[發明專利]一種采用高分子減阻劑提高瓦斯抽放液環真空泵的方法

有效

• 申請號: 201710400229.8
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107152399B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 周福寶;張一帆;劉春
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: F04C19/00
• 分類號: F04C19/00;E21F7/00
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所 32205
• 代理人: 劉振祥

一種采用高分子減阻劑提高瓦斯抽放液環真空泵效率的方法，屬于提高液環真空泵效率的方法。配制定量高分子減阻劑，采用減阻劑加注機持續向循環水池中注入減阻劑，直至達到最佳減阻濃度；運行瓦斯抽放液環真空泵，高分子減阻劑作為液環真空泵工作介質進行瓦斯抽排；實時監測減阻劑的粘度、液位及瓦斯抽放泵運行性能，據此定時定量補充減阻劑，維持減阻劑的減阻性能及液位。所述高分子減阻劑為1～5‰濃度的聚丙烯酰胺溶液。本發明能大幅提高液環真空泵效率、降低運行能耗，顯著延長泵的維護周期和使用壽命。

技術領域

本發明屬于真空泵技術領域，具體涉及一種高分子減阻劑提高瓦斯抽放液環真空泵效率的方法。

背景技術

液環真空泵以清水作為主要工作介質，以等溫壓縮方式進行氣體抽排，具有卓越的安全、可靠性，廣泛應用于煤礦瓦斯抽放、鋼鐵、化工、造紙、航空等領域。然而，液環真空泵也是公認的耗能高、效率低的產品。以煤礦瓦斯抽放領域為例，據不完全統計，國內一座大型礦井瓦斯抽放泵站年耗電費用高達上千萬，甚至上億元，約占煤礦總耗電量的1/4，且實際運行效率僅為10~40%。

【煤礦瓦斯抽采工程設計規范】規定：高瓦斯礦井或開采有煤與瓦斯突出危險煤層的礦井必須建立瓦斯抽放系統。全國高瓦斯及煤與瓦斯突出礦井2390處，以平均每座高瓦斯礦井用瓦斯抽放液環真空泵4臺、平均軸功率300kW·h計算，以節能10%為標準，則全國僅煤礦領域年節電量在25億kW·h左右，具有極大的節能空間。

公告號為CN 103388589B的中國發明專利公開了一種立式液環真空泵，主要依據是降低水環旋轉所消耗的勢能而提高泵的效率，但其忽略了水環同時具有為葉輪做正功的能力，且立式液環真空泵渦流損失大、結構較復雜，效率提高不明顯；美國專利5295794 公布了一種具有旋轉套筒結構的液環真空泵，效率提高較明顯，但其結構復雜，故障率高、加工維護成本高，不具有市場推廣性。現國內外針對液環真空泵的節能技術研究很少，且以優化泵過流部件結構參數為主，未抓住泵的效率低的本質原因，致使泵效率提高1~3%都很難實現。

發明內容

本發明目的是克服已有技術中的不足之處，提供一種高分子減阻劑提高瓦斯抽放液環真空泵效率的方法，解決瓦斯抽放液環真空泵效率低、能耗高、故障率高的技術難題。

本發明提供一種采用高分子減阻劑提高瓦斯抽放液環真空泵效率的方法，包括以下步驟：

a.配制高、低濃度兩種高分子減阻劑溶液，高濃度溶液濃度范圍為3~5%，低濃度液濃度范圍為0.5‰～6‰，高、低濃度兩種高分子減阻劑溶液分別裝入供高、低濃度減阻劑加注機中；

b.采用高濃度減阻劑加注機，持續向循環水池注入高濃度減阻劑溶液，直至達到設定減阻濃度范圍；

c. 運行瓦斯抽放液環真空泵，并以高分子減阻劑溶液作為液環真空泵的工作介質進行瓦斯抽排；

d. 采用監控系統實時監測循環水池內減阻劑溶液的粘度、液位及液環真空泵運行參數，根據減阻劑溶液的液位和粘度，定時定量添加高或低濃度減阻劑，以維持減阻劑的減阻性能及設定液位。

進一步，為了最大化的提高運行效率，所述高分子減阻劑溶液為聚丙烯酰胺溶液，所述步驟b中設定減阻濃度為1~5‰。

進一步，為了實現自動化控制，所述監控系統包括上位機及分別與其相連接的粘度傳感器、液位傳感器、液環真空泵運行參數監測儀、第一控制閥、第二控制閥、高濃度減阻劑加注機和低濃度減阻劑加注機；所述粘度傳感器、液位傳感器分別用于檢測高分子減阻劑溶液的粘度、液位高度；所述液環真空泵運行參數監測儀用于檢測液環真空泵運行的參數；所述第一控制閥、第二控制閥分別用于控制與高、低濃度減阻劑加注機相連接的注液管路的開與閉。