智能抽放瓦斯技術(shù)—我國(guó)煤礦瓦斯抽放技術(shù)的重大變革
瓦斯抽放是降低煤礦井下瓦斯涌出，減輕瓦斯災(zāi)害的重要措施，但由于裝備及工藝落后，普遍存在瓦斯抽放系統(tǒng)低濃度、低效率、高耗能等問(wèn)題，尤其是低濃度瓦斯抽放，使整個(gè)抽放管路系統(tǒng)充滿可爆瓦斯，成為嚴(yán)重威脅礦井安全的重大危險(xiǎn)源。因此提高抽放瓦斯?jié)舛仁墙鉀Q煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵問(wèn)題。以智能型瓦斯抽放泵站為主要裝備、以提高瓦斯抽放濃度為核心的新型煤礦瓦斯智能抽放技術(shù)，必將為我國(guó)煤礦瓦斯抽放技術(shù)帶來(lái)一個(gè)重要的突破；
瓦斯智能抽放：指瓦斯抽采系統(tǒng)具有自我診斷、自我調(diào)節(jié)、自我控制等能力，使系統(tǒng)合理、節(jié)能、高效、安全運(yùn)行。通過(guò)對(duì)瓦斯?jié)舛鹊念A(yù)設(shè)值與實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)值的比較，自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，保持抽放瓦斯?jié)舛确€(wěn)定，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)濃度智能控制。
智能抽放的理論基礎(chǔ)：合理抽放負(fù)壓更符合瓦斯釋放的規(guī)律，更有利于瓦斯的充分釋放，最終提升抽放效果。抽放鉆孔瓦斯涌出是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，在不同的抽放階段，需要不同的負(fù)壓抽放，在抽放初期，煤層瓦斯壓力高、涌出量大，可采用高負(fù)壓抽放，但在抽放中期及末期，瓦斯壓力及涌出量都逐漸降低，可以適當(dāng)減小負(fù)壓與流量，減少不必要的空氣吸入量，既保持抽放瓦斯?jié)舛饶康模策_(dá)到節(jié)能抽放的效果。同時(shí)大大降低管網(wǎng)維護(hù)負(fù)擔(dān)，減少漏氣。
我國(guó)瓦斯抽放設(shè)備的應(yīng)用狀況：煤礦瓦斯抽放站基本上使用的是兩種技術(shù)，一種是水循環(huán)式瓦斯抽放設(shè)備，一種是渦輪旋轉(zhuǎn)式真空泵瓦斯抽放設(shè)備。我國(guó)目前主要采用水環(huán)泵抽放瓦斯。
|
渦輪旋轉(zhuǎn)式真空泵
|
水循環(huán)式瓦斯抽放泵 
|
特點(diǎn)
|
1、通過(guò)變頻系統(tǒng)對(duì)真空泵的可調(diào)節(jié)性，可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)系統(tǒng)負(fù)壓和流量，滿足多種工況需求；2、系統(tǒng)集成自動(dòng)化程度高，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能型瓦斯抽放、無(wú)人值守；
3、工作效率最高可達(dá)70%，因此更加節(jié)能； 4、無(wú)需水源冷卻，同時(shí)抽出的氣體含水量少，濃度高，可以直接用來(lái)發(fā)電利用；
5、由于無(wú)需水源，所以在冬天-20度的地方依然可以使用；
6、體積小，占地面積少，無(wú)需廠房、安裝簡(jiǎn)單；
7、可移動(dòng)性強(qiáng)，可以固定使用，也可移動(dòng)使用。
|
1、效率低，一般在30%左右，較好的可達(dá)50%，工作耗能嚴(yán)重；
2、工作范圍（流量、真空度）調(diào)節(jié)性差，最多只能1：2進(jìn)行調(diào)節(jié)
3、回流現(xiàn)象嚴(yán)重，會(huì)出現(xiàn)管網(wǎng)腐蝕現(xiàn)象；
4、需要為水循環(huán)建立額外的設(shè)施；
5、氣體含水量高，利用時(shí)需要特別過(guò)濾，否則容易腐蝕設(shè)備，造成熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的低壽命；
6、在冬天需要額外的能量來(lái)保證水循環(huán)的正常使用，能耗大；
7、可移動(dòng)性差：水循環(huán)設(shè)備占地面積大，需要廠房，供水設(shè)備等。
|
集裝箱智能瓦斯抽放泵站的優(yōu)點(diǎn)：
1、安全可靠的設(shè)備保證
智能抽放提高抽放濃度在可爆區(qū)間以外，實(shí)現(xiàn)整個(gè)抽放系統(tǒng)的本質(zhì)安全
中德聯(lián)合設(shè)計(jì)，德國(guó)制造，配套設(shè)備及附件選用世界頂尖品牌，系統(tǒng)安全防護(hù)齊全，確保抽放系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
2、智能抽放提升瓦斯?jié)舛?/span>
智能瓦斯抽放系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，在線氣體分析儀通過(guò)氣體采樣分析將實(shí)時(shí)的溫度、甲烷濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度等參數(shù)傳至控制中心與預(yù)設(shè)目標(biāo)對(duì)比，根據(jù)判識(shí)的結(jié)果自適應(yīng)智能調(diào)節(jié)抽放泵的流量和真空度設(shè)置，減少抽放系統(tǒng)的空氣吸入量，提高抽放瓦斯?jié)舛?。根?jù)需要，可設(shè)置固定流量，目標(biāo)負(fù)壓，目標(biāo)濃度三種智能抽放運(yùn)行模式。
3、高效節(jié)能，降低損耗
渦輪回旋真空泵葉輪之間以及葉輪與泵殼之間空間體積變化產(chǎn)生負(fù)壓，葉輪之間保持小縫隙不接觸，不會(huì)產(chǎn)生火花，也減少了機(jī)械功磨損消耗，工作效率達(dá)到70%。
通過(guò)電氣變頻技術(shù)，能夠大范圍線性調(diào)節(jié)真空泵的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，可調(diào)節(jié)區(qū)間為30%-100%的最大轉(zhuǎn)速，并且轉(zhuǎn)速與能耗有很高的線性度。而傳統(tǒng)水環(huán)式抽放泵，即便安裝變頻系統(tǒng)，有效調(diào)節(jié)區(qū)間較窄，并且能耗與轉(zhuǎn)速非線性，節(jié)能效果不明顯。
由于抽吸原理與工藝的差異，PGM集裝箱式抽放站擁有顯著的能耗優(yōu)勢(shì)。即使在負(fù)壓流量等參數(shù)都完全相同的情況下運(yùn)行時(shí)，比水環(huán)泵節(jié)能30%以上。
4、集裝箱式緊湊設(shè)計(jì) ，靈活組合
集裝箱式智能抽放泵站，一個(gè)集裝箱就可以是一個(gè)獨(dú)立的泵站，內(nèi)部開(kāi)關(guān)、閥門(mén)、電控、安全設(shè)施齊全，不需要另外設(shè)計(jì)；采用單體或雙臺(tái)分體集裝箱設(shè)計(jì)，單箱流量配置可以從90m3/min到221m3/min靈活組合，設(shè)備系統(tǒng)簡(jiǎn)單，占地小，集成化程度高，便于運(yùn)輸、布局、安裝、維護(hù)。
5、適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”和瓦斯抽放的大數(shù)據(jù)時(shí)代要求
系統(tǒng)整合了全面在線監(jiān)控，控制中心內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器和GSM接口，使系統(tǒng)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，并可擴(kuò)充至移動(dòng)平臺(tái)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)升級(jí)更新的功能，可做到日常管理和操作的無(wú)人化。
6、變廢為利，創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)效益
集裝箱智能抽放泵站抽出的瓦斯?jié)舛雀摺穸鹊?，便于利用，可直接供發(fā)電利用，尤其適合集裝箱式分布式能源發(fā)電系統(tǒng)。
PGM150EX智能瓦斯抽放泵站技術(shù)參數(shù)
PGM集裝箱抽放泵站與水環(huán)真空泵抽放站實(shí)際運(yùn)行參數(shù)對(duì)比
通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)某煤礦運(yùn)行中的兩種瓦斯抽放泵站進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)對(duì)比，PGM集裝箱抽放泵站比傳統(tǒng)的水環(huán)真空抽放泵站工作效率提高了48.6%，節(jié)能效果顯著；
系列智能瓦斯抽放泵站
由于單體集裝箱的集成化，可以實(shí)現(xiàn)方便的多種組合，單個(gè)渦輪旋轉(zhuǎn)真空泵型號(hào)有GM80L、GM90S、GM130L、GM150S、GM220L、GM240S等，可以進(jìn)行一箱一泵、一箱兩泵等型式設(shè)計(jì)，可以根據(jù)用戶的需求生產(chǎn)多系列、多形式系列集裝箱抽放泵站；
系列渦輪旋轉(zhuǎn)真空泵運(yùn)行參數(shù)曲線
