專利名稱：蒸汽摻混防爆系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及熱能與動力領域，尤其是一種蒸汽摻混防爆系統。
背景技術：
在煤炭工業以及石油天然氣工業中，會產生許多氣體燃料與空氣的易燃易爆混合物(例如處于爆炸范圍內的煤層氣與空氣的混合物)，為利用這些混合物往往需要將這些混合物進行輸送，如何確保在輸送過程中不產生燃燒爆炸是利用這些混合物的最重要的前提。為了防止這類混合物的爆炸，人們開發了多種技術方案，例如干式阻火器、水封式阻火器等，但是所有這些都只不過是作輸送管道中的阻火閥而已。因此，需要發明一種可適用于長距離輸送氣體燃料與空氣的易燃易爆混合物的防爆系統。
發明內容
為了解決上述問題，本發明提出的技術方案如下
一種輸送易燃氣體混合物的方法，在易燃氣體混合物中摻入蒸汽得到蒸汽燃氣混合物，將所述蒸汽燃氣混合物輸送至目的地后，再將所述蒸汽和所述易燃氣體混合物分離，從而在目的地獲得所述易燃氣體混合物。通過冷凝冷卻的方式使所述蒸汽液化，從而將所述蒸汽和所述易燃氣體混合物分離。一種蒸汽摻混防爆系統，包括摻混器、鍋爐、液體泵和冷凝冷卻器，在所述摻混器上設蒸汽入口、燃氣入口和蒸汽燃氣混合物出口，所述鍋爐的蒸汽出口與所述蒸汽入口連通，所述蒸汽燃氣混合物出口與所述冷凝冷卻器的被冷凝冷卻流體入口連通，所述冷凝冷卻器的被冷凝冷卻流體出口包括被冷凝液體出口和被冷卻燃氣出口，所述被冷凝液體出口與所述液體泵的液體入口連通，所述液體泵的液體出口與所述鍋爐連通。一種蒸汽摻混防爆系統，包括鍋爐、液體泵和冷凝冷卻器，在所述鍋爐的蒸汽室上設燃氣入口和蒸汽燃氣混合物出口，所述蒸汽燃氣混合物出口與所述冷凝冷卻器的被冷凝冷卻流體入口連通，所述冷凝冷卻器的被冷凝冷卻流體出口包括被冷凝液體出口和被冷卻燃氣出口，所述被冷凝液體出口與所述液體泵的液體入口連通，所述液體泵的液體出口與所述鍋爐連通。所述蒸汽室和所述冷凝冷卻器之間的連通通道設為蒸汽燃氣混合物輸送管道。一種蒸汽摻混防爆系統，包括摻混器、加熱室和冷凝冷卻器，在所述摻混器上設蒸汽入口、燃氣入口和蒸汽燃氣混合物出口，所述加熱室的氣體出口與膨脹做功機構的氣體工質入口連通，所述膨脹做功機構的氣體工質出口與所述摻混器的所述蒸汽入口連通，所述摻混器的蒸汽燃氣混合物出口與所述冷凝冷卻器的被冷凝冷卻流體入口連通，所述冷凝冷卻器的被冷凝冷卻流體出口包括被冷凝液體出口和被冷卻燃氣出口，所述被冷凝液體出口與所述冷凝冷卻器的被加熱流體入口連通，所述冷凝冷卻器的被加熱流體出口與壓氣機的氣體入口連通，所述壓氣機的氣體出口與所述加熱室連通。
所述膨脹做功機構設為活塞式做功機構或設為葉輪式做功機構。所述壓氣機設為活塞式壓氣機或設為葉輪式壓氣機。在所述被冷凝液體出口和所述被加熱流體入口之間的連通通道上設液體泵。所述摻混器和所述冷凝冷卻器之間的連通通道設為蒸汽燃氣混合物輸送管道。在所述被冷凝液體出口和所述被加熱流體入口之間的連通通道上設冷卻器。在所述蒸汽燃氣混合物輸送管道上設隔熱結構。本發明中，所述摻混器、所述鍋爐和所述加熱室也可以設為絕熱式。
本發明的原理是通過將蒸汽與燃料和空氣的混合物混合，降低燃料含量的百分t匕，從而避免燃燒和爆炸過程，以實現燃料和空氣的混合物的長距離輸送，在輸送系統的末端設所述冷凝冷卻器，使蒸汽液化實現分離回收蒸汽的目的。本發明中，設置所述鍋爐的目的是為了產生蒸汽。本發明中，在設有所述膨脹做功機構和所述壓氣機的結構中，通過利用所述壓氣機的氣體入口處的降壓作用，使處于所述冷凝冷卻器中的被加熱流體通道內的液體發生蒸發并從處于被冷卻流體通道內的氣體燃料、空氣和蒸汽的混合物中吸熱，這一吸熱過程將使混合物中的蒸汽發生液化，實現分離作用；經過所述壓氣機增壓后的蒸汽在所述加熱室內被加熱升溫升壓后推動所述做功機構做功，做功完了的蒸汽進入所述摻混器與氣體燃料和空氣的混合物混合。本發明中，所述膨脹做功機構可以對所述壓氣機輸出動力。本發明中，所述膨脹做功機構還可以對外輸出動力。本發明中，所謂的摻混器是指將氣體燃料和空氣的混合物與蒸汽進行混合生成新的混合物的裝置，例如射流泵、混合罐等。本發明中，設在所述摻混器上的所述燃氣入口是指用于導入燃料和空氣混合物的入口，所述蒸汽燃氣混合物出口是指用于導出氣體燃料和空氣的混合物與蒸汽進行混合生成新的混合物的出口。本發明中，所謂的膨脹做功機構是指利用氣體膨脹對外輸出動力的機構，例如透平、活塞氣缸機構等。本發明中，應根據熱能與動力領域的公知技術，在必要的地方設置必要的部件、單元或系統。本發明的有益效果如下
本發明結構簡單，可適用于長距離輸送氣體燃料與空氣的易燃易爆混合物。
圖I所示的是本發明實施例I的結構示意 圖2所示的是本發明實施例2的結構示意 圖3所示的是本發明實施例3的結構示意圖，
圖4所示的是本發明實施例4的結構示意 圖5所示的是本發明實施例5的結構示意圖，
其中
I摻混器、11蒸汽入口、12燃氣入口、13蒸汽燃氣混合物出口、2鍋爐、21蒸汽出口、201蒸汽室、3液體泵、4冷凝冷卻器、41被冷凝冷卻流體入口、421被冷凝液體出口、422被冷卻燃氣出口、43被加熱流體入口、44被加熱流體出口、5加熱室、6膨脹做功機構、61氣體工質入口、62氣體工質出口、7壓氣機、8冷卻器。
具體實施例方式實施例I
如圖I所示的蒸汽摻混防爆系統，包括摻混器I、鍋爐2和液體泵3和冷凝冷卻器4，所述摻混器I上設有蒸汽入口 11、燃氣入口 12和蒸汽燃氣混合物出口 13，所述鍋爐2的蒸汽出口 21與所述摻混器I上的所述蒸汽入口 12連通，所述摻混器I上的蒸汽燃氣混合物出口 13與所述冷凝冷卻器4的被冷凝冷卻流體入口 41連通，所述冷凝冷卻器4的被冷凝冷卻流體出口包括被冷凝液體出口 421和被冷卻燃氣出口 422，所述被冷凝液體出口 421與所述液體泵3的液體入口連通，所述液體泵3的液體出口與所述鍋爐2連通。在所述摻混器I中將所述鍋爐2中產生的蒸汽摻入易燃氣體混合物得到蒸汽燃氣混合物，將所述蒸汽燃氣混合物輸送至目的地后，在所述冷凝冷卻器中分離所述蒸汽和所 述易燃氣體混合物，從而在目的地獲得所述易燃氣體混合物，所述蒸汽被冷凝成水并重新被液體泵3輸送至所述鍋爐2內，進入下一個循環。所述易燃氣體混合物被輸送至目的地的過程中，由于所述易燃氣體混合物中摻入了大量的蒸汽，降低了其中可燃氣體含量的百分比，使其濃度處于爆炸范圍之外，從而避免了可燃氣體的燃燒和爆炸，因此可以實現易燃氣體混合物的長距離傳輸。本實施例中，所述被冷凝液體出口 421用于導出蒸汽被冷凝形成的液體，所述被冷卻燃氣出口 422用于導出被冷卻后的氣體燃料與空氣的混合物。所述蒸汽被冷凝形成的液體和被冷卻后的氣體燃料與空氣的混合物可以通過氣液分離結構分離后，再從相應的導出口導出。本實施例中，所述摻混器I設為射流泵，可選擇地，所述摻混器I還可以設為混合罐。本實施例實際應用于長距離輸送氣體燃料與空氣的易燃易爆混合物時，所述摻混器I和所述冷凝冷卻器4之間的連通通道可以設為蒸汽燃氣混合物輸送管道。進一步地，所述蒸汽燃氣混合物輸送管道上可以設置隔熱結構。實施例2
如圖2所示的蒸汽摻混防爆系統，包括鍋爐2、液體泵3和冷凝冷卻器4，在所述鍋爐2的蒸汽室201上設燃氣入口 12和蒸汽燃氣混合物出口 13，所述蒸汽燃氣混合物出口 13與所述冷凝冷卻器4的被冷凝冷卻流體入口 41連通，所述冷凝冷卻器4的被冷凝冷卻流體出口包括被冷凝液體出口 421和被冷卻燃氣出口 422，所述被冷凝液體出口 421與所述液體泵3的液體入口連通，所述液體泵3的液體出口與所述鍋爐2連通。本實施例實際應用于長距離輸送氣體燃料與空氣的易燃易爆混合物時，所述蒸汽室201和所述冷凝冷卻器4之間的連通通道可以設為蒸汽燃氣混合物輸送管道。進一步地，所述蒸汽燃氣混合物輸送管道上可以設置隔熱結構。實施例3
如圖3所示的蒸汽摻混防爆系統，包括摻混器I、加熱室5和冷凝冷卻器4，所述摻混器I上設有蒸汽入口 11、燃氣入口 12和蒸汽燃氣混合物出口 13，所述加熱室5的氣體出口與膨脹做功機構6的氣體工質入口 61連通，所述膨脹做功機構6的氣體工質出口 62與所述摻混器I的所述蒸汽入口 11連通，所述摻混器I的蒸汽燃氣混合物出口 13與所述冷凝冷卻器4的被冷凝冷卻流體入口 41連通，所述冷凝冷卻器4的被冷凝冷卻流體出口包括被冷凝液體出口 421和被冷卻燃氣出口 422，所述被冷凝液體出口 421與所述冷凝冷卻器4的被加熱流體入口 43連通，所述冷凝冷卻器的被加熱流體出口 44與壓氣機7的氣體入口連通，所述壓氣機7的氣體出口與所述加熱室5連通。本實施例中，所述膨脹做功機構6和所述壓氣機7均設為葉輪式機構。選擇性地，所述膨脹做功機構6還可以設為活塞式做功機構，所述壓氣機7還可以設為活塞式壓氣機。實施例4
如圖4所示的蒸汽摻混防爆系統，其與實施例3的區別在于在所述被冷凝液體出口421和所述被加熱流體入口 43之間的連通通道上設液體泵3。實施例5
如圖5所示的蒸汽摻混防爆系統，其與實施例4的區別在于在所述被冷凝液體出口421和所述液體泵3的液體入口之間的連通通道上設冷卻器9。選擇性地，所述冷卻器9可以設置在所述被冷凝液體出口 421和所述被加熱流體入口 43之間的連通通道上的任一處。選擇性地，所述膨脹做功機構6可以對所述壓氣機7輸出動力。選擇性地，上述實施例中所述摻混器I、所述鍋爐2和所述加熱室5也可以設為絕熱式。顯然，本發明不限于以上實施例，根據本領域的公知技術和本發明所公開的技術方案，可以推導出或聯想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種輸送易燃氣體混合物的方法，其特征在于在易燃氣體混合物中摻入蒸汽得到蒸汽燃氣混合物，將所述蒸汽燃氣混合物輸送至目的地后，再將所述蒸汽和所述易燃氣體混合物分離，從而在目的地獲得所述易燃氣體混合物。
2.如權利要求I所述輸送易燃氣體混合物的方法，其特征在于通過冷凝冷卻的方式使所述蒸汽液化，從而將所述蒸汽和所述易燃氣體混合物分離。
3.一種蒸汽摻混防爆系統，包括摻混器(I)、鍋爐(2)、液體泵(3)和冷凝冷卻器(4)，其特征在于在所述摻混器(I)上設蒸汽入口(11)、燃氣入口(12)和蒸汽燃氣混合物出口(13)，所述鍋爐(2)的蒸汽出口(21)與所述蒸汽入口( 12)連通，所述蒸汽燃氣混合物出口(13)與所述冷凝冷卻器(4)的被冷凝冷卻流體入口(41)連通，所述冷凝冷卻器(4)的被冷凝冷卻流體出口包括被冷凝液體出口(421)和被冷卻燃氣出口(422)，所述被冷凝液體出口(421)與所述液體泵(3)的液體入口連通，所述液體泵(3)的液體出口與所述鍋爐(2)連通。
4.一種蒸汽摻混防爆系統，包括鍋爐(2)、液體泵(3)和冷凝冷卻器(4)，其特征在于在所述鍋爐(2)的蒸汽室(201)上設燃氣入口(12)和蒸汽燃氣混合物出口(13)，所述蒸汽燃氣混合物出口(13)與所述冷凝冷卻器(4)的被冷凝冷卻流體入口(41)連通，所述冷凝冷卻器(4)的被冷凝冷卻流體出口包括被冷凝液體出口(421)和被冷卻燃氣出口(422)，所述被冷凝液體出口(421)與所述液體泵(3)的液體入口連通，所述液體泵(3)的液體出口與所述鍋爐(2)連通。
5.如權利要求4所述蒸汽摻混防爆系統，其特征在于所述蒸汽室(201)和所述冷凝冷卻器(4)之間的連通通道設為蒸汽燃氣混合物輸送管道。
6.一種蒸汽摻混防爆系統，包括摻混器(I)、加熱室(5)和冷凝冷卻器(4)，其特征在于在所述摻混器(I)上設蒸汽入口(11)、燃氣入口(12)和蒸汽燃氣混合物出口(13)，所述加熱室(5)的氣體出口與膨脹做功機構(6)的氣體工質入口(61)連通，所述膨脹做功機構(6)的氣體工質出口(62)與所述摻混器(I)的所述蒸汽入口(11)連通，所述摻混器(I)的蒸汽燃氣混合物出口( 13)與所述冷凝冷卻器(4)的被冷凝冷卻流體入口(41)連通，所述冷凝冷卻器(4)的被冷凝冷卻流體出口包括被冷凝液體出口(421)和被冷卻燃氣出口(422)，所述被冷凝液體出口(421)與所述冷凝冷卻器(4)的被加熱流體入口(43)連通，所述冷凝冷卻器(4)的被加熱流體出口(44)與壓氣機(7)的氣體入口連通，所述壓氣機(7)的氣體出口與所述加熱室(5 )連通。
7.如權利要求6所述蒸汽摻混防爆系統，其特征在于所述膨脹做功機構(6)設為活塞式做功機構或設為葉輪式做功機構。
8.如權利要求6所述蒸汽摻混防爆系統，其特征在于所述壓氣機(7)設為活塞式壓氣機或設為葉輪式壓氣機。
9.如權利要求6所述蒸汽摻混防爆系統，其特征在于在所述被冷凝液體出口(421)和所述被加熱流體入口(43)之間的連通通道上設液體泵(3)。
10.如權利要求3或6所述蒸汽摻混防爆系統，其特征在于所述摻混器(I)和所述冷凝冷卻器(4)之間的連通通道設為蒸汽燃氣混合物輸送管道。
全文摘要
本發明公開了一種蒸汽摻混防爆系統，包括摻混器、鍋爐、液體泵和冷凝冷卻器，在所述摻混器上設蒸汽入口、燃氣入口和蒸汽燃氣混合物出口，所述鍋爐的蒸汽出口與所述蒸汽入口連通，所述蒸汽燃氣混合物出口與所述冷凝冷卻器的被冷凝冷卻流體入口連通，所述冷凝冷卻器的被冷凝冷卻流體出口包括被冷凝液體出口和被冷卻燃氣出口，所述被冷凝液體出口與所述液體泵的液體入口連通，所述液體泵的液體出口與所述鍋爐連通。本發明結構簡單，可適用于長距離輸送氣體燃料與空氣的易燃易爆混合物。
文檔編號F17D5/00GK102878435SQ201210289279
公開日2013年1月16日 申請日期2012年8月14日 優先權日2011年8月15日
發明者靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術股份有限公司