中：
14.图1为本实用新型示意图。
15.如图，1-防爆压力变送器a、2-压力表a、3-防爆温度变送器a、4-温度计a、5-入口手动阀门a、6-安全放散阀a、7-手动排空阀a、8-安全放散阀根阀a、9-手动阀门b、10-气动紧急切断阀a、11-压力表b、12-混气室、13-文丘里管、14-出口手动阀、15-甲烷浓度仪、16-防爆压力变送器b、 17-压力表c、18-防爆温度变送器b、19-温度计b、20-入口手动阀门b、 21-止回阀、22-气动紧急切断阀b、23-手动阀门a、24-混合气出气管道、 25-甲烷浓度仪、36-防爆压力变送器c、27-压力表d、28-安全放散阀b、 29-手动排空阀b、30-安全放散阀根阀b、31-手动阀门c。
具体实施方式
16.实施例1
17.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
18.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗
示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
19.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
20.文丘里增压式瓦斯气热值提升系统，其特征在于包括煤层气进气管道、混合气出气管道、防爆压力变送器a1、压力表a2、防爆温度变送器a3、温度计a4、文丘里引射管道、防爆甲烷差值仪、防爆压力变送器b16、压力表c17、防爆温度变送器b18、温度计b19、文丘里引射管道阀门组，一路煤层气进气管道上分别设置有防爆压力变送器a1、压力表a2、防爆温度变送器a3、温度计a4，煤层气进气管道位于温度计a4的右侧连接有入口手动阀门a235，煤层气进气管道后端和文丘里引射管道连接；文丘里引射管道的入口端分别安装有安全放散阀a6、手动排空阀a7和安全放散阀根阀 a8，文丘里引射管道包括文丘里引射管道本体、手动阀门b9、气动紧急切断阀、压力表b11、混气室12、文丘里管13和出口手动阀14，文丘里引射管道本体上分别安装有手动阀门b9、气动紧急切断阀a10、压力表b11、混气室12b、文丘里管13和出口手动阀14；另一路煤层气进气管道分别设置防爆甲烷差值仪、防爆压力变送器b16、压力表c17、防爆温度变送器b18 和温度计b19；煤层气进气管道位于温度计b19的右侧连接有入口手动阀门 b209；煤层气进气管道后端和文丘里引射管道阀门组连接，依次为止回阀 21、气动紧急切断阀b22和手动阀门a23，文丘里引射管道阀门组的数量为 m，m≥3；多个文丘里引射管道阀门组汇总与混合气出气管道24连接；混合气出气管道24上依次设有甲烷浓度仪2515、防爆压力变送器c36、压力表d27，混合气出气管道24上还设有安全放散阀b28、手动排空阀b29和安全放散阀根阀b30，混合气出气管道24后方通过手动阀门c31连接到出口管路；
21.进一步地，文丘里引射管道的数量为n,n≥3。
22.实施例2
23.本技术根据文丘里引射器原理，利用高压高浓煤层气的动能和高热值通过文丘里引射装置实现将低压低浓瓦斯气吸入升压并混合均匀，成为压力和热值适宜用气端的混合气，本设备通过煤层气：瓦斯气≈1:1的混气比，利用高压(0.6mpa以上)高浓(甲烷含量95％以上)煤层气作为引射气源，引射气源从超音速喷嘴喷出后，在混气室12内形成负压，将低压(4kpa) 低浓(甲烷含量约15％)的瓦斯气体吸入混气室12，通过文丘里管13掺混为压力40kpa以上，甲烷含量55％以上均匀混合气体，通过后端管网输送给燃气轮机发电，不同的混气工况喷嘴和文丘里管13尺寸需要重新计算，本混气过程中无需能源消耗，安全可靠；本技术与燃气轮机连接，可根据燃气轮机数量和总用气量匹配文丘里引射管的单根流量和总引射量，本项目现场为一小两大共三台燃气轮机，混合燃气总需求量为15000nm3/h，根据使用工况设计为1根200nm3/h、1根400nm3/h、2根800nm3/h、2根 1400nm3/h、6根2000nm3/h共
计12根不同规格文丘里引射器，其中200nm3/h 和400nm3/h满足点火用气量，一根2000nm3/h备用，其余匹配满足小流量和大流量燃气轮机单独工作或全开时的用气负荷，最大限度减少文丘里管 13的启停频率，提高混合气均匀度和压力的稳定，设备配有plc电气控制柜，随时监控整个混气系统的工作状态，各控制点温度、压力、浓度和燃气泄漏等数值实时显示并与每根文丘里引射器入口气动紧急切断阀联锁，数值达到高限或低限控制系统声光报警，提示操作人员处理，如果设定值超限会连锁切断所有气动紧急切断阀，确保系统工作安全。同时控制系统可根据设定燃气轮机工作模式，根据工作压力数值对应不同工况自动逐根开启和关闭对应文丘里管13，达到最佳匹配效果。整体设备撬装集成，便于运输迁移与现场安装，所有电气元件满足防爆要求，撬体外罩防护箱体，箱门带锁，内部管道中关键部位设置安全放散阀，放散出口管通过管道和阻火器连接到箱体之外，确保整体设备使用安全。
24.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本实用新型提到的各个部件为现有领域常见技术，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。