一种低浓度瓦斯应用在发电机组中的预处理系统的制作方法

本技术属于瓦斯处理及再利用的，具体涉及为一种低浓度瓦斯应用在发电机组中的预处理系统。

背景技术：

1、目前，30%以下的低浓度瓦斯可以直接排空，瓦斯主要成分甲烷（ch4）直接排空会造成环境污染。研究表明，瓦斯的温室效应是co2的21倍，对臭氧层的破坏是co2的7~8倍，在全球气候变暖中的份额为15%，仅次于co2。瓦斯进行充分利用，其燃烧热值与天然气相当，既弥补了我国油气资源短缺，又拉长煤炭产业链，增加当地就业机会，而且几乎不产生有害成分。所以，如何高效利用低浓度瓦斯，变害为宝，显得尤为重要。

2、低浓度瓦斯发电是较为成熟的瓦斯综合利用途径之一，但是传统低浓度瓦斯预处理技术不仅预处理成本高昂，而且还造成了低浓度瓦斯发电机组运行效率低下，成为制约低浓度瓦斯发电的技术瓶颈。

3、现有技术中，比如郑州瞳鸣环保有限公司在2011年9月9日申请的中国专利（公开号：cn102424767a）公开了一种低浓度瓦斯发电的处理方法，该公开专利在对低浓度瓦斯处理中，由于缺少回热器和精过滤器的设计，导致低浓度瓦斯进入燃机机组燃烧时，不仅会降低内燃机机组的效率、可靠性和寿命，而且还会使瓦斯中残余的细小杂质，从而无法确保低浓度瓦斯内燃机机组的用气洁净度要求。另外，尹德厚在2021年9月9日申请的中国专利（公开号：cn114251119a）公开了一种低浓度瓦斯供热和发电系统，同样缺少对瓦斯杂质去除的过滤装置，另外还没有排空放散装置，这就导致在燃气内燃发电机组检修时，无法对发电机组及其支管内的瓦斯进行排空。

4、因此，如何实现对低浓度瓦斯安全、高效、经济预处理，提高煤矿瓦斯利用率具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、针对背景技术中现有技术在低浓度瓦斯应用在发电机组中存在诸多不足，本实用新型旨在解决替代传统低浓度瓦斯处理工艺，根据燃机对燃料品质的要求，在每台发电机组的瓦斯供气管上依次设置有粗脱水系统单元、降温脱水系统单元、降温脱水系统单元、升温系统单元以及精密过滤器。其中液气分离器可以除去瓦斯气中的大颗粒粉尘和液态水；湿瓦斯进入低浓度瓦斯内燃机机组燃烧，将降低低浓度瓦斯内燃机机组的效率、可靠性和寿命，因此需设置降温脱水系统单元对瓦斯进行预冷与脱水，使得瓦斯湿度降至饱和以下；升温系统单元利用缸套冷却液将瓦斯加热，使得瓦斯湿度降至80%以下，再送至发电机组使用；另外，在液气分离器初过滤器后设置精密过滤器，以滤掉瓦斯中残余的细小杂质，从而确保低浓度瓦斯内燃机机组的用气洁净度要求。基于此，提供了一种低浓度瓦斯应用在发电机组中的预处理系统。

2、为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种低浓度瓦斯应用在发电机组中的预处理系统，包括有瓦斯进气混合母管，在瓦斯进气混合母管上连接一路瓦斯供气母管与粗脱水系统单元相连接，用于除去瓦斯中残留的液态水，在瓦斯供气母管上设置有总关断阀，所述总关断阀便于在瓦斯发电机组停机检修时切断来自于瓦斯进气混合母管的瓦斯气源，经过粗脱水后的湿瓦斯送入到降温脱水系统单元进行预冷与脱水处理，使得湿瓦斯的湿度降至饱和以下，经过所述降温脱水系统单元后的瓦斯通过瓦斯供气母管送入至升温系统单元中进行加热处理，使瓦斯的湿度降至80%以下，再通过瓦斯供气母管送入至发电机组使用。

3、作为上述技术方案的进一步解释及限定，所述粗脱水系统单元为液气分离器，所述液气分离器的进气口与瓦斯支管相连接，且其排水口通过排水管与水封排水器的进口相连接；所述降温脱水系统单元包括有降温换热器、制冷机以及循环水泵，所述液气分离器的排气口通过瓦斯供气母管与降温换热器的进气口相连接，降温换热器的排水口通过排水管与水封排水器的进口相连接，降温换热器的循环冷液进口通过制冷液循环供液管与制冷机的出口相连接，制冷机的出口通过制冷液循环回液管连接所述循环水泵后并与降温换热器的循环冷液进口相连接；所述升温系统单元为回热器，回热器的进气口通过瓦斯供气母管与降温换热器的出气口相连接，回热器的出气口通过瓦斯供气母管与发电机组的燃料口相连接，所述发电机组的缸套冷却液回液管和缸套冷却液供液管分别通过两路冷却液支管与回热器的热媒介进、出口相连接，两路冷却液支管上分别设置有第一手动关断阀、第二手动关断阀，所述回热器利用所述发电机组的缸套冷却液回路中携带的热量为其提供热源对瓦斯进行加热。

4、作为上述技术方案的进一步补充说明，在所述回热器与发电机组之间的瓦斯供气母管上设置有精密过滤器，且其过滤精度为小于等于5微米，所述精密过滤器的进出口分别与回热器、发电机组相连接，且其排放口通过排水管与水封排水器的进口相连接。

5、作为上述技术方案的进一步补充说明，还包括有设置于回热器与精密过滤器之间的机组放散系统单元，所述机组放散系统单元用于在燃气内燃发电机组检修时对发电机组及其支管内的瓦斯进行排空。

6、作为上述技术方案的进一步解释及限定，所述机组放散系统单元包括有从回热器与精密过滤器之间的瓦斯供气母管上连接瓦斯供气支管，瓦斯供气支管分两路，一路为放散管，其与排空放散母管相连接，在放散管上设置有放散手动阀；另一路为氮气置换取样管，在氮气置换取样管上设置有取样手动阀。

7、作为上述技术方案的进一步补充说明，所述水封排水器的排放口通过排水回收管与回收水池相连接，在回收水池上设置有排空管，分别来自于液气分离器、降温换热器以及精密过滤器的排水汇集至水封排水器内后统一输送至回收水池中，实现对瓦斯气中脱除的排水进行回收利用，所述水封排水器便于所有处理设备在排水时防止瓦斯气泄漏。

8、作为上述技术方案的进一步补充说明，所述降温脱水系统单元还包括有冷水箱，冷水箱的出水口通过冷水补充管与制冷液循环回液管相连接，在冷水补充管上设置有第三手动关断阀，所述冷水箱通过控制所述第三手动关断阀用于补充冷却液的损耗。

9、作为上述技术方案的进一步补充说明，在降温换热器的排水口上第四手动关断阀，在制冷机的进出口上分别设置有第五手动关断阀、第六手动关断阀，在循环水泵的进出口上分别设置有第七手动关断阀、第八手动关断阀。

10、作为上述技术方案的进一步补充说明，在所述液气分离器的排水口上设置有第九手动关断阀。

11、作为上述技术方案的进一步补充说明，在所述精密过滤器的排放口上设置有第十手动关断阀。

12、与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

13、1、本实用新型采用液气分离器，对瓦斯管道中瓦斯进行粗脱水，脱除瓦斯中采用粗脱水系统脱除烟气中残留的液态水。

14、2、本实用新型采用降温脱水系统单元对湿瓦斯进行预冷与脱水处理，使得瓦斯湿度降至饱和以下，然后进入低浓度瓦斯内燃发电机组燃烧，有效提高低浓度瓦斯内燃机机组的效率、可靠性和寿命。

15、3、本实用新型采用回热器，经过降温脱水系统单元后的瓦斯湿度仍为饱和，因此增加回热器利用缸套冷却液将瓦斯加热再次降低瓦斯湿度，使得瓦斯湿度降至80%以下，再送至发电机组使用。

16、4、本实用新型增加机组放散系统单元，通过控制放散手动阀在瓦斯电厂停运大修时将发电机组及其支管中瓦斯全部放散。