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    2021-07-06 17:28來源:國家安全生產應急救援中心

    液態二氧化碳防滅火裝置

    簡介:礦用液態二氧化碳防滅火裝置,可在井下單獨使用,能夠實現二氧化碳惰性降氧,吸熱降溫,吸附阻化等功能。適用于井下煤層自燃火災的預防與撲滅以及災區易爆環境的惰化。本節以國家礦山應急救援隊采購裝備CPW-2.0型礦用移動式液態二氧化碳防滅火裝置為例。

    CPW-2.0型礦用移動式液態二氧化碳防滅火裝置

    一、技術性能

    1. 結構特征

    CPW-2.0型礦用移動式液態二氧化碳防滅火裝置,由智能型地面自動控制液態二氧化碳(液氮)防滅火裝備系統和液態二氧化碳井下直注系統兩部分組成。主要包括低溫液體儲罐、氮氣加壓瓶、框架,操作箱、液位計、安全閥、排液閥、液體進出閥、殘液排放閥、放空閥、氣體進出閥、加壓閥、測滿分析閥、安全閥切換閥及管路等組成。

    2.技術指標

    二、功能特性

    CPW-2.0型礦用移動式液態二氧化碳(液氮)防滅火裝置,是將液態二氧化碳壓縮在鋼瓶中,利用二氧化碳分子結構穩定、吸附性強、略重于空氣等特性,滅火時噴出液態二氧化碳,先氣化吸收熱量,使環境的溫度迅速降低,二氧化碳本身不能燃燒,也不支持燃燒,密度比空氣大,快速實現災區環境的惰化降氧,吸熱降溫,吸附阻化作用。能使液態二氧化碳直接注入火區,可以有效防止煤田自燃,防止瓦斯爆炸,在撲滅煤田大火的同時,可以撲滅隱蔽火源,還可以快速自動追蹤火源。其工作方式主要有兩種:井上氣化灌注方式和井下直接灌注方式。

    CPW-2.0型礦用移動式液態二氧化碳防滅火裝置,既可使液態二氧化碳(液氮) 在地面直接解壓氣化,經管路輸送到井下災區,又能夠將液態二氧化碳分裝在小噸位礦車型儲運罐內運送到井下解壓氣化。也可在井上、下單獨使用。

    1)井上氣化灌注方式特別適用于易自燃煤層的防火和瓦斯事故的搶險救災。該方式將液態二氧化碳裝備安裝在井口附近的地面,并與井下防滅火管路連接,由專用運輸車上的二氧化碳貯液罐、空氣自熱式氣化器、氣電加熱式氣化器、氣體調壓裝置等設備組成。其中,貯液罐儲存液態二氧化碳,氣化將液態二氧化碳轉換成為氣體,氣體調壓裝置用來調節輸出壓力。

    2)井下直接灌注方式主要適用于井下滅火,兼有窒息、冷卻作用。該方法將二氧化碳設備安裝在平板礦車上,將液態二氧化碳貯液罐直接運至井下,由運輸礦車、貯液罐、泵送增壓裝置閥門及安全器件組成。其中,礦車擔負運輸任務,貯液罐盛裝液態二氧化碳,泵送增壓裝置對貯液罐實施增壓,閥門調節輸出壓力,安全閥監控設備運行的安全狀況。

    適用于工作環境溫度在 0℃~50℃ 、輸送介質溫度 ≥-19.5℃ 、瓦斯及煤塵爆炸危險的環境中。

    三、操作方法

    1. 安裝調試

    1)裝置運至使用地點后應放置在距離注二氧化碳地點100m以內,空間較為寬敞,通風良好的巷道或硐室內。

    2)使用前按要求進行檢查等。

    3)設備運行穩定后,檢查各焊接接頭,閥門有無泄漏現象。

    2. 使用前的檢查和準備

    在充入液體前,必須認真檢查閥門是否處于正確位置,儀表是否靈活可靠。閥門操作狀態是否正確,液位計、壓力表的指針是否在零位,否則應予調正準確。檢查壓力表、液位計的接管是否暢通無阻。

    3. 安全檢查

    低溫儲罐的安全操作應從氣體性質、低溫、壓力容器等三個方面采取措施,確保操作順利。 使用前檢查巷道或硐室內通風是否良好;檢查操作人員防護用具是否佩戴齊全;檢查安全閥是否可靠。

    4. 使用方法

    1)充液,分首次充液和補充充液。

    1)首次充液(指罐體處于熱狀態)

    連接充液管線。 對充液管路進行吹除(每次充液前都應進行)。在液體進出閥未開啟前,由液源排出閥向輸液管內放入少量液體,同時打開殘液排放閥,對其管路進行吹除,以清除管道中潮濕空氣和灰塵雜質。

    打開放空閥、微開液體進出閥由底部進液,此時由于罐體處于熱狀態,液體進出閥開度要小,待放空閥穩定排氣時,可開大液體進出閥,加大充灌速度。

    當測滿分析閥(已先開啟)噴出液體時,說明已充滿液體,應立即關閉液體進出閥,停止充液,同時打開殘液排放閥,排除充液管中的殘余氣液。拆除輸液軟管,蓋上接頭防塵罩。

    2)補充充液(指罐體已有低溫液體冷態下的充灌)

    補充充液程序與首次充液基本相同,所不同的是,罐體已有低溫液體,不需要冷卻罐體,因此一開始即可由液體進出閥進液。

    另外,從壓力角度來看,還可分為常壓充灌和帶壓充灌。

    常壓充灌:充灌過程中放空閥始終開啟,使內筒和大氣相通,因此叫常壓充灌。

    帶壓充灌:充灌過程中放空閥關閉, 槽內壓力高于大氣壓力,因此叫帶壓充灌。

    首次充液均采用常壓充灌,補充充液可以采用帶壓充灌。

    2)排液

    由液體進出口閥或排液閥排液。其操作程序打開液體進出口閥或排液閥即可,當壓力表顯示壓力低于1.8Mpa時,打開加壓裝置加壓閥,以免壓力減少過快,閥門內形成干冰,堵塞管路,并且充分排出液態二氧化碳,提高二氧化碳利用率。

    卸液時不得將罐體內的液體完全排凈,必須留存不少于100kg的液體,而且內罐氣相壓力不低于0.7MPa,如果內罐氣相壓力低于0.7MPa,就有可能導致二氧化碳固化,可能會損壞罐體。

    更換安全閥時,可用安全閥切換閥來切換工作狀態,包括開啟狀態、關閉狀態和平衡狀態。

    3)貯存

    貯存的過程中,因為自然蒸發的氣體留在罐內,罐體壓力將逐漸升高,此時除液位計、壓力表投入運行外,其余各閥門均以表2所列狀態為準.當罐體壓力達到安全閥開啟壓力時V7,V7’自動打開泄壓。由于液體分層現象的存在,壓力的提高與時間并非為線性關系,到一定壓力時,壓力的升高是比較快的,因此帶壓貯存時應注意罐體壓力的變化,最好是摸索出壓力升高與時間的變化關系之后進行。罐體壓力達最大工作壓力時應及時打開放空閥泄壓。二氧化碳儲罐不宜長時間存放液體,最好及時卸液。

    低溫液體在不同壓力下因密度不一樣,在受到外界傳熱后,體積會膨脹,因此嚴格禁止儲罐充滿液體后長期貯存而不使用。否則液體液位會因膨脹超過貯槽安全所需的氣相空間,帶來安全隱患。

    5. 監測和記錄

    礦用移動式二氧化碳防滅火裝置,在正常使用時應每隔12小時對整機的各運行部位進行檢查,并記錄下來。

    記錄內容主要包括各承壓件有無氣體泄漏,設備無可見的異常變形,有無異常響聲;壓力表顯示的變化等。

    四、維護保養

    1.絕熱性能的保護

    采用聚氨酯發泡包扎型貯罐內膽,中間為約100mm厚的聚氨酯泡沫保溫層,外包不銹鋼板。嚴禁敲打和碰撞,避免絕熱保護層受到損傷,影響保溫效果。

    2.相容性和清潔度

    始終保持儲罐清潔、無油和無脂很重要,因為液態二氧化碳的溫度要低于空氣液化的溫度,這樣使得液化空氣在管線內表面冷凝。

    如更換零件,只能使用已正確清潔過的零件,不要將已使用過的接頭或軟管用在儲罐上。

    3.帶壓貯存應在掌握壓力上升與時間變化的關系后進行,并且安全裝置穩妥可靠。

    4.檢修新換的管閥必須徹底去除油污后才能裝入。

    5.設備要檢修焊接前,必須首先排盡罐中的液體,用無油干燥的空氣吹除,使設備中的含氧量在<21%左右才能焊接。

    6.儲罐嚴禁超裝(本儲罐充裝系數≤0.95),如不遵守此警告,可能會導致嚴重的人員傷害和重大安全事故。

    7.設備置于戶外,不得處于破損電源線、易燃液體或易燃氣體管線下,不得在烈日下過長時間暴曬;設備置于廠房內,廠房必須按非易燃、通風充分。


    責任編輯:劉麗萍
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