[实用新型]一种瓦斯气体自动掺混装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种瓦斯气体自动掺混装置，具体的提供一种用于将高低两种浓度的瓦斯气体自动按比例进行混合，混合后得到需要的浓度值的瓦斯混合气的自动控制装置。

背景技术

目前多数高瓦斯煤矿都存在两套瓦斯抽放系统，一套低浓度抽放系统，一套高浓度抽放系统，其中高浓度抽放一般农地维持在25％以上，低浓度一般浓度多在8％以下，甚至更低，对于大多数瓦斯利用项目基本以瓦斯发电为主，受目前瓦斯发电技术影响，基本上8％以下浓度无法利用，如果将两者完全混合利用往往受于瓦斯抽放浓度、压力、流量波动较大造成混合后浓度极其不稳定而影响生产。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种瓦斯气体自动掺混装置，克服现有技术中浓度低于8％的瓦斯气体无法利用或者高低浓度瓦斯混合后浓度、流量波动及压力变化较大造成运行不稳定的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种瓦斯气体自动掺混装置,包括气体混合器、控制器、所述气体混合器上设有低浓度瓦斯进气口、高浓度瓦斯进气口及混合瓦斯气出气口，所述低浓度瓦斯进气口连接低浓度瓦斯进气管道，所述高浓度瓦斯进气口连接高浓度瓦斯进气管道，所述混合瓦斯气出气口连接混合瓦斯管道；所述低浓度瓦斯气体管道上设有压力传感器、压力平衡阀及节流控制阀，所述压力传感器、压力平衡阀及节流控制阀均与所述控制器通过数据线连接；所述混合瓦斯管道上设有浓度探测仪，所述浓度探测仪通过数据线与控制器连接。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

本实用新型如上所述一种瓦斯气体自动掺混装置,进一步，所述控制器包括CPU单元和A/D转换单元。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型当低浓度瓦斯及高浓度瓦斯分别通过低浓度瓦斯进气管道和高浓度瓦斯进气管道计入气体混合器后由浓度探测仪将混合后混合气的瓦斯浓度信号输送至控制器，控制器根据瓦斯浓度信号和压力传感器输送的压力信号调整节流控制阀控制低浓度瓦斯气体进入气体混合器的流量，以维持混合瓦斯气体浓度在设置范围内，同时调整压力平衡阀维持整套装置压力在规定范围内。

本实用新型利用上述瓦斯气体自动掺混装置的自动掺混方法，具体包括以下步骤：

步骤(1)根据压力传感器检测的当前压力值p及当前节流控制阀的开度值v0，利用公式(1)获得低浓度瓦斯气体管道内的当前低浓度瓦斯流量值q，

q＝f(p,v)  公式(1)；

步骤(2)连续检测并获得单位时间内混合后的瓦斯浓度c1,c2…，计算连续相邻时间点浓度变化趋势值利用公式(2)计算当前节流控制阀的调整幅度系数k1，

k1＝(c1-c2)/c1  公式(2)；

步骤(3)根据当前低浓度瓦斯流量值q和气体混合器截面积m利用公式(3)计算低浓度瓦斯达到混合后监测点时间差tk，

tk＝q/m公式  (3)；

步骤(4)根据步骤(3)的时间差tk、当前节流控制阀开度值v0及现场设备调整系数k，利用公式(4)计算节流控制阀调整开度值v1，

V1＝(k1*v0/tk)*k+v0。

本实用新型上述方法为避免节流控制阀调整滞后引起的浓度波动，对控制器主要控制算法和程序采用趋势预测控制策略，浓度探测仪反馈的瓦斯混合气浓度值和压力传感器器反馈的压力值及当前节流阀反馈的开度值按照一定算法进行变化趋势预测，根据预测值和即时反馈的瓦斯混合气浓度值、压力值及节流阀反馈的开度值做提前调整，快速反应使得经气体混合器后混合瓦斯气浓度稳定，波动最小，保证生产正常进行且方便后续利用系统使用。

附图说明

图1为本实用新型一种瓦斯气体自动掺混装置结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、控制器，2、气体混合器，3、节流控制阀，4、压力平衡阀，5、混合瓦斯管道，6、压力传感器，7、低浓度瓦斯气体管道，8、高浓度瓦斯进气管道，9、混合瓦斯管道。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。