2017年11月21日星期二

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2021-07-06 17:28来源:国家安全生产应急救援中心

液态二氧化碳防灭火装置

简介:矿用液态二氧化碳防灭火装置,可在井下单独使用,能够实现二氧化碳惰性降氧,吸热降温,吸附阻化等功能。适用于井下煤层自燃火灾的预防与扑灭以及灾区易爆环境的惰化。本节以国家矿山应急救援队采购装备CPW-2.0型矿用移动式液态二氧化碳防灭火装置为例。

CPW-2.0型矿用移动式液态二氧化碳防灭火装置

一、技术性能

1. 结构特征

CPW-2.0型矿用移动式液态二氧化碳防灭火装置,由智能型地面自动控制液态二氧化碳(液氮)防灭火装备系统和液态二氧化碳井下直注系统两部分组成。主要包括低温液体储罐、氮气加压瓶、框架,操作箱、液位计、安全阀、排液阀、液体进出阀、残液排放阀、放空阀、气体进出阀、加压阀、测满分析阀、安全阀切换阀及管路等组成。

2.技术指标

二、功能特性

CPW-2.0型矿用移动式液态二氧化碳(液氮)防灭火装置,是将液态二氧化碳压缩在钢瓶中,利用二氧化碳分子结构稳定、吸附性强、略重于空气等特性,灭火时喷出液态二氧化碳,先气化吸收热量,使环境的温度迅速降低,二氧化碳本身不能燃烧,也不支持燃烧,密度比空气大,快速实现灾区环境的惰化降氧,吸热降温,吸附阻化作用。能使液态二氧化碳直接注入火区,可以有效防止煤田自燃,防止瓦斯爆炸,在扑灭煤田大火的同时,可以扑灭隐蔽火源,还可以快速自动追踪火源。其工作方式主要有两种:井上气化灌注方式和井下直接灌注方式。

CPW-2.0型矿用移动式液态二氧化碳防灭火装置,既可使液态二氧化碳(液氮) 在地面直接解压气化,经管路输送到井下灾区,又能够将液态二氧化碳分装在小吨位矿车型储运罐内运送到井下解压气化。也可在井上、下单独使用。

1)井上气化灌注方式特别适用于易自燃煤层的防火和瓦斯事故的抢险救灾。该方式将液态二氧化碳装备安装在井口附近的地面,并与井下防灭火管路连接,由专用运输车上的二氧化碳贮液罐、空气自热式气化器、气电加热式气化器、气体调压装置等设备组成。其中,贮液罐储存液态二氧化碳,气化将液态二氧化碳转换成为气体,气体调压装置用来调节输出压力。

2)井下直接灌注方式主要适用于井下灭火,兼有窒息、冷却作用。该方法将二氧化碳设备安装在平板矿车上,将液态二氧化碳贮液罐直接运至井下,由运输矿车、贮液罐、泵送增压装置阀门及安全器件组成。其中,矿车担负运输任务,贮液罐盛装液态二氧化碳,泵送增压装置对贮液罐实施增压,阀门调节输出压力,安全阀监控设备运行的安全状况。

适用于工作环境温度在 0℃~50℃ 、输送介质温度 ≥-19.5℃ 、瓦斯及煤尘爆炸危险的环境中。

三、操作方法

1. 安装调试

1)装置运至使用地点后应放置在距离注二氧化碳地点100m以内,空间较为宽敞,通风良好的巷道或硐室内。

2)使用前按要求进行检查等。

3)设备运行稳定后,检查各焊接接头,阀门有无泄漏现象。

2. 使用前的检查和准备

在充入液体前,必须认真检查阀门是否处于正确位置,仪表是否灵活可靠。阀门操作状态是否正确,液位计、压力表的指针是否在零位,否则应予调正准确。检查压力表、液位计的接管是否畅通无阻。

3. 安全检查

低温储罐的安全操作应从气体性质、低温、压力容器等三个方面采取措施,确保操作顺利。 使用前检查巷道或硐室内通风是否良好;检查操作人员防护用具是否佩戴齐全;检查安全阀是否可靠。

4. 使用方法

1)充液,分首次充液和补充充液。

1)首次充液(指罐体处于热状态)

连接充液管线。 对充液管路进行吹除(每次充液前都应进行)。在液体进出阀未开启前,由液源排出阀向输液管内放入少量液体,同时打开残液排放阀,对其管路进行吹除,以清除管道中潮湿空气和灰尘杂质。

打开放空阀、微开液体进出阀由底部进液,此时由于罐体处于热状态,液体进出阀开度要小,待放空阀稳定排气时,可开大液体进出阀,加大充灌速度。

当测满分析阀(已先开启)喷出液体时,说明已充满液体,应立即关闭液体进出阀,停止充液,同时打开残液排放阀,排除充液管中的残余气液。拆除输液软管,盖上接头防尘罩。

2)补充充液(指罐体已有低温液体冷态下的充灌)

补充充液程序与首次充液基本相同,所不同的是,罐体已有低温液体,不需要冷却罐体,因此一开始即可由液体进出阀进液。

另外,从压力角度来看,还可分为常压充灌和带压充灌。

常压充灌:充灌过程中放空阀始终开启,使内筒和大气相通,因此叫常压充灌。

带压充灌:充灌过程中放空阀关闭, 槽内压力高于大气压力,因此叫带压充灌。

首次充液均采用常压充灌,补充充液可以采用带压充灌。

2)排液

由液体进出口阀或排液阀排液。其操作程序打开液体进出口阀或排液阀即可,当压力表显示压力低于1.8Mpa时,打开加压装置加压阀,以免压力减少过快,阀门内形成干冰,堵塞管路,并且充分排出液态二氧化碳,提高二氧化碳利用率。

卸液时不得将罐体内的液体完全排净,必须留存不少于100kg的液体,而且内罐气相压力不低于0.7MPa,如果内罐气相压力低于0.7MPa,就有可能导致二氧化碳固化,可能会损坏罐体。

更换安全阀时,可用安全阀切换阀来切换工作状态,包括开启状态、关闭状态和平衡状态。

3)贮存

贮存的过程中,因为自然蒸发的气体留在罐内,罐体压力将逐渐升高,此时除液位计、压力表投入运行外,其余各阀门均以表2所列状态为准.当罐体压力达到安全阀开启压力时V7V7’自动打开泄压。由于液体分层现象的存在,压力的提高与时间并非为线性关系,到一定压力时,压力的升高是比较快的,因此带压贮存时应注意罐体压力的变化,最好是摸索出压力升高与时间的变化关系之后进行。罐体压力达最大工作压力时应及时打开放空阀泄压。二氧化碳储罐不宜长时间存放液体,最好及时卸液。

低温液体在不同压力下因密度不一样,在受到外界传热后,体积会膨胀,因此严格禁止储罐充满液体后长期贮存而不使用。否则液体液位会因膨胀超过贮槽安全所需的气相空间,带来安全隐患。

5. 监测和记录

矿用移动式二氧化碳防灭火装置,在正常使用时应每隔12小时对整机的各运行部位进行检查,并记录下来。

记录内容主要包括各承压件有无气体泄漏,设备无可见的异常变形,有无异常响声;压力表显示的变化等。

四、维护保养

1.绝热性能的保护

采用聚氨酯发泡包扎型贮罐内胆,中间为约100mm厚的聚氨酯泡沫保温层,外包不锈钢板。严禁敲打和碰撞,避免绝热保护层受到损伤,影响保温效果。

2.相容性和清洁度

始终保持储罐清洁、无油和无脂很重要,因为液态二氧化碳的温度要低于空气液化的温度,这样使得液化空气在管线内表面冷凝。

如更换零件,只能使用已正确清洁过的零件,不要将已使用过的接头或软管用在储罐上。

3.带压贮存应在掌握压力上升与时间变化的关系后进行,并且安全装置稳妥可靠。

4.检修新换的管阀必须彻底去除油污后才能装入。

5.设备要检修焊接前,必须首先排尽罐中的液体,用无油干燥的空气吹除,使设备中的含氧量在<21%左右才能焊接。

6.储罐严禁超装(本储罐充装系数≤0.95),如不遵守此警告,可能会导致严重的人员伤害和重大安全事故。

7.设备置于户外,不得处于破损电源线、易燃液体或易燃气体管线下,不得在烈日下过长时间暴晒;设备置于厂房内,厂房必须按非易燃、通风充分。


责任编辑:刘丽萍