一种煤矿瓦斯发电站富余瓦斯自动放散方法

摘要

本发明公开了一种煤矿瓦斯发电站富余瓦斯自动放散方法，其自动放散控制方法为：采用富余瓦斯自动放散控制装置，面对波动的抽采总量，以可控制的放散量，使电站的瓦斯供给量等于电站的需求量。本发明由于采用自动放散控制，使瓦斯发电站的供给量就是电站的需求量，稳定、足量的气源供给，既保证了电站和瓦斯发电机组安全、平稳、高效运行，也大大减少了碳排放，节约了能源，减少了环境污染。

说明书

技术领域：本发明涉及一种煤矿瓦斯发电站富余瓦斯的自动放散方法。

背景技术：近年来，在国家的大力推广下，煤矿瓦斯发电事业得到巨大的 发展。瓦斯发电机组不仅将煤矿的最大危害“瓦斯”变废为宝，也大大减少了 温室效应为CO₂的21倍的CH₄的排放。瓦斯抽采是一个复杂的系统工程，系统中 任何一个环节变动，都会影响抽采效果，故矿井的瓦斯抽采总量一般总是处于 波动状态中。但任何发动机都只有在连续、稳定的燃料供应下才能保持高效、 稳定地将功率输出。因此，瓦斯发电站中机组的数量与额定功率是以气源中所 含瓦斯的稳定部分为依据配备，富余的瓦斯对空放散或用于提纯等其它用途。

目前，我国瓦斯发电站的放散阀门基本都为手工控制，且远离控制室，面 对频繁波动的气源，电站工作人员疲于奔命，基本上都是根据当时的情况将阀 门调整好一个放散位置后，就不再变动；导致总量增大即相对于阀门调整时时， 因放散量不够，机组飞车或超负载；总量减小时，因放散依旧，机组功率大幅 下降。

发明内容：本发明克服现有技术弊端，提供一种气源波动时，保证瓦斯发 电站气源稳定、足量供给使用的一种煤矿瓦斯发电站富余瓦斯的自动放散方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：其采用富余瓦斯自动放散控 制装置，面对波动的抽采总量，变动、控制放散量，使电站的瓦斯供给量等于 电站的瓦斯需求量；即

W-U＝V＝X   (1)

W、U、V、X分别表示总量、放散量、电站供给量、电站需求量；

X＝∑Vi   (2)

Vi机组i需求量。

即控制器1根据总流量传感器5、瓦斯浓度传感器2给出的数据，计算出抽 采总量，再根据电站的需求，计算出放散量，尔后，发出调节指令给放散调节 阀12、阻力调节阀14，放散调节阀12、阻力调节阀14根据控制器1的指令调 节开度，使实际放散量等于计算放散量，则电站供给量等于电站需求量；

机组的燃料是气源中的瓦斯，即瓦斯的纯量，因此，总量、电站需求量、 电站供给量、放散量都须归结为纯量，但控制时这些量基本都是以流量的形式 出现，它们的纯量与各自流量的对应关系为；

放散量＝放散流量×浓度          (3)

总量＝总流量×浓度              (4)

电站需求量＝电站需求流量×浓度  (5)

在瓦斯输送总管道上安装瓦斯浓度传感器2、总流量传感器5，在放散引出 管道10上安装放散流量传感器11、放散调节阀门12，在放散引出管道10与瓦 斯输出管道9的连接处稍后的位置安装阻力调节阀门14，放散流量传感器11、 放散调节阀门12、阻力调节阀门14与控制器1相连接，机组1～机组N18也 分别将瓦斯需求量通过机组控制器17发至控制器1，控制器1将总流量、放散 流量、需求流量根据式(1)～(45)换算后，改变放散调节阀12和阻力调节 阀14的开度，使

实际放散量＝计算放散量

则

电站的供给量＝电站的需求量。

本发明的有益效果是：由于采用自动放散控制，使瓦斯发电站的供给量就 是电站的需求量，稳定、足量的气源供给，既保证了电站和瓦斯发电机组安全、 平稳、高效运行，也大大减少了碳排放，节约了能源，减少了环境污染。

附图说明：图1是本发明的结构示意图

          图2是本发明的一种结构示意图

          图3是本发明的另一种结构示意图

具体实施方式：实施例1：如图1、图2所示，其采用富余瓦斯自动放散控 制装置，面对波动的抽采总量，控制放散量，使电站的瓦斯供给量即总量减去 放散量等于电站的瓦斯需求量即∑机组i需求量；即

W-U＝V＝X  (1)

W、U、V、X分别表示总量、放散量、电站供给量、电站需求量；

X＝∑Vi    (2)

Vi机组i需求量。

即控制器1根据总流量传感器5、瓦斯浓度传感器2给出的数据，计算出抽 采总量，再根据电站的需求，计算出放散量，尔后，发出调节指令给放散调节 阀12、阻力调节阀14，放散调节阀12、阻力调节阀14根据控制器1的指令调 节开度，使实际放散量等于计算放散量，则电站供给量等于电站需求量；

机组的燃料是气源中的瓦斯，即瓦斯的纯量，因此，总量、电站需求量、 电站供给量、放散量都须归结为纯量，但控制时这些量基本都是以流量的形式 出现，它们的纯量与各自流量的对应关系为；

放散量＝放散流量×浓度   (3)

总量＝总流量×浓度              (4)

电站需求量＝电站需求流量×浓度  (5)

在瓦斯输送总管道上安装瓦斯浓度传感器2、总流量传感器5，在放散引出 管道10上安装放散流量传感器11、放散调节阀门12，在放散引出管道10与瓦 斯输出管道9的连接处稍后的位置安装阻力调节阀门14，放散流量传感器11、 放散调节阀门12、阻力调节阀门14与控制器1相连接，机组1～机组N18也 分别将瓦斯需求量通过机组控制器17发至控制器1，控制器1将总流量、放散 流量、需求流量根据式(1)～(5)换算后，改变放散调节阀12和阻力调节阀 14的开度，使

实际放散量＝计算放散量

则

电站的供给量＝电站的需求量。

实施例2：如图1所示，所述的富余瓦斯自动放散控制装置的瓦斯浓度传感 器2、总流量传感器5设置在瓦斯进气管道3上，且与控制器1相连接，瓦斯进 气管道3与抽放泵进气端7相连接，瓦斯输出管道9与抽放泵出气端8相连接， 放散引出管道10一端和瓦斯输出管道9连接，另一端经放散流量传感器11、放 散调节阀12与放散管道13相连接，放散流量传感器11、放散调节阀12设置在 放散引出管道10上，且和控制器1相连接，阻力调节阀14设置在瓦斯输出管 道9上，且和控制器1相连接，机组1～机组N18经分气支管16与分气总管15 相连接，分气总管15经阻力调节阀14与瓦斯输出管道9相连接，各机组的控 制器17直接或通过数据总线与控制器1相连接，抽放泵6分别设置抽放泵进气 端7和抽放泵出气端8上，电动机4设置在抽放泵6的一端。

实施例3：如图1、图2所示，所述的放散流量传感器11与放散调节阀12 也可交换位置，但图1中所示安装位置为最佳安装位置。

实施例4：如图1、图3所示，所述的瓦斯浓度传感器2、总流量传感器5 也可以安装在瓦斯输出管道9上，但安装在瓦斯进气管道3上为最佳安装位置。

实施例5：如图1、图2所示，所述的放散引出管道10与放散总管道13用 其它安装方式连接时：

W-U＝V

等式成立。

实施例6：如图1所示，机组1～机组N18内含机组控制器17。

实施例7：如图1、图2所示，当抽采总量小于、等于电站的瓦斯需求量时， 放散调节阀12开度为零，放散量为零，电站的瓦斯供给量等于总量。

实施例8：如图1、图2所示，其阻力调节阀门14的作用为：一般情况下， 放散引出管10与瓦斯输出管道9总管连接处C点的压力较高，控制调节阀12 的开度，就可以将需放散的瓦斯排出，此时，阻力调节阀门14处于全开状态。 但当C点的压力较低时，会出现调节阀12开度已很大却不能将需放散的瓦斯排 出的现象。此时，控制器1发出指令，阻力调节阀门14减小开度，使C点压力 升高后，控制调节阀12的开度，可确保将需要放散的瓦斯排出。

实施例9：如图1、图2、图3所示，所述的放散调节阀12、阻力调节阀14 可根据控制器1的指令，以改变开度的方式控制放散量。

实施例10：如图1、图2、图3所示，所有气体参数须折算到标准状态下。

实施例11：如图1、图2、图3所示，所述的总流量传感器5、放散流量传 感器11为具有温、压补偿功能的复合流量传感器，或由流量、压力、温度传感 器组成的传感器组；

当总量小于或等于需求量时，放散量为零。

总量；抽采总量的简称。