[發明專利]一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐及其運行方法

有效

• 申請號: 201510237615.0
• 申請日: 2015-05-12
• 公開（公告）號: CN104848233B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 王建學;蕭琦;孟杰;彭志敏;索金莉
• 申請（專利權）人: 北京礦大節能科技有限公司
• 主分類號: F23G7/06
• 分類號: F23G7/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

1.一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐，其特征在于：它包括摻混鼓風機、抽排瓦斯安全閥、瓦斯摻混裝置、換向閥組、鍋爐本體、鍋爐引風機、引風機和煙囪；抽排瓦斯管道通過所述抽排瓦斯安全閥連接所述瓦斯摻混裝置的瓦斯進口，所述摻混鼓風機連接所述瓦斯摻混裝置的空氣進口，所述瓦斯摻混裝置的出口通過所述換向閥組連接所述鍋爐本體；所述鍋爐本體的煙氣出口連接所述鍋爐引風機的進風口，所述鍋爐本體還通過所述換向閥組連接所述引風機的進風口，所述鍋爐引風機和所述引風機的出風口都連接至所述煙囪；

所述鍋爐本體內橫向設置有一鍋筒，所述鍋爐本體的爐壁與所述鍋筒的管壁之間形成一液體腔室；在所述鍋筒的內腔一側設置有燃燒裝置，另一側設置有對流換熱面，所述燃燒裝置位于所述對流換熱面底部；所述燃燒裝置包括帶有通孔的陶瓷蓄熱材料層和第一耐火材料層，所述第一耐火材料層位于所述陶瓷蓄熱材料層的中部，將所述陶瓷蓄熱材料層分為對稱的第一陶瓷蓄熱材料層和第二陶瓷蓄熱材料層；所述第一陶瓷蓄熱材料層的下部和所述第二陶瓷蓄熱材料層的上部分別設置有第二耐火材料層，且第一耐火材料層和第二耐火材料層的右側端部與所述鍋爐本體內壁之間留有空隙，形成與所述對流換熱面相通的煙氣流道；在位于所述鍋筒一端口的所述鍋爐本體的端面上靠近燃燒裝置的部位設置有第一進出口和第二進出口，所述第一進出口與所述第一陶瓷蓄熱材料層連通，所述第二進出口與所述第二陶瓷蓄熱材料層連通；所述鍋爐本體的煙氣出口設置在位于所述鍋筒另一端口的所述鍋爐本體的端面上靠近所述對流換熱面的部位；

所述極低濃度煤礦瓦斯鍋爐用于處理甲烷濃度為2％～3％的極低濃度煤礦瓦斯。

2.如權利要求1所述的一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐，其特征在于：所述換向閥組包括第一換向閥、第二換向閥、第三換向閥和第四換向閥；所述第一換向閥的一端和所述第二換向閥的一端并聯至所述瓦斯摻混裝置的出口；所述第一換向閥的另一端連接所述第三換向閥的一端；所述第二換向閥的另一端連接所述第四換向閥的一端；所述第三換向閥的另一端和所述第四換向閥的另一端并聯至所述引風機的進風口；所述鍋爐本體的所述第一進出口與所述第一換向閥和所述第三換向閥之間的管道連通；所述鍋爐本體的所述第二進出口與所述第二換向閥和所述第四換向閥之間的管道連通。

3.如權利要求1所述的一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐，其特征在于：在所述鍋爐本體底部靠近所述鍋爐本體的所述第一進出口和所述第二進出口處設置有冷水進口，在所述鍋爐本體上部靠近所述鍋爐本體的煙氣出口處設置有熱水蒸汽出口。

4.如權利要求2所述的一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐，其特征在于：在所述鍋爐本體底部靠近所述鍋爐本體的所述第一進出口和所述第二進出口處設置有冷水進口，在所述鍋爐本體上部靠近所述鍋爐本體的煙氣出口處設置有熱水蒸汽出口。

5.如權利要求1～4中任一項所述的一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐，其特征在于：所述對流換熱面由換熱管構成，所述對流換熱面的煙氣出口與所述鍋爐本體的煙氣出口連通。

6.如權利要求1～4中任一項所述的一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐，其特征在于：在所述陶瓷蓄熱材料層外部設置有第二耐火材料層。

7.如權利要求5所述的一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐，其特征在于：在所述陶瓷蓄熱材料層外部設置有第二耐火材料層。

8.如權利要求1～4或7中任一項所述的一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐，其特征在于：所述鍋爐本體的外壁設置有保溫材料層。

9.如權利要求5所述的一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐，其特征在于：所述鍋爐本體的外壁設置有保溫材料層。

10.一種如權利要求1～9中任一項所述的一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐的運行方法，其包括以下步驟：

1)開啟抽排瓦斯安全閥，煤礦抽排瓦斯經過抽排瓦斯管道進入瓦斯摻混裝置，與由摻混鼓風機提供的新鮮空氣混合，形成甲烷濃度為2％～3％的極低濃度煤礦瓦斯；

2)對鍋爐本體進行預熱，開啟第一換向閥和第四換向閥，甲烷濃度為2％～3％的極低濃度煤礦瓦斯經過第一換向閥從鍋爐本體的第一進出口進入第一陶瓷蓄熱材料層，在第一陶瓷蓄熱材料層中進行氧化放熱；從第一陶瓷蓄熱材料層流出的高溫煙氣，一部分進入第二陶瓷蓄熱材料層，對第二陶瓷蓄熱材料層進行預熱后由鍋爐本體的第二進出口經第四換向閥、引風機和煙囪排出大氣；另一部分進入對流換熱面的換熱管中，與液體腔室內的水進行熱量交換后由鍋爐本體的煙氣出口經鍋爐引風機和煙囪排出大氣；

3)經過5分鐘～120分鐘后，換向閥組執行切換動作，關閉第一換向閥和第四換向閥，開啟第二換向閥和第三換向閥，甲烷濃度為2％～3％的極低濃度煤礦瓦斯經過第二換向閥從鍋爐本體的第二進出口進入第二陶瓷蓄熱材料層，在第二陶瓷蓄熱材料層中進行氧化放熱；從第二陶瓷蓄熱材料層流出的高溫煙氣，一部分進入第一陶瓷蓄熱材料層，對第一陶瓷蓄熱材料層進行預熱后由鍋爐本體的第一進出口經第三換向閥、引風機和煙囪排出大氣；另一部分進入對流換熱面的換熱管中，與液體腔室內的水進行熱量交換后由鍋爐本體的煙氣出口經鍋爐引風機和煙囪排出大氣；

4)經過5分鐘～120分鐘后，換向閥組執行切換動作，關閉第二換向閥和第三換向閥，開啟第一換向閥和第四換向閥，重新進入步驟2)。