[發(fā)明專(zhuān)利]煤礦瓦斯管道輸送用大管徑水封阻火泄爆裝置及泄爆方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210712823.1
• 申請(qǐng)日: 2022-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114992526B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃克海;張志剛;肖露;張濤;甘海龍;張群;肖正;朱菁;李朝輝;霍春秀;李磊;王澤軍;董春陽(yáng);賈曉亮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F17D5/00
• 分類(lèi)號(hào): F17D5/00;F17D1/04
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

1.基于煤礦瓦斯管道輸送用大管徑水封阻火泄爆裝置的泄爆方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、選取合適筒體直徑、合適筒體長(zhǎng)度以及合適筒體厚度的水封阻火泄爆裝置，煤礦瓦斯輸送管道連接在進(jìn)氣管的進(jìn)氣口一端；水封阻火泄爆裝置包括臥式的筒體、位于筒體一端的進(jìn)氣管以及位于筒體另一端與筒體相通的泄爆管和一體成型連接在泄爆管一端的出氣管，所述泄爆管端部安裝有爆破片，所述進(jìn)氣管一端的進(jìn)氣口位于筒體外，另一端伸入筒體內(nèi)且插入密封水液面以下，所述進(jìn)氣管下端沿進(jìn)氣管周向側(cè)壁開(kāi)設(shè)有多個(gè)進(jìn)氣支管，所述進(jìn)氣管主管底端固定開(kāi)設(shè)有多個(gè)氣孔的圓板，所述筒體中部設(shè)置一條由防波浪圓球焊接而成兩端均固定在筒體內(nèi)壁上的防波浪板；

筒體的直徑計(jì)算方法具體為：

筒體直徑設(shè)計(jì)時(shí)遵循重力沉降原理，在瓦斯氣體從筒體流出前分離出液態(tài)水，筒體直徑計(jì)算按照式(1)采用試算的方法，首先假定一個(gè)筒體直徑為D_w，當(dāng)式(1)計(jì)算的D_sw≤D_w時(shí)，D_w即為筒體直徑，

式中：D_sw——筒體直徑，m；

a_w——筒體內(nèi)水面高度與筒體直徑比值；

b_w——筒體徑向液態(tài)水截面積與筒體徑向總截面積的比值；

q_v——管道瓦斯氣體流量，Nm³/h；

T——操作條件下氣體溫度，K；

p——操作條件下氣體壓力，kPa；

——筒體長(zhǎng)度與直徑的比值，當(dāng)一端進(jìn)氣，另一端出氣時(shí)宜取2.5～3；

U_c——水滴沉降速度，m/s；

為保障筒體內(nèi)水封的穩(wěn)定性，以及利于瓦斯氣體后續(xù)發(fā)電或其他利用方式，裝置應(yīng)將瓦斯氣中直徑大于或等于600μm的水滴分離出來(lái)，因此，以600μm水滴為對(duì)象由式(2)計(jì)算水滴沉降速度U_c，

式中：g——重力加速度，取9.81m/s²；

d₁——液滴直徑，取0.6×10^-3m；

ρ_l——操作條件下水滴密度，kg/m³；

ρ_v——操作條件下瓦斯氣體密度，kg/m³；

C——水滴在氣體中的阻力系數(shù)；

水滴在氣體中的阻力系數(shù)C(Re)²按照式(3)計(jì)算，

式中：μ——瓦斯氣體粘度，mPa.s；

S2、隨著瓦斯氣體的輸送，筒體內(nèi)的液態(tài)水會(huì)被瓦斯氣體帶出裝置，為了保障筒體內(nèi)水封的穩(wěn)定性，筒體外接三個(gè)水位傳感器、一個(gè)補(bǔ)水電磁閥、一個(gè)排水電磁閥以及一個(gè)水位控制器構(gòu)成水位自動(dòng)控制系統(tǒng)。

2.如權(quán)利要求1所述的煤礦瓦斯管道輸送用大管徑水封阻火泄爆裝置的泄爆方法，其特征在于，步驟S1中進(jìn)氣支管由四個(gè)彎管形成，且彎管高度與進(jìn)氣管主管高度一致；進(jìn)氣支管底端設(shè)置有若干傾角為30°的鋸齒，且鋸齒底部高度與防波浪圓球低端高度一致。

3.如權(quán)利要求1所述的煤礦瓦斯管道輸送用大管徑水封阻火泄爆裝置的泄爆方法，其特征在于，步驟S1中氣孔為菱形，且氣孔總截面積和每個(gè)進(jìn)氣支管的截面積相等。

4.如權(quán)利要求1所述的煤礦瓦斯管道輸送用大管徑水封阻火泄爆裝置的泄爆方法，其特征在于，步驟S1中防波浪圓球直徑為200mm，相鄰防波浪圓球的間隔為100mm，相鄰防波浪圓球采用直徑10mm的圓管焊接固定。