Дегазационная установка

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскиз Социалистических Республик(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 661.184. . 35 (088. 8) Дата опубликования описания 03. 10. 80 В. Г. Лаврик, Н. И. Гаязов, О. П. Мирончак,Е. Д. Алидзаев и В. В, Гавриленко(72) Авторы изобретения Донецкий ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт Министерства высшегои среднего специального образования Украинской ССР 41) Заявитель(54) ДЕГАЗАЦИОННАЯ УСТАНОВКА Изобретение относится к угольнойпромышленности,а именно к областиполезного использования шахтного метана,5Известна дегаэационная установка,состоящая из всасывающего газопровода, вакуум-насоса, водоотделителя,электрозадвижек, каплеуловителя,нагнетательного газопроводасигнализатора падения давления, клапана избыточного давЛения клапана отсекателя,газоанализаторов, блока управлениясистемой защиты, трубопроводов подачи метано-воздушной смеси потребителю 1 .Известная дегазационная установкаосуществляет подачу метано-воздушнойсмеси потребителям(котельным) только в том случае, если содержание метана в каптированной из шахты газовойсмеси более 30. Кроме того, установка лишена устройств, которые могли бы обеспечить 25 постоянство состава газовой смеси, подаваемой потребителю, Это снижает эффективность использования газового топлива и безопасность(горение происходит либо с большим избытком воз духа, либо с его недостатком, воз- .можно погасание пламени горелки).Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является установка, включающая вакуум-насос, аппаратуру сушки газа, устройства контроля за содержанием метана в газовой смеси и давлением со смесителем, устройства защиты от аварийных режимов, трубопроводы подачи потребителю газовой смеси и каптированного газа и системы регулирования концентрации метана с газоанализатором 2 .Известная дегаэационная установка обеспечивает заданный состав газовой смеси, под=ваемой потребителю, только при постоянном составе каптированного газа, так как стабилизация в ней основана на поддержании заданного соотношения расхода каптироваиного и природного газа(воздуха). При наличии резких изменений состава каптированного газа возникают изменеьия состава и на выходе стабилизирующей станции, так как изменения состава каптирован" ной смеси могут прои.ходить при неизмененном ее расходе. Эта установка рассчитана на то, что каптированная смесь предварительно стабилизирована" от"нескольких шахтТакую установку экономически невы- "годно применять в тех случаях, когда"содержание метана в каптированном га-.зе невелико(менее 30), а повышениеконцентрации с помощью природного га"за до 60-70 приводит к образованиюизбытка,топлива.На большинстве угольных шахтСССР, где ведутся дегазационные работы, каптируются метано-воздушныесмеси с содЕржанием метана ниже 30,которые не используются, а выбрасываются в атмосферу, загрязняя ее, Кроме того, в СССР получили широкое"распространение такие схемы установок, когда газ от вакуум-насоснойстанции дегазационной установки подается йейосредСтвейнб в"коТельную.ЦелЬ изобретения - обеспечениЕстабилизации газового состава на вы.ходе установки и безопасности ее эксплуатацииУказанная цель достигается тем,что дегаэационная установка снабженадвумя демпфирующими емкостями, однаиз которых установлена в линии подачи каптированного газа.перед смесите-лем; другая - после смесителя в линии подачи потребителю газовой смеси; газоаналиэатор системы регулирования концентрации метана установленпосле смесителя перед емкостью.На чертеже изображена функциональная схема предлагаемой дегаэационнойустановки.Установка содержит вакуум-насос 1,подсоединяемый с одной"стороны, к -"всасывающему газопроводу 2, а с другой - к нагнетательному газопроводу3, влагоотделитель 4, расположенный.внагйетательном газопроводе послевакуум-"насоса, регулятор давления 5,(газоподготовительной) станцией,трубопровод 10 для подачи стабилизированной смеси потребителю, клапан-от-.секатель 11 в трубопроводе 10, блок12 уйравления системой защиты, газоанализатор 13 и сигнализатор 14 давления; присоединяемые к трубопроводу10 и передающие информацию в блокуправления системой защиты, стабилизиРуз 1 щуо станцию, состоящую йз рядаэлементов: входного трубопровода 15метано-воздушной смеси, соединенногос газойроводом 3 после управляемойзадвижки(клапана) 9; клапана-отсекателя 16 и демпфирующей емкости 17 втрубопроводе 15 перед смесителем 18,входного трубопровода 19 природногогаза, клапана-отсекателя 20, регуля-. тора 21 давления,регулируемой задижки(клапана) 22 в трубопроводе 19 перед смесителем гаэоанализатора 23,присоедийенного к выходному трубопроводу 24 после смеСителя, регулятора концентрации 25, воспринимающего информацию от газоанализатора23 и управляющего задвижкой (клапаном)22, демпфирующей емкости 26 ввыходном трубопроводе 24 после смесителя.1 О Установка работает следующим образом.Вакуум-насос 1 по газопроводу 2отсасывает метано-воздушную смесь иэшахты и подает ее в нагнетательный 15 газопровод З,где во влагоотделителе 4происходит влагоотделение и осушенныйгаз через открытую управляемую задвижку (клапан) 9 направляется на стабилизирующую(газоподготовительную)станцию, в которой по трубопроводу 15через открытый клапан-отсекатель 16и демпфирующую емкость 26 каптированная метано-воздушная смесь поступаетв смеситель 18, где происходит смешение сприродным.газом, поступающимпо трубопроводу 19 через открытыйклапан-отсекатель 20, регулятор 21давления и регулируемую задвижку(клапан)22. После смесителя газоваясмесь по трубопроводу 24 направляет- ЗО ся в демпфирующую емкость 26 и далее по трубопроводу 10 через открытыйклапан-отсекатель 11 к потребителюДавление в нагнетательном газопроводе 3 и трубопроводе 10 поддержива. З 5 ется в заданных пределах с помощьюрегулятора 5 давления путем изменения расхода каптированного газа потрубопроводу б,в "свечу" 7.Концейтрацич метана в газовой смело си в трубопроводе 10 поддерживается взаданных пределах с помощью газоанализатора 23, регулятора 25 концентрации и регулйрующей.задвижки(клапана)22, которые соответствующим образом(пропорционально отклонению фактиче ской концентрации метана после смесителя от заданного) изменяет подачу природного газа в смеситель 18.В реальных условиях процесс регулирования сопрбвождается затухающимиколебаниями регулируемой величины,Эти колебания гасятся в демпфирующейемкости 26, что исключает понижениесодержания метана до 30 в метано воздушной смеси, подаваемой потребителю и срабатывание блока 12 управления системы защиты, который получает :сигнал от газоанализатора 13, несмотря на кратковременное понижение мета на, ниже 30 в газовой смеси послесмесителя 18 перед демпфирующей емкостью 26. Тем самым повышается надежность газоСнабжения и уменьшаются,убытки, связанные с прекращением по ф 5 дачи газа потребителю.767363 Составитель Р, ГладунКугрьыева ТЕхред С,БецаКорректор М. Демчи едак Подписита СССРрытийаб. д. 4 5 4 Тираж 626 оеГосударственного комитепо делам,изобретений и отк13035 Москва,. 8-35, Ра шская нилиал ППП Патейт, г. Ужгород, ул. Проектная,4 акаэ 6990/1 ВНИИПИНаличие демпфирующей емкосТи в линии подачи каптированного газа в смеситель замедляет процесс изменения содержания метана в каптированном газе непосредственно перед смесителем. Поэтому на выходе смесителяимеющего малый объем й являющегося практи- чески безинерционным звеном, процесс изменения содержания метана также замедляется. Это позволяет регулятору концентрации метана осуществлять своевременный контроль за составом газовой смеси на;выходе смесителя и откорректировать подачу природного газа в смесительВторая емкость,расположенная после смесителя в линии подачи метано-воздушной смеси потребителю(котельной), уменьшает величину возможных колебаний содержания метана в газовой смеси, возникающих в процессе регулирования, предотвращая срабатывание системы защиты и прекращение подачи газа потребителю при кратковремеййом отклонении концентрации метана в газовой смеси на выходе смесителя ниже 30, .допустимого предела по условию безопасности, Темсамым повышается надежность газоснабжения и уменьшаются убытки, связанные с прекращением подачи топлива потребителю. Формула изобретенияДегаэационная установка, включающая вакуум-насосы, аппаратуру осушкигаза, устройства контроля за содержанием метана в газовой смеси и давлением со смесителем, устройства защиты от аварийных режимов, трубопроводы подачи газовой смеси и каптированного газа и системы регулированияконцентрации метана с газоанализатором, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что,с целью обеспечения стабилизациигазового состава на выходе установкии безопасных условий ее эксплуатаций,она снабжена двумя демпФирующими емкостями, одна из которых установлена15 в линии подачи каптированного газаперед смесителем, другая - после сме- сителя в линии подачи потребителюгазовой смеси, гаэоаналиэатор системырегулирования концентрации метана2 О установлен непосредственно после смесителя перед емкостью.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Руководство по дегазации уголь"ных шахт.М.,"Недра", 1975, с. 166.2 Айруни А. Г.; и др. Использование каптированного метана. на угольных шахтах эа рубежом. МЦНИЭИуголь,1970, с, 15-30(прототип),