一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統

《一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統》是中國礦業大學於2013年5月24日申請的發明專利，該專利的申請號為2013102021027，公布號為CN103291351A，授權公布日為2013年9月11日，發明人是林柏泉、李慶釗。

《一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統》屬於瓦斯生產能源系統。該系統的瓦斯抽采泵站、儲氣罐、水封阻火器、絲網過濾器、第一管道阻火器、濕式放散閥和旋風脫水器順序連線；旋風脫水器的出口分為兩路，其中一路依次連線第二管道阻火器、比例混合器、燃氣動力機、餘熱鍋爐、餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組；另一路連線燃氣型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組；第一發電機與燃氣動力機連線，儲水箱的出口連線有加壓泵；第二發電機與蒸汽輪機連線，由蒸汽動力機驅動進行發電；餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組、燃氣型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組的冷熱水匯集混合後經供能管路輸送。實現了煤礦瓦斯的清潔生產、利用和煤礦區的經濟發展。

2016年12月7日，《一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統》獲得第十八屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統
• 公布號：CN103291351A
• 授權日：2013年9月11日
• 申請號：2013102021027
• 申請日：2013年5月24日
• 申請人：中國礦業大學
• 地址：江蘇省徐州市大學路1號中國礦業大學科研院
• 發明人：林柏泉、李慶釗
• Int.Cl.：E21F7/00(2006.01)I、F23J15/06(2006.01)I、F25B27/02(2006.01)I
• 代理機構：南京瑞弘專利商標事務所（普通合夥）
• 代理人：楊曉玲
• 類別：發明專利

專利背景

瓦斯是煤的伴生產物，是一種寶貴的不可再生的能源。對於煤礦的安全生產來講，瓦斯的存在也是煤礦事故頻發的災害之源。隨著煤炭開採深度的增加，煤層瓦斯含量顯著增大，實現煤與瓦斯的共采是深部煤炭及瓦斯資源開採的必然途徑。加強瓦斯的抽采對於提升煤礦安全高效的生產水平、減少溫室氣體排放具有十分重要意義。

分散式能源系統是一種新型的能源系統，與常規能源系統相比，具有安全可靠、能源轉換效率高、環境友好等優點，因此分散式能源系統的套用前景最為明朗，最具實用性和發展活力。然而由於抽採煤礦瓦斯濃度波動的特點，截至2013年5月尚無專門針對煤礦區抽采瓦斯特點而構建的礦區分散式的煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產的能源系統。

發明內容

專利目的

《一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統》的目的是要提供一種安全高效的礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統。

技術方案

《一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統》包括：瓦斯抽采泵站、儲氣罐、水封阻火器、絲網過濾器、第一管道阻火器、濕式放散閥、旋風脫水器、第二管道阻火器、比例混合器、燃氣動力機、第一發電機、餘熱鍋爐、蒸汽動力機、第二發電機、冷凝器、儲水箱、加壓泵、餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組和燃氣型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組；瓦斯抽采泵站、儲氣罐、水封阻火器、絲網過濾器、第一管道阻火器、濕式放散閥和旋風脫水器順序連線；所述的旋風脫水器的出口分為兩路，其中一路依次連線第二管道阻火器、比例混合器、燃氣動力機、餘熱鍋爐、餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組；旋風脫水器出口的另一路連線燃氣型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組；所述的第一發電機與燃氣動力機連線，由燃氣動力機進行驅動發電；所述的儲水箱的出口連線有加壓泵，工質水經加壓泵加壓後進入餘熱鍋爐，餘熱鍋爐產生的高壓蒸汽推動蒸汽輪機，隨後高壓蒸汽經冷凝器冷凝後回到儲水箱，有冷卻水對冷凝器進行冷卻；所述的第二發電機與蒸汽輪機連線，由蒸汽動力機驅動進行發電；所述餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組、燃氣型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組的冷熱水匯集混合後經供能管路輸送至用戶。

所述的水封阻火器、絲網過濾器、第一管道阻火器、濕式放散閥的管路段，有與該管路段完全相同配置的並聯分支管路。

所述的燃氣動力機為微型燃氣輪機或為內燃式燃氣機。

所述的蒸汽動力機為蒸汽輪機或為蒸汽式螺桿膨脹機。

有益效果

由於《一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統》採用了上述方案，煤礦抽采瓦斯經過水封阻火器、絲網過濾器、第一管道阻火器、濕式放散閥的多重保護，極大的提高了瓦斯輸送系統的安全性；抽采瓦斯首先在燃氣動力機內做功，燃燒產生的高溫煙氣再依次進入餘熱鍋爐、餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組進行能量交換，實現了能量的梯級利用，提高了能源系統的利用效率。實現煤礦抽采瓦斯合理、有效的資源化綜合利用，特別是在煤礦區基於抽采瓦斯而構建礦區分散式熱電冷多聯產的能源系統，對於加強煤礦瓦斯抽采利用、提供煤礦生產的安全性和溫室氣體的減排則具有重要的實際意義。

優點：可滿足熱電冷多聯產的礦區分散式瓦斯能源系統，適用於煤礦抽采瓦斯濃度≥8%的資源化利用；特別針對了煤礦抽采瓦斯的濃度特點，可滿足在煤礦區構建分散式抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統的安全可靠要求，同時實現了餘熱的梯級利用，具有較高的能源利用效率。在減少溫室氣體瓦斯甲烷排放的同時獲取煤礦瓦斯的清潔能源轉換，實現煤礦瓦斯的清潔生產、利用和煤礦區的循環經濟發展。

附圖說明

圖1為《一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統》的一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統的結構圖。

圖中，1、瓦斯抽采泵站；2、儲氣罐；3、水封阻火器；4、絲網過濾器；5、第一管道阻火器；6、濕式放散閥；7、旋風脫水器；8、第二管道阻火器；9、比例混合器；10、燃氣動力機；11、第一發電機；12、餘熱鍋爐；13、蒸汽輪機；14、第二發電機；15、冷凝器；16、儲水箱；17、加壓泵；18、餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組；19、燃氣型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組。

技術領域

《一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統》涉及一種瓦斯生產能源系統，特別是一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統。

權利要求

1.《一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統》特徵是：該多聯產能源系統包括：瓦斯抽采泵站、儲氣罐、水封阻火器、絲網過濾器、第一管道阻火器、濕式放散閥、旋風脫水器、第二管道阻火器、比例混合器、燃氣動力機、第一發電機、餘熱鍋爐、蒸汽動力機、第二發電機、冷凝器、儲水箱、加壓泵、餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組和燃氣型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組；瓦斯抽采泵站、儲氣罐、水封阻火器、絲網過濾器、第一管道阻火器、濕式放散閥和旋風脫水器順序連線；所述的旋風脫水器的出口分為兩路，其中一路依次連線第二管道阻火器、比例混合器、燃氣動力機、餘熱鍋爐、餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組；旋風脫水器出口的另一路連線燃氣型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組；所述的第一發電機與燃氣動力機連線，由燃氣動力機進行驅動發電；所述的儲水箱的出口連線有加壓泵，工質水經加壓泵加壓後進入餘熱鍋爐，餘熱鍋爐產生的高壓蒸汽推動蒸汽輪機，隨後高壓蒸汽經冷凝器冷凝後回到儲水箱，有冷卻水對冷凝器進行冷卻；所述的第二發電機與蒸汽輪機連線，由蒸汽動力機驅動進行發電；所述餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組、燃氣型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組的冷熱水匯集混合後經供能管路輸送至用戶。

2.根據權利要求1所述的一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統，其特徵是：所述的水封阻火器、絲網過濾器、第一管道阻火器、濕式放散閥的管路段，有與該管路段完全相同配置的並聯分支管路。

3.根據權利要求1所述的一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統，其特徵是：所述的燃氣動力機為微型燃氣輪機或為內燃式燃氣機。

4.根據權利要求1所述的一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統，其特徵是：所述的蒸汽動力機為蒸汽輪機或為蒸汽式螺桿膨脹機。

實施方式

• 實施例1

該多聯產能源系統包括：瓦斯抽采泵站1、儲氣罐2、水封阻火器3、絲網過濾器4、第一管道阻火器5、濕式放散閥6、旋風脫水器7、第二管道阻火器8、比例混合器9、燃氣動力機10、第一發電機11、餘熱鍋爐12、蒸汽動力機13、第二發電機14、冷凝器15、儲水箱16、加壓泵17、餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組18和燃氣型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組19；瓦斯抽采泵站1、儲氣罐2、水封阻火器3、絲網過濾器4、第一管道阻火器5、濕式放散閥6和旋風脫水器7順序連線；所述的旋風脫水器7的出口分為兩路，其中一路依次連線第二管道阻火器8、比例混合器9、燃氣動力機10、餘熱鍋爐12、餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組18；旋風脫水器7出口的另一路連線燃氣型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組19；所述的第一發電機11與燃氣動力機10連線，由燃氣動力機10進行驅動發電；所述的儲水箱16的出口連線有加壓泵17，工質水經加壓泵17加壓後進入餘熱鍋爐12，餘熱鍋爐12產生的高壓蒸汽推動蒸汽輪機13，隨後高壓蒸汽經冷凝器15冷凝後回到儲水箱16，有冷卻水對冷凝器15進行冷卻；所述的第二發電機14與蒸汽輪機13連線，由蒸汽動力機驅動進行發電；所述餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組18、燃氣型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組19的冷熱水匯集混合後經供能管路輸送至用戶。

所述的水封阻火器3、絲網過濾器4、第一管道阻火器5、濕式放散閥6的管路段，有與該管路段完全相同配置的並聯分支管路。

所述的燃氣動力機10為微型燃氣輪機或為內燃式燃氣機。

所述的蒸汽動力機13為蒸汽輪機或為蒸汽式螺桿膨脹機。

所述的旋風脫水器7的出口分為兩路，其中一路依次連線第二管道阻火器8、比例混合器9、燃氣動力機10、餘熱鍋爐12、餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組18；旋風脫水器7出口的另一路連線燃氣型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組19；所述的第一發電機11是由燃氣動力機10進行驅動發電；所述的儲水箱16的出口連線有加壓泵17，工質水經加壓泵17加壓後進入餘熱鍋爐12，產生的高壓蒸汽進入蒸汽輪機13做功，隨後經冷凝器15冷凝後回到儲水箱16；所述的第二發電機14是由蒸汽動力機驅動進行發電；所述餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組18、燃氣型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組19的冷熱水匯集混合後經供能管路輸送至用戶。

礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統，適用的抽采瓦斯濃度需大於或等於8%。所述的一種分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統在包含水封阻火器3、絲網過濾器4、第一管道阻火器5、濕式放散閥6的管路段，設有與該管路段完全相同配置的並聯分支管路。所述的燃氣動力機10為微型燃氣輪機或為內燃式燃氣機。所述的蒸汽動力機13為蒸汽輪機或為蒸汽式螺桿膨脹機。

煤礦抽采瓦斯經過水封阻火器3、絲網過濾器4、第一管道阻火器5、濕式放散閥6的多重保護，極大的提高了瓦斯輸送系統的安全性；抽采瓦斯首先在燃氣動力機10內做功，燃燒產生的高溫煙氣再依次進入餘熱鍋爐12、餘熱型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組18進行能量交換，實現了能量的梯級利用，提高了能源系統的利用效率。

榮譽表彰

2016年12月7日，《一種礦區分散式煤礦抽采瓦斯熱電冷多聯產能源系統》獲得第十八屆中國專利優秀獎。