液氮增壓防火滅火系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦防火滅火技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及液氮增壓防火滅火系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤礦開采深度的不斷加深，礦井下的溫度也越來越高，甚至可能達(dá)到滿足煤炭氧化條件的溫度，高溫不但導(dǎo)致礦井下工作環(huán)境惡劣，嚴(yán)重影響井下作業(yè)，而且有可能致使礦井自然起火，因此礦井熱害和火災(zāi)災(zāi)害是亟待解決的問題。
[0003]目前礦井中通常采用液氮和氣氮來防火滅火，但是現(xiàn)有的液氮和氣氮滅火系統(tǒng)無法輸出壓力穩(wěn)定的液氮，并且輸出的氣氮?dú)鈮翰▌虞^大，這樣會導(dǎo)致防火滅火系統(tǒng)的工作不穩(wěn)定性，防火滅火系統(tǒng)的可靠性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種液氮增壓防火滅火系統(tǒng)和方法。
[0005]本發(fā)明提供了一種液氮增壓防火滅火系統(tǒng)，包括依次連接的液氮罐、液氮汽化器和緩沖罐；
[0006]所述液氮罐上設(shè)置有安全閥、第一壓力表和用于將液氮灌注到井下的液氮直注管；
[0007]所述液氮罐與所述液氮汽化器之間通過液氮輸送主管連接；
[0008]所述緩沖罐上連接有用于將氣氮灌注到井下的注氣氮管；
[0009]其中，所述液氮輸送主管與所述液氮罐之間連接有用于向所述液氮罐內(nèi)增壓的增壓裝置。
[0010]進(jìn)一步地，所述增壓裝置上具有用于吸收所述液氮輸送主管內(nèi)由液氮轉(zhuǎn)化而成的氣氮的驅(qū)動進(jìn)氣口和壓縮進(jìn)氣口，所述增壓裝置上還具有用于將所述壓縮進(jìn)氣口吸收的氣氮供給至所述液氮罐內(nèi)以增加所述液氮罐內(nèi)的氣壓的增壓出氣口；
[0011 ]所述驅(qū)動進(jìn)氣口和所述壓縮進(jìn)氣口分別與所述液氮輸送主管連接，所述增壓出氣口與所述液氮罐連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述液氮輸送主管的周圍設(shè)有用于向所述液氮輸送主管供熱的電輔熱
目.ο
[0013]進(jìn)一步地，所述增壓裝置的所述增壓出氣口處設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)閥。
[0014]進(jìn)一步地，所述緩沖罐與所述液氮汽化器之間設(shè)置有單向閥，所述緩沖罐與所述注氣氮管之間設(shè)置有第二控制閥，所述緩沖罐上設(shè)置有第二壓力表。
[0015]進(jìn)一步地，所述緩沖罐為氣囊式緩沖罐。
[0016]進(jìn)一步地，所述液氮罐上設(shè)置有快速加注接頭。
[0017]本發(fā)明還提供一種使用上述液氮增壓防火滅火系統(tǒng)的液氮增壓防火滅火方法，包括以下步驟:
[0018]步驟1):利用設(shè)置在液氮罐和液氮輸送主管之間的增壓裝置以及設(shè)置在所述液氮罐的頂部的安全閥和第一壓力表，調(diào)節(jié)所述液氮罐中的液氮壓力使其保持在預(yù)定值；
[0019]步驟2):將由步驟1得到的穩(wěn)壓液氮通過液氮直注管灌注到井下；
[0020]步驟3):將由步驟1得到的穩(wěn)壓液氮通過液氮輸送主管輸送到液氮汽化器中，所述液氮汽化器將液氮汽化成氣氮后輸送到緩沖罐，然后通過注氣氮管將氣氮灌注到井下。[0021 ]進(jìn)一步地，調(diào)節(jié)所述液氮罐中的液氮壓力使其保持在預(yù)定值包括:
[0022]當(dāng)所述液氮罐的壓力值高于預(yù)設(shè)值時，打開安全閥使液氮罐減壓；
[0023]當(dāng)所述液氮罐的壓力值低于預(yù)設(shè)值時，打開增壓裝置中的驅(qū)動進(jìn)氣口和壓縮進(jìn)氣口，所述液氮輸送主管內(nèi)由液氮轉(zhuǎn)化而成的氣氮經(jīng)所述驅(qū)動進(jìn)氣口和所述壓縮進(jìn)氣口進(jìn)入所述增壓裝置內(nèi)；
[0024]其中，經(jīng)所述驅(qū)動進(jìn)氣口進(jìn)入的氣氮作為驅(qū)動氣源驅(qū)動增壓裝置運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)所述壓縮進(jìn)氣口進(jìn)入的氣氮作為增壓介質(zhì)，并被壓縮增壓后經(jīng)增壓出氣口輸送至所述液氮罐內(nèi)。
[0025]進(jìn)一步地，所述液氮輸送主管的周圍設(shè)有用于向所述液氮輸送主管供熱的電輔熱
目.ο
[0026]本發(fā)明的有益效果:通過設(shè)置增壓裝置和安全閥，當(dāng)液氮罐中的氣壓小于預(yù)設(shè)值時，通過增壓裝置加壓，當(dāng)液氮罐中的氣壓高于預(yù)設(shè)值時，通過安全閥泄壓，從而實(shí)現(xiàn)了液氮的穩(wěn)壓輸出，通過設(shè)置緩沖罐緩沖氣氮的壓力波動，從而輸出平穩(wěn)的氣氮，本系統(tǒng)的防火滅火性能穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1是本發(fā)明的液氮增壓防火滅火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中:
[0030]1、液氮罐；2、快速加注接頭；31、壓力控制閥；32、第一控制閥；33、開關(guān)；34、單向閥；35、第二控制閥；36、第三控制閥;4、增壓裝置;5、液氮輸送主管;6、電輔熱裝置;7、液氮汽化器;8、緩沖罐;9、安全閥9; 101、液氮直注管；102、注氣氮管；111、第一壓力表;112、第二壓力表。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，基于本發(fā)明中的發(fā)明構(gòu)思，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例提供的液氮增壓防火滅火系統(tǒng)，包括依次連接的液氮罐1、液氮汽化器7和緩沖罐8。液氮罐1上設(shè)置有安全閥9、第一壓力表111和用于將液氮灌注到井下的液氮直注管101;液氮罐1與液氮汽化器7之間通過液氮輸送主管5連接;緩沖罐8上連接有用于將氣氮灌注到井下的注氣氮管102;其中，液氮輸送主管5與液氮罐1之間連接有用于向液氮罐1內(nèi)增壓的增壓裝置4。
[0033]增壓裝置4能夠?qū)σ旱?進(jìn)行增壓，安全閥9能夠使液氮罐1泄壓。具體地，當(dāng)?shù)谝粔毫Ρ?11測定的液氮罐1的氣壓小于預(yù)設(shè)值時，通過增壓裝置4對液氮罐1進(jìn)行加壓；當(dāng)?shù)谝粔毫Ρ?11測定的液氮罐1的氣壓高于預(yù)設(shè)值時，打開安全閥8泄壓，從而液氮罐1能夠輸出穩(wěn)壓的液氮。緩沖罐8能夠在一定程度上緩沖來自液氮汽化器7的氣氮的壓力波動，從而輸出平穩(wěn)的氣氮。因此，本系統(tǒng)的防火滅火性能穩(wěn)定。
[0034]在示例性的實(shí)施例中，增壓裝置4為空氣增壓栗。增壓裝置4上具有用于吸收液氮輸送主管5內(nèi)由液氮轉(zhuǎn)化而成的氣氮的驅(qū)動進(jìn)氣口和壓縮進(jìn)氣口，增壓裝置4上還具有用于將壓縮進(jìn)氣口吸收的氣氮供給至液氮罐1內(nèi)以增加液氮罐1內(nèi)的氣壓的增壓出氣口。驅(qū)動進(jìn)氣口和壓縮進(jìn)氣口分別與液氮輸送主管5連接，增壓出氣口與液氮罐1連接。
[0035]液氮輸送主管5中的液氮在運(yùn)輸過程中由于環(huán)境溫度會部分汽化，增壓裝置4利用由液氮部分汽化而成的氣氮來作為增壓裝置4的驅(qū)動氣源和增壓介質(zhì)，而不需要引入額外的氣源，因此優(yōu)化了系統(tǒng)的布置。
[0036]驅(qū)動進(jìn)氣口和壓縮進(jìn)氣口均通過第一控制閥32與液氮輸送主管5連接，當(dāng)?shù)谝粔毫Ρ?11測定的液氮罐1的氣壓小于預(yù)設(shè)值時，開啟第一控制閥32，液氮輸送主管5內(nèi)的由液氮轉(zhuǎn)化而成的氣氮輸送到增壓裝置4中，其中通過驅(qū)動進(jìn)氣口的部分氣氮當(dāng)作驅(qū)動氣源用來驅(qū)動增壓裝置4運(yùn)轉(zhuǎn)。通過壓縮進(jìn)氣口的部分氣氮當(dāng)作增壓介質(zhì)在增壓裝置4中被壓縮增壓，然后通過增壓出氣口輸送給液氮罐1，對液氮罐1進(jìn)行增壓。運(yùn)轉(zhuǎn)中的增壓裝置4能夠?qū)?jīng)壓縮進(jìn)氣口進(jìn)入增壓裝置4的氣氮進(jìn)行壓縮和增壓。本系統(tǒng)中，增壓裝置4可以將液氮罐1中的壓力增加20-40倍，將液氮罐壓力控制在l-2MPa范