[发明专利]抽采瓦斯参混乏风瓦斯参与燃煤锅炉燃烧系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种抽采瓦斯参混乏风瓦斯参与燃煤锅炉燃烧系统。

背景技术

在煤炭开采过程中，蕴藏在煤层中的大量瓦斯气体经常会涌入采掘空间。为确保开采安全并治理瓦斯，需要采用矿井通风排除矿井瓦斯。这样，大量的瓦斯将随着矿井通风排向大气，在浪费宝贵的瓦斯能源的同时，也会造成严重的大气污染。

特别是，我国煤炭资源较为丰富，但绝大部分煤田属于高瓦斯煤田，煤层瓦斯透气性较差。按照目前的技术，矿井瓦斯抽采利用率较低。因此，绝大部分瓦斯以矿井通风方式排入到大气中。而相当一部分矿井乏风流中的瓦斯含量在0.5%-0.75%之间，乏风流中含有大量瓦斯。

另外，在矿井中，为治理瓦斯超限，还经常采取瓦斯抽采措施。瓦斯抽采主要包括本煤层预抽、邻近层方式、采空区方式，为解决采煤工作面尤其是综采工作面局部瓦斯超限问题（如回风隅角瓦斯超限），采空区抽采瓦斯因其工程量较小、成本低，解决回风隅角瓦斯超限效果明显，适应矿井综采机械化快速推进的需要而被矿井大量采用。采空区抽采的瓦斯由于瓦斯浓度低（大部分在3%-8%之间），这部分瓦斯很难被利用（一般而言，低浓度瓦斯发电要求瓦斯最佳浓度为9.5%左右，8%以下的瓦斯发电能力将很小，瓦斯浓度低于6%时将不能维持机组运行），一般都是被直接排放到大气中。

而在现实中，由于瓦斯极易燃烧，如能在煤炭燃烧时使瓦斯参与燃烧，将显著改善煤炭燃烧性能，瓦斯燃烧还可以产生大量热量，在节约燃煤的同时，也可以减少向大气排放的瓦斯量。这将产生极大的经济利益。因此，有必要设计一种安全地将矿井抽采瓦斯以及乏风瓦斯参与燃煤锅炉燃烧的系统装置，以实现抽采瓦斯和乏风流中瓦斯参与燃烧发电。

图1即示出现有技术中的矿井乏风流瓦斯参与热电厂燃煤锅炉燃烧的系统。如图1所示，该系统包括乏风流通道、风量调节口、瓦斯防爆系统。乏风流通道一侧连接矿井主要通风机出风口，另一侧连接热电厂引风机入口。风量调节口的位置根据矿井乏风量和燃煤锅炉用风量确定，如乏风量大于热电厂用风量，则风量调节口设在矿井主要通风机出风口附近；如乏风量小于热电厂用风量，则风量调节口设在热电厂引风机入风口附近。在这一系统中，矿井乏风经矿井主要通风机抽出地面后，经地面设置的乏风流通道流入矿井口附近燃煤电厂的引风机，再由引风机送入电厂燃煤锅炉。

上述现有方案的缺陷在于：

1、上述系统采用乏风流参与燃煤锅炉燃烧，而乏风流瓦斯浓度较小，节煤效果不明显。近年来随着国家和煤矿企业对矿井安全的愈加重视，瓦斯防治工作几乎成了煤矿安全生产的头等大事，矿井通风能力不断加强，国家规定矿井总回风瓦斯浓度不超过0.75%，采区回风巷瓦斯浓度不超过1%，而一些较为严格的煤矿企业甚至要求瓦斯浓度更低（例如不超过0.8%），这样，矿井总回风流中瓦斯浓度很难超过0.5%，乏风瓦斯参与燃烧时其浓度仍有提升的空间。

2、抽采的部分瓦斯由于浓度较低而不能被燃气机组应用，导致抽采的大部分瓦斯或全部瓦斯没有办法利用，只能被直接排空。煤矿瓦斯抽采泵站或抽采瓦斯排空系统一般设在矿井回风井口附近，很大一部分从采空区抽采的8%以下的低浓度瓦斯或抽采的采空区瓦斯，由于在多数时间段浓度低于8%而被全部排空。

3、相当多的煤矿坑口电厂为矸石电厂，由于煤质不好，电厂燃煤机组运行较为困难，掺混的精煤比例相当大，而现有的方案对改善锅炉燃烧状况没有实现最大化。

发明内容

本发明提供一种抽采瓦斯参混乏风瓦斯参与燃煤锅炉燃烧系统，旨在最大限度地提高电厂锅炉燃烧时的瓦斯利用率，并提高经济效益和社会效益。

具体而言，本发明提供一种抽采瓦斯参混乏风瓦斯参与燃煤锅炉燃烧系统，其中，矿井回风立井中产生的乏风流在通风机的抽送下沿着乏风流通道进入燃煤电厂附近的引风机，并在引风机的引导下进入锅炉进风通道，抽采瓦斯通道汇入乏风流通道，在抽采瓦斯通道的起始端设置抽采瓦斯泵，抽采瓦斯泵将抽采瓦斯泵送进抽采瓦斯通道，抽采瓦斯沿着抽采瓦斯通道汇入乏风流通道，与乏风流通道中的乏风流混合后通向所述引风机。

优选地，在抽采瓦斯通道与乏风流通道之间的交汇处设置瓦斯扩散装置，用于抽采瓦斯与乏风流混合均匀。

更优选地，所述瓦斯扩散装置采用多排放管口在通道断面均匀布置的方式。

更优选地，在所述瓦斯扩散装置附近设置栅栏。

优选地，在抽采瓦斯通道和/或乏风流通道中设置瓦斯监测探头，以检测瓦斯浓度，并将监测数据上传到监控系统电脑中。