[实用新型]一种乏风模拟及双向逆流控制系统

说明书

技术领域

本实用新型技术涉及到对混合气体浓度、流量控制和气体流向控制的装置，尤其涉及一种乏风模拟和控制试验装置。

背景技术

中国煤炭资源丰富，伴随着煤层气的资源也十分巨大。据统计，在中国煤田埋深300-2000米范围内，煤层气资源总量为30-35万亿立方米，相当于385亿～450亿吨标准煤或265亿～310亿吨石油，与普通天然气总量(30万亿立方米)大致相等。煤层气是一种清洁能源。发展清洁能源可以丰富能源供应种类、增加煤矿安全和利于全球环境保护。

煤矿中采用向矿井鼓风的方法排出矿井中的低浓度的甲烷。这类低浓度的甲烷气体一般浓度较低，浓度一般在1％以下，这类气体叫做乏风(VAM)。2000年全球矿井通风瓦斯(VAM)的总量估计为152亿m³。通过矿井乏风排放的甲烷量约占全世界煤矿排放甲烷的70％(USEPA，2002)。中国占全世界的矿井通风瓦斯(VAM)总量的45％，仅次于中国的是美国(14％)，其余的是独联体(10％)，南非(6％)，波兰(6％)，澳大利亚(3％)等。

大量的乏风排放不仅对能源是极大的浪费，也对环境造成了污染，因此对乏风利用对于我国煤矿方面进行节能减排具有重要意义。目前我国对乏风利用的研究还刚刚起步，缺少相关的成熟实验设备和技术经验，国际上也只有欧美极少数国家的人还在研究这方面的技术，主要涉及燃烧技术，对试验中需要的气体模拟和控制方面少有涉及。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是解决乏风试验模拟技术，提供一种能对乏风气体浓度和流量进行实时控制并对混合气的流向进行变换控制的装置，该装置能够满足乏风试验的需要。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种乏风模拟及双向逆流控制系统，其包括乏风模拟系统和双向逆流控制系统，所述的乏风模拟系统包括用于储存甲烷气体的甲烷钢瓶、用于控制和监测甲烷流量的质量流量计、用于输送空气的罗茨风机、用于控制和监测空气流量的涡轮流量计、用于甲烷气体和空气混合和稳压的混合器和控制装置；甲烷钢瓶出口连接质量流量计，质量流量计出口连接混合器；罗茨风机出口连接涡轮流量计，涡轮流量计出口连接混合器；上述的质量流量计、罗茨风机、涡轮流量计分别与控制装置连接；双向逆流控制系统包括控制阀组和控制装置，混合器出来的模拟乏风通过控制阀组与乏风试验装置连接，控制装置与控制阀组连接，用于控制阀组的开关，进而控制气体进入乏风试验装置的流向变化。

优选地，上述的乏风模拟及双向逆流控制系统，所述的混合器包括文丘里管、旋流混合器、缓冲罐，甲烷和空气两种气体在文丘里管和旋流混合器进行充分混合，在缓冲罐内稳压。

优选地，上述的乏风模拟及双向逆流控制系统，所述的控制阀组由四个气动蝶阀和相应管路组成，从混合器出来的气体分成两个支路，在每个支路上连接一个气动蝶阀，气动蝶阀后的管路再分成两路，一路与乏风试验装置相连，另一路通过一个气动蝶阀连通排气口。

优选地，上述的乏风模拟及双向逆流控制系统，所述的控制装置采用PLC控制装置，包括PLC控制模块和人机界面。

优选地，上述的乏风模拟及双向逆流控制系统，在混合器出口管路上还连接有一个甲烷仪。

优选地，上述的乏风模拟及双向逆流控制系统，在所述的混合器上还连接有一个水封装置。

本实用新型的有益效果是：

采用本实用新型设备解决了模拟乏风气体浓度在1％-0.1％，气体流量在100m³/h以下的情况进行乏风试验的需要，可满足在试验中气体流量，浓度，流向周期的不同要求，建立不同工况，以验证在不同工况下的乏风试验结果，提高试验效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型的结构原理图。

其中：

1-甲烷钢瓶；2-质量流量计；3-罗茨风机；4-涡轮流量计；5-水封；6-控制装置；7-气动蝶阀；8-气动蝶阀；9-乏风试验装置；10-甲烷仪；11-混合器。

具体实施方式

如图所示是本实用新型的一个实施例，其包括乏风模拟和双向逆流控制两个子系统，乏风模拟系统由甲烷钢瓶1、质量流量计2、罗茨风机3、涡轮流量计4、混合器11和控制装置6组成，控制装置6采用PLC控制装置，包括PLC控制模块和人机界面。