本發(fā)明涉及煤炭地下氣化技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種煤炭地下氣化礦井式氣化爐安全保障系統(tǒng)及實施方法。

背景技術(shù)：

煤炭地下氣化礦井式氣化爐是通過人工掘進(jìn)的方式來完成氣化爐的構(gòu)建過程，在施工過程中，圍繞煤層中的氣化爐需要先后挖掘一條進(jìn)風(fēng)巷、一條出氣巷、一條連接巷，從而形成一條連通的通風(fēng)巷道。該通風(fēng)巷道在氣化爐構(gòu)建過程中，用于為氣化爐施工人員提供一定的空氣；在氣化爐運行過程中，用于為氣化爐的檢修人員提供空氣。由于氣化爐運行過程中，爐內(nèi)會產(chǎn)生大量煤氣混合氣體，如這些氣體泄漏入通風(fēng)巷道，會對人員人身安全造成不必要的危害；如這些氣體泄漏到通風(fēng)巷道的濃度很高，逼近氣體極限爆炸濃度，會存在爆炸的危險隱患；而目前的現(xiàn)有技術(shù)在巷內(nèi)安裝氣體濃度監(jiān)控及報警器，實際使用中頻繁的報警、人員撤離、再處理十分耗費人力物力；這種亡羊補牢式的安全監(jiān)控系統(tǒng)同時存在著監(jiān)控范圍不全面等安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)存在的地下氣化礦井式氣化爐通風(fēng)巷道存在安全隱患且現(xiàn)有安全監(jiān)控系統(tǒng)浪費人力物力且不能完全保障安全的問題，本發(fā)明提供了一種煤炭地下氣化礦井式氣化爐安全保障系統(tǒng)及實施方法，所述系統(tǒng)及實施方法對通風(fēng)巷道中的危險氣體進(jìn)行實時監(jiān)測，并自動的對所述危險氣體進(jìn)行安全處理。

所述一種煤炭地下氣化礦井式氣化爐安全保障系統(tǒng)包括：

氣體檢測單元，所述氣體檢測單元包括一臺或多臺氣體檢測儀，所述氣體檢測儀用于實時監(jiān)測氣化爐通風(fēng)巷道內(nèi)特定氣體的濃度；所述特定氣體為一種或多種特定氣體；

送風(fēng)單元，所述送風(fēng)單元包括一臺或多臺鼓風(fēng)機，用于向氣化爐通風(fēng)巷道中送入流通氣體以使所述氣化爐的通風(fēng)巷道內(nèi)氣體流通更迭；所述送風(fēng)單元的送風(fēng)量由過程控制單元控制調(diào)節(jié)；

氣化劑供應(yīng)單元，所述氣化劑供應(yīng)單元用于向氣化爐內(nèi)供應(yīng)氣化劑以供氣化反應(yīng)；所述氣化劑供應(yīng)單元的氣化劑供應(yīng)量由過程控制單元控制調(diào)節(jié)；

過程控制單元，所述過程控制單元用于根據(jù)氣體檢測單元檢測的氣化爐特定氣體的濃度來控制所述送風(fēng)單元的送風(fēng)量以及氣化劑供應(yīng)單元的氣化劑供應(yīng)量。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)包括工業(yè)交換機，所述工業(yè)交換機連接氣體檢測單元、送風(fēng)單元、氣化劑供應(yīng)單元以及過程控制單元，組成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)；

所述一種煤炭地下氣化礦井式氣化爐的安全保障實施方法包括：

對氣化爐的通風(fēng)巷道內(nèi)的特定氣體進(jìn)行實時監(jiān)測；

當(dāng)一種或多種特定氣體中的任一種特定氣體濃度達(dá)到n*w時，所述過程控制單元控制風(fēng)量增加k倍；若在規(guī)定時間t內(nèi)所述特定氣體濃度未降低到m*w，則所述過程控制單元控制氣化劑供應(yīng)量降低l倍，其中w為特定氣體人體可吸入極限濃度或特定氣體爆炸極限濃度，不同特定氣體的w取值是相同的或不同的；其中，0＜m≤n≤100％，k≥1，0≤l≤1。

進(jìn)一步的，所述方法包括：當(dāng)一種或多種特定氣體中的任一種特定氣體檢測濃度連續(xù)p點呈上升趨勢時，所述過程控制單元控制風(fēng)量增加k倍；若繼續(xù)檢測的連續(xù)p個點仍呈上升趨勢，則所述過程控制單元控制氣化劑供應(yīng)量降低l倍；其中，p≥3且p為整數(shù)，k≥1，0≤l≤1；

進(jìn)一步的，所述方法包括：將所述氣體檢測儀檢測濃度結(jié)果以連續(xù)每q個點為一組進(jìn)行分組，并取每組的檢查濃度結(jié)果平均值，當(dāng)一種或多種特定氣體檢測濃度平均值連續(xù)p點呈上升趨勢時，所述過程控制單元控制風(fēng)量增加k倍；若繼續(xù)檢測的一種或多種特定氣體檢測濃度平均值連續(xù)p個點仍呈上升趨勢，則所述過程控制單元控制氣化劑供應(yīng)量降低l倍；其中，p≥3且p為整數(shù)，q≥2且q為整數(shù)，k≥1，0≤l≤1；

進(jìn)一步的，所述特定氣體包括co、ch4、h2以及o2；所述氣體檢測儀包括co氣體檢測儀、ch4氣體檢測儀、h2氣體檢測儀以及o2氣體檢測儀；

進(jìn)一步的，所述氣體檢測儀等間距或不等間距的布置在氣化爐通風(fēng)巷道內(nèi)；

進(jìn)一步的，所述氣化爐的通風(fēng)巷道包括依次連接的進(jìn)風(fēng)巷、連接巷以及出風(fēng)巷；所述送風(fēng)單元通過進(jìn)風(fēng)巷進(jìn)行送風(fēng)。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的技術(shù)方案，給出了一種煤炭地下氣化礦井式氣化爐安全保障系統(tǒng)及實施方法，所述安全保障系統(tǒng)及實施方法對通風(fēng)巷道內(nèi)的特定氣體(危險氣體)濃度進(jìn)行實時監(jiān)控，當(dāng)特定氣體濃度升高時，所述安全保障系統(tǒng)自動進(jìn)行調(diào)整通風(fēng)巷道送風(fēng)量以及氣化劑供給量，使特定氣體濃度降低，保證特定氣體濃度不會存在安全隱患也不會對人體造成傷害，同時也節(jié)省了因?qū)μ囟怏w濃度超標(biāo)進(jìn)行處理導(dǎo)致的的人力物力的浪費。

附圖說明

通過參考下面的附圖，可以更為完整地理解本發(fā)明的示例性實施方式：

圖1為本發(fā)明具體實施方式的一種煤炭地下氣化礦井式氣化爐安全保障系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明具體實施方式的一種煤炭地下氣化礦井式氣化爐安全保障實施方法的流程圖；以及

圖3為本發(fā)明具體實施方式的一種煤炭地下氣化礦井式氣化爐安全保障系統(tǒng)的通風(fēng)巷道內(nèi)多臺氣體檢測儀的布置圖。

具體實施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的示例性實施方式，然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式來實施，并且不局限于此處描述的實施例，提供這些實施例是為了詳盡地且完全地公開本發(fā)明，并且向所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。對于表示在附圖中的示例性實施方式中的術(shù)語并不是對本發(fā)明的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標(biāo)記。

除非另有說明，此處使用的術(shù)語(包括科技術(shù)語)對所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術(shù)語，應(yīng)當(dāng)被理解為與其相關(guān)領(lǐng)域的語境具有一致的含義，而不應(yīng)該被理解為理想化的或過于正式的意義。

圖1為本發(fā)明具體實施方式的一種煤炭地下氣化礦井式氣化爐安全保障系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；所述一種煤炭地下氣化礦井式氣化爐安全保障系統(tǒng)包括：

氣體檢測單元101，所述氣體檢測單元101包括一臺或多臺氣體檢測儀，所述氣體檢測儀用于實時監(jiān)測氣化爐通風(fēng)巷道內(nèi)特定氣體的濃度；所述特定氣體為一種或多種特定氣體；

送風(fēng)單元102，所述送風(fēng)單元102包括一臺或多臺鼓風(fēng)機，用于向氣化爐通風(fēng)巷道中送入流通氣體以使所述氣化爐的通風(fēng)巷道內(nèi)氣體流通更迭；所述送風(fēng)單元102的送風(fēng)量由過程控制單元控制調(diào)節(jié)；

氣化劑供應(yīng)單元103，所述氣化劑供應(yīng)單元103用于向氣化爐內(nèi)供應(yīng)氣化劑以供氣化反應(yīng)；所述氣化劑供應(yīng)單元103的氣化劑供應(yīng)量由過程控制單元控制調(diào)節(jié)；

過程控制單元104，所述過程控制單元104用于根據(jù)氣體檢測單元101檢測的氣化爐特定氣體的濃度來控制所述送風(fēng)單元102的送風(fēng)量以及氣化劑供應(yīng)單元103的氣化劑供應(yīng)量；

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)包括工業(yè)交換機105，所述工業(yè)交換機105連接氣體檢測單元101、送風(fēng)單元102、氣化劑供應(yīng)單元103以及過程控制單元104，組成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)；

進(jìn)一步的，所述特定氣體包括co、ch4、h2以及o2；所述氣體檢測儀包括co氣體檢測儀、ch4氣體檢測儀、h2氣體檢測儀以及o2氣體檢測儀；

進(jìn)一步的，所述氣體檢測儀等間距或不等間距的布置在氣化爐的通風(fēng)巷道內(nèi)；

進(jìn)一步的，所述氣體檢測儀以組為單位等間距或不等間距的布置在氣化爐的通風(fēng)巷道內(nèi)，所述組內(nèi)包括co氣體檢測儀、ch4氣體檢測儀、h2氣體檢測儀以及o2氣體檢測儀；如圖3所示，是將氣體檢測儀以組為單位等間距的布置在通風(fēng)巷道內(nèi)；

進(jìn)一步的，所述氣化爐的通風(fēng)巷道包括依次連接的進(jìn)風(fēng)巷、連接巷以及出風(fēng)巷；所述送風(fēng)單元通過進(jìn)風(fēng)巷進(jìn)行送風(fēng)；

進(jìn)一步的，所述鼓風(fēng)機向氣化爐通風(fēng)巷道中送入的流通氣體包括空氣、co2、n2；當(dāng)所述氣化爐通風(fēng)巷道內(nèi)有人出入時，鼓風(fēng)機向氣化爐通風(fēng)巷道中送入的流通氣體包括空氣；

進(jìn)一步的，所述一種或多種特定氣體中的任一種特定氣體濃度達(dá)到n*w時，所述過程控制單元104控制風(fēng)量增加至k倍；若在規(guī)定時間t內(nèi)所述特定氣體濃度未降低到m*w，則所述過程控制單元104控制氣化劑供應(yīng)量降低l倍；其中w為特定氣體人體可吸入極限濃度或特定氣體爆炸極限濃度，不同特定氣體的w取值是相同的或不同的；0＜m≤n≤100％，k≥1，0≤l≤1；

進(jìn)一步的，所述一種或多種特定氣體中的任一種特定氣體檢測濃度連續(xù)p點呈上升趨勢時，所述過程控制單元104控制風(fēng)量增加k倍；若繼續(xù)檢測的連續(xù)p個點仍呈上升趨勢，則所述過程控制單元104控制氣化劑供應(yīng)量降低l倍；其中，p≥3且p為整數(shù)，k≥1，0≤l≤1。

圖2為本發(fā)明具體實施方式的一種煤炭地下氣化礦井式氣化爐安全保障實施方法的流程圖；所述一種煤炭地下氣化礦井式氣化爐安全保障實施方法包括：

步驟201，對氣化爐的通風(fēng)巷道內(nèi)的特定氣體進(jìn)行實時監(jiān)測；

步驟202，當(dāng)特定氣體濃度升高達(dá)到n*w時，控制風(fēng)量增加至k倍；

步驟203，判斷規(guī)定時間t內(nèi)所述特定氣體濃度是否降低到m*w；

步驟204，若未降低至m*w，控制氣化劑供應(yīng)量降低l倍。

其中，0＜m≤n≤100％，k≥1，0≤l≤1。

進(jìn)一步的，所述方法包括：當(dāng)一種或多種特定氣體中的任一種特定氣體檢測濃度連續(xù)p點呈上升趨勢時，所述過程控制單元控制風(fēng)量增加k倍；若繼續(xù)檢測的連續(xù)p個點仍呈上升趨勢，則所述過程控制單元控制氣化劑供應(yīng)量降低l倍；其中，p≥3且p為整數(shù)，k≥1，0≤l≤1；

進(jìn)一步的，所述方法包括：將所述氣體檢測儀檢測濃度結(jié)果以連續(xù)每q個點為一組進(jìn)行分組，并取每組的檢查濃度結(jié)果平均值，當(dāng)一種或多種特定氣體檢測濃度平均值連續(xù)p點呈上升趨勢時，所述過程控制單元控制風(fēng)量增加k倍；若繼續(xù)檢測的一種或多種特定氣體檢測濃度平均值連續(xù)p個點仍呈上升趨勢，則所述過程控制單元控制氣化劑供應(yīng)量降低l倍；其中，p≥3且p為整數(shù)，q≥2且q為整數(shù)，k≥1，0≤l≤1；

進(jìn)一步的，當(dāng)判斷規(guī)定時間t內(nèi)所述特定氣體濃度已經(jīng)降低到m*w以下或不再連續(xù)p點呈上升趨勢時，保持送風(fēng)單元以k倍送風(fēng)量繼續(xù)送風(fēng)一段時間后，將送風(fēng)單元送風(fēng)量調(diào)整至原送風(fēng)量；所述繼續(xù)以k倍送風(fēng)的時間由過程控制單元預(yù)設(shè)；

進(jìn)一步的，當(dāng)控制氣化劑供應(yīng)量降低l倍后，繼續(xù)判斷規(guī)定時間t內(nèi)所述特定氣體濃度是否降低到m*w或判斷是否連續(xù)p點呈上升趨勢，若已降低到m*w以下或連續(xù)p點不再呈上升趨勢時，保持氣化劑供應(yīng)單元以l倍氣化劑供應(yīng)量繼續(xù)供應(yīng)一段時間后，將氣化劑供應(yīng)單元氣化劑供應(yīng)量調(diào)整至原氣化劑供應(yīng)量，將送風(fēng)單元送風(fēng)量調(diào)整至原送風(fēng)量；所述繼續(xù)以l倍供應(yīng)氣化劑的時間由過程控制單元預(yù)設(shè)；

進(jìn)一步的，所述特定氣體包括co、ch4、h2以及o2；所述氣體檢測儀包括co氣體檢測儀、ch4氣體檢測儀、h2氣體檢測儀以及o2氣體檢測儀；

進(jìn)一步的，所述氣體檢測儀等間距或不等間距的布置在氣化爐通風(fēng)巷道內(nèi)；

進(jìn)一步的，所述氣化爐的通風(fēng)巷道包括依次連接的進(jìn)風(fēng)巷、連接巷以及出風(fēng)巷；所述送風(fēng)單元通過進(jìn)風(fēng)巷進(jìn)行送風(fēng)。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。