[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

本發明涉及一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐及其運行方法，其包括摻混鼓風機、抽排瓦斯安全閥組、瓦斯摻混裝置、換向閥組、鍋爐本體、引風機、鍋爐引風機和煙囪；抽排瓦斯管道通過抽排瓦斯安全閥組連接瓦斯摻混裝置瓦斯進口，摻混鼓風機連接瓦斯摻混裝置空氣進口，瓦斯摻混裝置出口通過換向閥組連接鍋爐本體；換向閥組連接引風機，鍋爐本體煙氣出口連接鍋爐引風機，引風機和鍋爐引風機都連接煙囪；鍋爐本體內橫向設置一鍋筒，鍋爐本體與鍋筒之間形成液體腔室；在鍋筒內腔一側設置有燃燒裝置，另一側設置對流換熱面，燃燒裝置中的陶瓷蓄熱材料層由第一耐火材料層分為第一陶瓷蓄熱材料層和第二陶瓷蓄熱材料層。本發明可以廣泛應用于煤礦瓦斯的燃燒系統中。

技術領域

本發明涉及一種鍋爐及其運行方法，特別是關于一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐及其運行方法。

背景技術

我國煤礦每年向大氣排放的甲烷量達190億m³，居世界第一，約占中國工業生產中甲烷排放量的三分之一，而其中通過煤礦抽采泵站排入大氣的甲烷約為60～75億m³，為西氣東輸工程設計年輸氣量的50％～63％。當前煤礦瓦斯抽采泵站抽采出的瓦斯氣體，其甲烷濃度一般在2％～30％；除少量甲烷濃度高于9％的抽排瓦斯可以用于內燃機發電以外，甲烷濃度低于9％的抽排瓦斯目前全部排放大氣。甲烷、空氣預混氣體的爆炸極限范圍為5％～15％；對于甲烷濃度為2％～3％的極低濃度煤礦瓦斯來說，由于存在大量過剩空氣因而絕熱燃燒溫度降低，在自然條件下不會燃燒、爆炸，應用、處理難度極大，目前沒有成熟的處理、利用技術，也沒有能以甲烷濃度為2％～3％的極低濃度煤礦瓦斯作為燃料的燃燒系統。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種可有效提高甲烷濃度為2％～3％的極低濃度煤礦瓦斯的氧化率，充分利用瓦斯氧化產生的熱量，減少鍋爐內熱量損失的一種極低濃度煤礦瓦斯鍋爐及其運行方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：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；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。

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。

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。