专利名称：车载式煤层气压缩装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车载式煤层气压縮装置。
技术背景现有的用于煤层气压縮的装置多为往复式压縮机组，机组多为电机驱动，少量 为燃气发动机驱动往复式压缩机形式。机组存在外形尺寸庞大，笨重，结构复杂，易 损部件较多，排量较小，气流有脉动且噪声大，对基础要求高等缺点。且装置一般为 固定式，都存在不易灵活移动拆装的缺点。发明内窖本实用新型是为了克服现有技术存在的上述缺点而提供的一种能适应我国煤矿 瓦斯回收利用的特点的煤层气压縮装置。其结构简单，体积小、振动小、平衡性能好、 容积效率高，寿命长，对基础要求简单、维护管理简单，对湿压縮不敏感、变工况适应性强、方便流动、安全可靠。适应我国中小流量煤矿煤层气回收利用的需要，有利 于提高煤层气的回收利用率。本实用新型 一种车载式煤层气压縮装置，用于煤层气回收利用系统中的压縮环 节；包括压縮机组、驱动机组、调节控制系统、用于连接上述部件的油路、管路、以 及电气开关、仪器仪表；其特点是，所述的压缩机组为螺杆压缩机，所述的驱动机组 为燃气发动机；还包括齿轮箱离合器和两个弹性联轴器；所述的齿轮箱离合器设置在 所述的螺杆压縮机与燃气发动机之间，分别通过两个弹性联轴器连接，整体设置在载 重汽车上。上述一种车载式煤层气压縮装置，其中，还包括一车载固定装置，所述的车载 固定装置包括一机组底盘、 一小底盘；所述的机组底盘固定在载重汽车的大梁上；所述的小底盘上设置螺杆压縮机、燃气发动机、以及连接螺杆压縮机和燃气发4
动机为一体的齿轮箱离合器和两个弹性联轴器，组成一个可拆卸的整体单元；所述小 底盘安装固定在机组底盘上。上述一种车载式煤层气压縮装置，其中，还包括一减振垫，设置在小底盘与机 组底盘之间。上述一种车载式煤层气压縮装置，其中，还包括一前置过滤器、 一高效气液分 离器、 一喷液系统和一滑油系统；所述的前置过滤器设置在螺杆压縮机的前端；所述 的高效气液分离器设置在螺杆压縮机的后端，喷液系统和滑油系统设置在螺杆压縮机 的旁侧，并顺序连接。上述一种车载式煤层气压縮装置，其中，所述的螺杆压縮机采用进口压力控制 回流系统和采用最低压力控制隔断系统。上述一种车载式煤层气压縮装置，其中，还包括一进气滤器和一稳压装置；所述的稳压装置固定在小底盘上，通过管道连接在燃气发动机的进气端；所述的进气滤 器的进口端与地下气源连接，其出口端与稳压装置的输入端连接。上述一种车载式煤层气压縮装置，其中，还包括一甲垸浓度检测装置连接在燃 气发动机的进气管道上。上述一种车载式煤层气压縮装置，其中，还包括一步进电机调节阀，连接在燃气发动机的进气管道上。上述一种车载式煤层气压縮装置，其中，所述的发动机的转速波动值在±5%以内。上述一种车载式煤层气压缩装置，其中，所述的电气开关、仪器仪表均采用防 爆型。本实用新型车载式煤层气压縮装置由于采用了以上的技术方案，以螺杆压縮机 作为煤层气压縮机组，以燃气发动机作为驱动，整套装置采用车载形式，使其具有多 项优点1、 该螺杆压缩机具有气体压縮比大，容积效率高，吸、排气压力稳定；当煤层气中含有水分及液化重烃或含有杂质时，都不会影响机组正常工作；2、 结构简单，体积小，易损件少，振动小，螺杆的磨损小，寿命长；且可根据不同工况采用不同材质，确保耐腐蚀性；3、 采用优质机械密封，保证介质气不外泄；4、 可直接利用煤层气作为燃气驱动，调节方便，经济环保；5、 采用车载形式，具有移动性、灵活性、经济性等特点；6、 能耗少，振动小，效率高，运转平稳，操作方便，维护管理简单；7、 现场的电气设备，仪器仪表均釆用防爆型，确保了机组的安全运行。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。 图l是煤层气回收利用流程图。图2是本实用新型车载式煤层气压縮装置的结构示意图。 图3是图2的俯视图。
具体实施方式
请参阅图i，这是煤层气的主要回收利用流程图。包括矿井瓦斯源100、净化分 离装置200和煤层气压縮装置300。从煤矿抽放出来的矿井瓦斯100经过净化分离装 置200脱硫、脱水、脱C02、浓縮，然后经煤层气压縮装置30U压縮增压，再进行进 一步回收利用。请参阅图2、图3。本实用新型为一种车载式煤层气压縮装置300主要包括螺杆 压縮机l、燃气发动机2、齿轮箱离合器3和两个弹性联轴器4、 5。还包括一仪表控 制系统9。所述的齿轮箱离合器3设置在所述的螺杆压縮机1与燃气发动机2之间， 分别通过两个弹性联轴器4、 5连接。起动时离合器脱排，发动机空载起动，待 发动机工作稳定后再离合器接排。整套装置采用车载形式，设置在运输车辆上。 本实施例是设置在载重式汽车400上。本实用新型一种车载式煤层气压縮装置，还包括--车载固定装置6，所述的车载 固定装置包括一机组底盘61、 一小底盘62;其中机组底盘61固定在载重式汽车400 的大梁上；小底盘62通过减振垫64安装固定在机组底盘61上，在运输和运行时起 到减振作用。在小底盘上设置螺杆压縮机1、燃气发动机2、以及连接螺杆压縮机和 燃气发动机为一体的齿轮箱离合器3和两个弹性联轴器4、 5，组成一个可拆卸的整体 单元。为更好的固定机组底盘，本实用新型还包括机组支撑装置63，设在机组底盘下 方，固定支撑在载重汽车的边框上。
本实用新型一种车载式煤层气压縮装置，还包括一前置过滤器71、 一高效气液 分离器72、 一喷液系统73和一滑油系统74;所述的前置过滤器71设置在螺杆压縮 机的前端；所述的高效气液分离器72设置在螺杆压縮机的后端，喷液系统73和滑油 系统74设置在螺杆压缩机的旁侧，并顺序连接。车载式煤层气压缩装置的螺杆压缩 机采用进口压力控制回流系统和采用最低压力控制隔断系统，保证压縮机及相关系统 设备的安全性、可靠性。而且在螺杆压缩机前置装有前置过滤器71，可对煤层气进行 分离，净化和粉尘的处理。
本实用新型一种车载式煤层气压縮装置，还包括一进气滤器81、 一稳压装置82、 以及一甲烷浓度检测装置83;所述的稳压装置82固定在小底盘上，通过管道连接在 燃气发动机的进气端；所述的进气滤器81的进口端与地下气源连接，其出口端与稳 压装置的输入端连接。甲垸浓度检测装置83连接在燃气发动机的进气管道上。还包 括一步进电机调节阀84，连接在燃气发动机的进气管道上。图中85是发动机进气 口， 86是发动机出气口。
车载式煤层气压縮装置的燃气发动机燃气可直接取自矿井瓦斯气口 ，燃气由 地下气源直接经过进气滤器、稳压装置到燃气发动机。为保证发动机的稳定 运行，在发动机进气道上安装甲烷浓度检测装置和步进电机调节阀，根据瓦 斯气体的浓度变化调节燃烧空气的吸入量，从而保持发动机空燃比较恒定。
为保证安全操作，本实用新型一种车载式煤层气压縮装置中的电气开关、仪器 仪表均采用防爆型。
本实用新型车载式煤层气压縮装置的螺杆压縮机由燃气发动机驱动。其中，燃 气发动机的气源直接取自煤层气，可以有效利用当地能源，经济性强。且燃气发动机 其优点热效率高(约35 % 37 %)，燃料气消耗低(0.25 0.3m3/ kW'h)，调节方便。 煤层气进气首先通过燃气发动机的进气滤器，进行过滤，然后气体进入稳压装置，稳 压后再进入燃气发动机，同时在燃气发动机燃气入口处安装有甲垸浓度检测装置，检 测信号与发动机调节阀联动，使燃气发动机可根据瓦斯气体的浓度变化调节燃 烧空气的吸入量，从而保持发动机空燃比较恒定，而保证输出功率稳定。
本实用新型车载式煤层气压縮装置的控制技术主要涉及到装置需根据煤层气浓 度、压力、温度的变化进行运行保护调节，主要在系统PID设计中，检测信号与控制 可实现联动。
工作时，煤层气(瓦斯)先经过前置过滤器进行过滤、除尘，再进入螺杆压縮 机。在螺杆压縮机中，煤层气被压縮，并由喷液系统对煤层气进行喷液冷却，压縮后 的气体由压縮机出口压出，经过高效气液分离器除去液体后输出。另外，螺杆压縮机 采用具有进口压力控制回流系统和最低压力控制隔断系统功率的螺杆压缩机，可保证 压縮机及相关系统设备的安全性、可靠性。
本实用新型车载式煤层气压縮装置实例样机性能指标为-
输送量10mVmin;
进口压力微正压 0.2Mpa，出口压力0.5 1.0Mpa; 燃气发动机功率范围《100kW，气体含水量《10ppm;
工作温度为一5'C 45。C，在一5。C环境温度下，装置能够顺利启动，在3 5 分钟内燃气发动机煤层气压縮装置达到稳定运行 ，
车载式煤层气压縮装置正常工作煤层气甲垸浓度范围40% 100%，气体发动 机能采用煤层气作为燃料进行工作，发动机的转速波动率在土5%以内，装置能正常 稳定安全运行。
车载式煤层气压縮装置可根据煤层气浓度、压力、温度的变化进行运行保护调 节，在系统PID设计中，检测信号与控制可实现联动。
因为在一个煤矿采挖区域中，往往分布有多个瓦斯排放气井，而每个瓦斯排放 气井的瓦斯为间歇式排放。煤层气装置采用车载形式，可移动的模块化结构，在开采 面积较大的煤矿区域中，可根据所需回收的瓦斯抽放气井位置的变化移动安装压縮装 置。瓦斯开采期结束后，可在不同气源地重复安装使用。
综上所述，可见，本实用新型用于煤层气回收利用中的压縮环节，具有移动性、 灵活性、经济性等特点，能适应我国煤矿瓦斯回收利用的现状和要求。而且其结构简 单，体积小、易损件少、振动小、容积效率高，寿命长，安全可靠，维护管理简单。
权利要求1、一种车载式煤层气压缩装置，用于煤层气回收利用系统中的压缩环节；该装置包括压缩机组、驱动机组、调节控制系统、用于连接上述部件的油路、管路、以及电气开关、仪器仪表；其特征在于，所述的压缩机组为螺杆压缩机，所述的驱动机组为燃气发动机；还包括齿轮箱离合器和两个弹性联轴器；所述的齿轮箱离合器设置在所述的螺杆压缩机与燃气发动机之间，分别通过两个弹性联轴器连接，整体设置在运输车辆上。
2、 根据权利要求1所述的一种车载式煤层气压縮装置，其特征在于，还包括一 车载固定装置，所述的车载固定装置包括一机组底盘、 一小底盘；所述的机组底盘固定在运输车辆的大梁上；所述的小底盘上设置有螺杆压縮机、燃气发动机、以及连接螺杆压縮机和燃气 发动机为一体的齿轮箱离合器和两个弹性联轴器，组成一个可拆卸的整体单元；所述 小底盘安装固定在机组底盘上。
3、 根据权利要求2所述的一种车载式煤层气压縮装置，其特征在于，还包括一 减振垫，设置在小底盘与机组底盘之间。
4、 根据权利要求1所述的一种车载式煤层气压縮装置，其特征在于，还包括--前置过滤器、 一高效气液分离器、 一喷液系统和一滑油系统；所述的前置过滤器设置 在螺杆压縮机的前端；所述的高效气液分离器设置在螺杆压縮机的后端，喷液系统和 滑油系统设置在螺杆压縮机的旁侧，并顺序连接。
5、 根据权利要求1所述的一种车载式煤层气压縮装置，其特征在于，所述的螺 杆压縮机采用具有进口压力控制回流系统和采用最低压力控制隔断系统功能的螺杆压 縮机。
6、 根据权利要求1所述的一种车载式煤层气压縮装置，其特征在于，还包括一 进气滤器和一稳压装置；所述的稳压装置固定在小底盘上，通过管道连接在燃气发动 机的进气端；所述的进气滤器的进口端与地下气源连接，其出口端与稳压装置的输入 端连接。
7、 根据权利要求6所述的一种车载式煤层气压縮装置，其特征在于，还包括一 甲烷浓度检测装置，连接在燃气发动机的进气管道上。
8、 根据权利要求6所述的一种车载式煤层气压縮装置，其特征在于，还包括一 步进电机调节阀，连接在燃气发动机的进气管道上。
9、 根据权利要求1所述的一种车载式煤层气压縮装置，其特征在于，所述的燃 气发动机的转速波动值在± 5 %以内。
10、 根据权利要求1所述的一种车载式煤层气压縮装置，其特征在于，所述的电 气开关、仪器仪表均采用防爆型。
专利摘要本实用新型公开了一种车载式煤层气压缩装置，用于煤层气回收利用系统中的压缩环节；包括压缩机组、驱动机组、调节控制系统、用于连接上述部件的油路、管路、以及电气开关、仪器仪表；其特点是，压缩机组为螺杆压缩机，驱动机组为燃气发动机；还包括齿轮箱离合器和两个弹性联轴器；齿轮箱离合器设置在所述的螺杆压缩机与燃气发动机之间，分别通过两个弹性联轴器连接，整体设置在运输车辆上。具有结构简单、体积小、易损件少、振动小、螺杆的磨损小、寿命长的优点；且可根据不同工况采用不同材质，确保耐腐蚀性；采用车载形式，具有移动性、灵活性、经济性等特点；且能耗少，振动小，效率高，运转平稳，操作方便、安全，维护管理简单。
文档编号F04C18/16GK201034077SQ20072006933
公开日2008年3月12日 申请日期2007年4月26日 优先权日2007年4月26日
发明者敏 李, 王玉贵, 田兵兵, 芳 肖, 钟子健, 征 陆 申请人:中国船舶重工集团公司第七一一研究所