细水雾在低浓度瓦斯输送管道中沉降规律的研究

 摘要：低浓度瓦斯输送细水雾安全保护系统是一项新兴技术。然而细水雾在低浓度瓦斯输送管道中受到附加质量力、拖拽阻力和热泳力等作用而沉降,使得细水雾的浓度降低而直接影响低浓度瓦斯的安全输送。本研究通过对细水雾颗粒沉降运动轨迹的理论分析得到细水雾颗粒在瓦斯流场中的力平衡方程,并从试验中得到在距喷嘴0.25m处细水雾的沉降速率明显大于其它位置,当瓦斯流场速度大于1m/s时,细水雾颗粒沉降速率随着输送距离的增加逐渐降低;对既定测试位置,细水雾沉降速率随着瓦斯流场速度的增大先降低后升高。其研究结果对低浓度瓦斯细水雾安全输送保护系统的设计及工程应用有一定的参考价值。     

低浓度瓦斯发电技术的研究与应用

瓦斯发电机组针对煤矿瓦斯的特点,应用电控燃气混合器、细水雾输送等技术,解决了低浓度瓦斯发电及地面输送等难题。本文主要介绍了低浓度瓦斯发电机组的关键技术、工艺流程及效益分析等。实践证明,瓦斯发电项目可取得显著的经济、环境、社会效益,具有广阔的发展前景。     

低浓度瓦斯发电技术应用

为了有效利用瓦斯能源,保护环境,在结合煤矿瓦斯抽排实际情况的基础上,提出煤矿低浓度瓦斯发电方案。通过对低浓度瓦斯细水雾输送技术、专用防爆配套装置、燃气空气混合等技术研究,确保了燃气发电机组更平稳、安全地运行。研究表明瓦斯作为燃料进行发电,不仅减少环境污染,也增加煤矿经济效益。     

一种煤矿低浓度瓦斯安全输送方法的研究与应用

由于煤矿地面抽排的低浓度瓦斯尚无较好的安全输送方法和利用技术而对空排放,浪费资源,污染环境,为此利用"冷壁淬熄"现象理论和细水雾抑火阻爆原理,试验开发了金属波纹带阻火器和细水雾发生器等关键零部件,通过分项试验验证了其阻火和抑制火源产生的效果。在试验基础上提出了一种低浓度瓦斯安全输送方法,经煤矿现场使用,验证了其可靠性,为低浓度瓦斯利用提供了一种技术保障。     

低浓度瓦斯综合利用技术研究

依据万峰煤矿瓦斯特点,利用现有基础设施,对低浓度瓦斯进行综合利用。矿井用低浓度瓦斯进行发电过程中,采用细水雾输送系统,保证了低浓度瓦斯的输送安全,对抽采系统与抽采方法进行优化,保证了气源的稳定性,同时利用瓦斯发电余热向水源热泵提供热源,保证了矿井供暖需要。低浓度瓦斯的综合利用不仅减少了直接排空造成的环境污染,也为矿井节约了用电费用,同时可以以用促抽、以抽保用,有利于矿井安全生产。     

低浓度瓦斯热电联产工艺流程设计与优化

根据段王煤业集团抽采瓦斯气的特点,结合煤矿发展及煤矿自身热能需求,提出并优选了低浓度瓦斯利用方案,设计了低浓度瓦斯细水雾输送流程,介绍了瓦斯发电系统配置和余热回收利用系统,同时对低浓度瓦斯发电提出了优化建议。结果表明,低浓度瓦斯热电联产项目可以创造一定的经济效益,提高企业收入,同时带来了良好的环境效益,起到保护环境的作用。     

瓦斯-细水雾输送管道内喷嘴不同布置方式对压降的影响

低浓度瓦斯输送细水雾安全保护系统是一项新兴技术。喷嘴的不同布置方式会对低浓度瓦斯在管道输送过程中的压力降产生一定的影响。以气-液两相流动的均流模型为前提,根据稳定一维流动的基本方程建立水平圆管中气-液两相流动的压降计算关系式;通过数值模拟瓦斯-细水雾混合流体在水平管道中的流动,得出输送管道内喷嘴布置方式与压降的关系。其结果可为动力设备的选型以及安全经济运行提供必要的依据。     

瓦斯-细水雾输送管道90°弯管处压降研究

随着研究的不断深入,低浓度瓦斯-细水雾两相流体管道安全输送技术在煤矿中开始应用。为了弄清瓦斯气体管道输送时局部管件处的压力损失情况,对瓦斯-细水雾输送管道90°弯管处压降情况进行数值模拟和试验研究。结果表明:90°弯管处两相流体的压降随速度的增加而增大;随管径的增大而减小;随弯径比的增大而先减小后增大,最佳弯径比为2.8~3.2。90°弯管处的压降试验验证了数值模拟的结果。     

低浓度瓦斯输送管道抑爆技术研究现状及展望

对低浓度瓦斯输送管道抑爆技术研究现状进行了阐述,着重分析了细水雾抑爆、二相流抑爆、干粉抑爆、惰性气体抑爆技术;介绍了极具发展前景的多孔材料抑爆和真空抑爆技术。针对目前抑爆技术存在的主要问题进行了初步探讨,并指出该技术未来的发展趋势。     

煤矿低浓度瓦斯输送安全保障技术

针对低浓度抽采瓦斯(瓦斯浓度<30%)输送安全问题,实验研究低浓度瓦斯输送管路爆炸传播规律以及水封阻火泄爆、抑爆、阻爆技术。并以此为依据,指导进行了煤矿低浓度瓦斯输送安全保障系统的设计。     

煤矿瓦斯细水雾输送及发电技术成果通过鉴定

近日，淮南矿业集团“煤矿瓦斯细水雾输送及发电技术”通过鉴定。专家认为，这项成果在煤矿安全生产和瓦斯利用方面填补了国内外空白，其技术达到国际先进水平。     

低浓度瓦斯管道输送安全保障系统的应用研究

为了保障低浓度瓦斯发电的安全运行,以低浓度瓦斯安全输送保障技术为依据,设计了基于三级阻火防爆装置和安全监控系统的低浓度瓦斯管道输送安全保障系统,介绍了系统的结构、原理和动作流程。在黄白茨煤矿瓦斯电站的应用结果表明,该系统能够直观显示低浓度瓦斯管道输送过程的安全状况,安全保障装置能够按照规定流程动作,监测软件具有显示、存储、分析和输出功能。     

瓦斯输送管道内细水雾颗粒运动及沉积模拟研究

通过建立瓦斯气体流动模型、细水雾颗粒运动模型,在拉格朗日框架下对细水雾颗粒在瓦斯输送管道内的运动及沉积过程进行追踪。对数值模拟结果分析可知,混合流场在喷嘴两侧分别作顺时针、逆时针运动;细水雾颗粒沉积率在1.5m处达到最大值,在5m以后基本处于稳定状态。通过研究分析,为认识细水雾的运动及沉积规律,解决输送管道内喷嘴安装距离问题提供了一定的理论依据。     

浅析煤矿瓦斯发电技术和进气系统工艺流程改造

介绍了煤矿低浓度瓦斯发电的工艺流程、低浓度瓦斯水雾输送系统及发电技术。通过调研及技术交流,对安装和试运行中存在的问题进行了工艺创新改造。     

我国低浓度煤矿瓦斯利用技术研究

由于煤层赋存条件和抽采技术水平的限制,我国抽采出的煤矿瓦斯中低浓度煤矿瓦斯占较大比例,要提高煤矿瓦斯利用率、增加清洁能源供应,必须进一步加大低浓度煤矿瓦斯的推广和扶持力度。本文针对我国当前煤矿瓦斯利用中存在的问题,对低浓度煤矿瓦斯安全输送技术,以及低浓度煤矿瓦斯内燃机发电技术、浓缩提纯技术和催化氧化气轮机发电技术等利用技术进行了分析,最后对"十二五"期间低浓度煤矿瓦斯利用进行了展望。     

煤矿瓦斯发电技术研究

本文根据煤矿高、低浓度瓦斯与乏风发电的设备及技术创新成果,就高浓瓦斯发电中热能的综合利用、内燃机发电技术,低浓瓦斯发电过程中低浓瓦斯的安全输送技术,乏风的利用技术等进行了细致分析,有利于进行适合的煤矿瓦斯发电方案选择。     

低浓度瓦斯输送管道内喷嘴安装角度研究

通过建立瓦斯流场和细水雾流场叠加的数学模型,在拉格朗日框架下,从细水雾流场在瓦斯输送管道内的均布长度(单喷嘴喷射时细水雾流场均匀布满管道的长度)和混合流场的压降情况两个方面,对不同的喷嘴安装角度进行研究。研究表明,喷嘴0°安装时,细水雾的均布长度和混合流场的压降均优于喷嘴180°安装。所得研究成果为认识混合流场的流动特性,解决输送管道内喷嘴与喷嘴之间的安装距离及喷嘴的安装角度等问题提供了一定的理论依据。     

低浓度瓦斯利用技术在淮南矿业集团的应用

低浓度瓦斯利用是矿井瓦斯治理和煤层气产业化发展的新趋势,是保障煤矿安全生产的治本之策,是增加清洁能源供应的有效途径,是加强大气污染防治的重要举措。淮南矿业集团通过科技攻关,攻克了低浓度瓦斯安全输送技术和浓缩技术难题;建成了世界第一座低浓度瓦斯发电站;研制出了全国第一套煤矿低浓度瓦斯浓缩装置。这些技术的成功应用,提高了低浓度瓦斯的利用率,减少了温室气体的排放量,推动了CDM项目的进展。     

煤矿瓦斯氧化利用安全保障系统设计与应用

根据瓦斯氧化装置的运行特点,结合我国煤矿井下通风要求和矿井瓦斯抽采现状,分析了煤矿瓦斯氧化装置运行中存在的主要安全隐患,提出了在抽采瓦斯与矿井乏风掺混、抽采瓦斯输送等主要环节的安全保障技术要求。介绍了矿井乏风与低浓度瓦斯混配装置、混配监控系统、瓦斯抽采泵站安全保障系统设计情况,在高河煤矿瓦斯氧化发电工程运行期间的测试结果表明,设计完善的低浓度瓦斯输送安全保障系统及掺混监控系统,可以有效保证瓦斯氧化装置的安全高效运行,不会给瓦斯抽采系统及矿井的安全生产带来隐患。     

超细水雾作用下瓦斯火焰抑制特性研究

为了降低瓦斯燃烧带来的危害性,在搭建0.36m×0.36m×0.70m标准受限空间的基础上,采用超细水雾灭火技术,研究了超细水雾抑制瓦斯燃烧火焰的有效性以及雾化速率、施加位置和添加剂等因素对其抑制效果的影响.结果表明:超细水雾可以有效降低瓦斯燃烧的热释放速率和烟气温度,抑制瓦斯的燃烧火焰.随雾化速率的升高,超细水雾的抑制效果增强,当前实验条件下,超细水雾雾化速率临界值约为400ml/min,此时其能有效地熄灭瓦斯火焰.从受限空间底部施加超细水雾的抑制效果优于从顶部施加.在超细水雾中加入某种具有化学抑制作用的添加剂,能有效地增强超细水雾抑制效果.