專(zhuān)利名稱(chēng)：儲(chǔ)煤筒倉(cāng)安全保護(hù)工藝及保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專(zhuān)利涉及儲(chǔ)煤筒倉(cāng)安全保護(hù)工藝及保護(hù)系統(tǒng)，適用于在火電廠、冶金鋼鐵、 煤化工廠、煤炭轉(zhuǎn)運(yùn)站、港口倉(cāng)儲(chǔ)、配煤中心等行業(yè)場(chǎng)所。對(duì)儲(chǔ)煤筒倉(cāng)內(nèi)的溫度、可燃?xì)怏w、 一氧化碳、氧氣、煙霧料位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在超出設(shè)置的報(bào)警值范圍啟動(dòng)筒倉(cāng)抑制自燃安全保護(hù)工藝系統(tǒng)，稀釋由可燃?xì)怏w濃度、CO濃度、氧氣濃度、煙霧等可燃性氣體釋放的易燃有毒氣體，產(chǎn)生氮?dú)?，抑制?chǔ)煤筒倉(cāng)的各個(gè)地方易燃介質(zhì)的生成，保護(hù)儲(chǔ)煤筒倉(cāng)內(nèi)不同煤種防止其發(fā)生自燃，起到抑制自燃效果，同時(shí)當(dāng)筒倉(cāng)內(nèi)的粉塵、氣體壓力達(dá)到一定數(shù)值，開(kāi)啟筒倉(cāng)防爆門(mén)，全方位、立體式的保護(hù)儲(chǔ)煤筒倉(cāng)的整體安全。
背景技術(shù)：
在上述行業(yè)中，輸煤系統(tǒng)儲(chǔ)煤筒倉(cāng)的安全性能關(guān)系著工廠的安全運(yùn)行。影響筒倉(cāng)安全的因素是多方面的，如工藝結(jié)構(gòu)是否科學(xué)、運(yùn)行方式是否合理以及綜合管理是否到位等均是不可忽視的方面。因此，防止儲(chǔ)煤的自燃，是保證筒倉(cāng)安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。筒倉(cāng)儲(chǔ)煤自燃的機(jī)理筒倉(cāng)儲(chǔ)煤被空氣中的氧氣氧化是其自燃的根本原因。不同煤種(煙煤、褐煤、原煤、混合煤等)中的碳、氫等元素在常溫下就會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成可燃物 CO, CH4及其他烷烴物質(zhì)。煤的氧化又是放熱反應(yīng)，如果熱量不能及時(shí)散發(fā)掉，將使煤的堆積溫度升高，反過(guò)來(lái)又加速煤的氧化，放出更多的可燃物質(zhì)和熱量。當(dāng)熱量聚集，溫度上升到一定值時(shí)，即會(huì)引起可燃物質(zhì)燃燒而自燃。煤的自燃情況并非是在筒倉(cāng)中全部同時(shí)發(fā)生，而是在局部具備自燃條件的某一點(diǎn)首先發(fā)生，(時(shí)間和地點(diǎn)很不確定)最終才引發(fā)為大面積的自燃和爆燃。由于筒倉(cāng)的容積太大，當(dāng)煤發(fā)生局部自燃時(shí)由于范圍小、熱量低、受環(huán)境干擾大，不能同時(shí)引起筒倉(cāng)內(nèi)可燃?xì)怏w濃度、氧氣量、溫度等監(jiān)控指標(biāo)的全面超標(biāo)，不能及時(shí)監(jiān)控到筒倉(cāng)內(nèi)煤層陰燃、自燃的真實(shí)狀況。

發(fā)明內(nèi)容
火電廠、冶金鋼鐵、煤化工廠、煤炭轉(zhuǎn)運(yùn)站、港口倉(cāng)儲(chǔ)、配煤中心等行業(yè)場(chǎng)所的儲(chǔ)煤筒倉(cāng)中。通過(guò)對(duì)儲(chǔ)煤筒倉(cāng)中的溫度、可燃?xì)怏w、一氧化碳、氧氣、煙霧、料位等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 設(shè)定報(bào)警，一旦發(fā)生報(bào)警，迅速啟動(dòng)筒倉(cāng)抑制自燃安全保護(hù)工藝系統(tǒng)，通過(guò)制氮設(shè)備、PLC控制系統(tǒng)、釋放管路、釋放噴頭等工藝，將氮?dú)庾⑷胪矀}(cāng)內(nèi)，從而抑制儲(chǔ)煤筒倉(cāng)內(nèi)不同煤種的自燃，有效的保護(hù)筒倉(cāng)及儲(chǔ)存的煤炭。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述。


附圖1是本發(fā)明專(zhuān)利電氣原理框圖。附圖2筒倉(cāng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置各傳感器安裝示意圖附圖3筒倉(cāng)抑制自燃保護(hù)工藝系統(tǒng)示意圖
附圖4筒倉(cāng)防爆門(mén)系統(tǒng)安裝示意圖本發(fā)明專(zhuān)利是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的筒倉(cāng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置每個(gè)筒倉(cāng)中部外錐面圓周上均布3-6支溫度傳感器(包括安裝附件)；每個(gè)筒倉(cāng)底部的活化給煤機(jī)上面(內(nèi)錐面)的落煤錐段各安裝2支溫度傳感器；另外2支安裝在儲(chǔ)煤筒倉(cāng)頂部的升降式綜合監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)中配置溫度傳感器，(配置位置為筒倉(cāng)倉(cāng)體具體安裝位置見(jiàn)附圖)；筒倉(cāng)下部的煤更新周期較長(zhǎng)，溫度較筒倉(cāng)其他部分較高， 故在筒倉(cāng)下部均勻安裝溫度傳感器可以較準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)溫度的變化，能夠起到及時(shí)預(yù)防效果。 每支傳感器的具體安裝位置視現(xiàn)場(chǎng)筒倉(cāng)情況而定。溫度傳感器采用鉬電阻PT100為檢測(cè)元件自帶保護(hù)管，插深I(lǐng)OOOmm以?xún)?nèi)，具體插深根據(jù)客戶(hù)的要求進(jìn)行。溫度傳感器部位均設(shè)置平臺(tái)、護(hù)欄和上下工作通道；溫度傳感器的外殼由不銹鋼制成。每個(gè)筒倉(cāng)配置一臺(tái)智能溫度巡檢報(bào)警儀。實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示、報(bào)警。接至安裝在儀表柜中就地顯示。由通信接口傳輸至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng).。每個(gè)筒倉(cāng)共配置5套可插拔式煤層測(cè)溫裝置(可增減)，每套可插拔式煤層測(cè)溫裝置含8支數(shù)字式溫度傳感器，相臨兩支溫度傳感器間距為2. 5米。煤層測(cè)溫裝置測(cè)溫范圍-55 125度。煤層測(cè)溫裝置采用智能采集模塊采集數(shù)據(jù)，輸出信號(hào)接至就地?cái)?shù)據(jù)采集顯示箱，報(bào)警溫度上限為70°C，溫度上限報(bào)警可調(diào)?？扇?xì)怏w監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，每個(gè)筒倉(cāng)頂部安裝3支可燃?xì)怏w防爆傳感器，并配置安裝附件伸入筒倉(cāng)IOOOmm以?xún)?nèi)。其中2支安裝在儲(chǔ)煤筒倉(cāng)頂板上(具體安裝位置見(jiàn)附圖)，主要監(jiān)測(cè)筒倉(cāng)內(nèi)部?jī)?chǔ)煤揮發(fā)可燃?xì)怏w的濃度；另1支裝入筒倉(cāng)頂部一套升降式監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)中。根據(jù)可燃?xì)怏w傳感器的數(shù)量配置顯示儀表，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)值的顯示、報(bào)警、傳輸。采用(4mA-20mA) 輸出到就地轉(zhuǎn)接端子箱，進(jìn)入輸煤程控系統(tǒng))測(cè)量范圍0-100% LEL，報(bào)警上限為25%和 40% LEL 二級(jí)報(bào)警，報(bào)警上限設(shè)置值可調(diào)使用標(biāo)準(zhǔn)氣體標(biāo)定。一氧化碳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，每個(gè)筒倉(cāng)2套一氧化碳、瓦斯檢測(cè)裝置(包括安裝附件)，安裝在筒倉(cāng)頂板上，另1支裝入筒倉(cāng)頂部一套升降式監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)中(具體安裝位置見(jiàn)附圖)，輸出信號(hào)為4mA 20mA。接至安裝在儀表柜中一氧化碳，瓦斯顯示報(bào)警儀，輸出到就地轉(zhuǎn)接端子箱，進(jìn)入輸煤程控系統(tǒng)?？扇?xì)怏w監(jiān)測(cè)和一氧化碳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，要使用標(biāo)準(zhǔn)氣體標(biāo)定檢測(cè)CH4傳感器及CO傳感器。甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣體一套，包括2升瓶1個(gè)、減壓閥、流量計(jì)、導(dǎo)管、氣罩等；一氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣體一套，包括2升瓶1個(gè)、減壓閥、流量計(jì)、導(dǎo)管、氣罩等；氧氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在每個(gè)筒倉(cāng)運(yùn)行和巡檢人員到達(dá)的空間，設(shè)置空氣中氧氣濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，防止在筒倉(cāng)內(nèi)工作的人員因氧氣含量低，導(dǎo)致缺氧中毒。每個(gè)筒倉(cāng)配置2支氧氣傳感器，安裝在儲(chǔ)煤筒倉(cāng)頂部皮帶走廊及底部活化給煤機(jī)上(具體安裝位置見(jiàn)附圖)，主要監(jiān)測(cè)走廊內(nèi)氧氣含量，防止工作人員區(qū)域缺氧，出現(xiàn)意外事故，測(cè)量范圍0-25% vol，報(bào)警上限為18% .報(bào)警設(shè)置值可調(diào)。煙霧(氣)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，每個(gè)筒倉(cāng)分別配置4套煙霧傳感器(包括安裝附件)，安裝在筒倉(cāng)頂板上，另2支裝入筒倉(cāng)頂部一套升降式監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)中(具體安裝位置見(jiàn)附圖)。接至安裝在儀表柜中的煙霧報(bào)警器，就地顯示。每個(gè)筒倉(cāng)分別配置4套煙霧自動(dòng)報(bào)警器，安裝在數(shù)據(jù)采集箱上，數(shù)值達(dá)到設(shè)置上限會(huì)自動(dòng)報(bào)警。料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用雷達(dá)連續(xù)料位計(jì)、振棒式或音叉式或阻旋式或射頻導(dǎo)納式高
5料位儀、升降式綜合監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)等進(jìn)行。雷達(dá)連續(xù)料位計(jì)，有效測(cè)量范圍不小于50米。每個(gè)筒倉(cāng)配置2臺(tái)，安裝在筒倉(cāng)頂板上(具體安裝位置見(jiàn)附圖)，筒倉(cāng)內(nèi)壁到安裝短管外壁應(yīng)大于筒倉(cāng)直徑的1/6，離筒倉(cāng)壁最小距離為300mm，并配置安裝附件。因?yàn)槿舨荒鼙３掷走_(dá)料位計(jì)與筒倉(cāng)壁的距離，筒倉(cāng)壁上的介質(zhì)會(huì)黏附造成假回波。雷達(dá)連續(xù)料位計(jì)能連續(xù)測(cè)量煤位，設(shè)置兩級(jí)高煤位預(yù)報(bào)，并發(fā)出相應(yīng)的聲光報(bào)警。每個(gè)筒倉(cāng)應(yīng)配置數(shù)量合適的振棒式或音叉式或阻旋式高料位儀，探測(cè)高度一般為 3.0!11(可調(diào))。安裝在筒倉(cāng)頂板上(具體安裝位置見(jiàn)附圖)，并配置安裝附件。當(dāng)筒倉(cāng)煤位達(dá)到一定高度時(shí)，發(fā)出報(bào)警。每個(gè)筒倉(cāng)安裝2套高料位儀，通過(guò)數(shù)據(jù)采集至計(jì)算機(jī)工控系統(tǒng)顯示報(bào)警。每個(gè)筒倉(cāng)配置2套ZKA-SJ-Ol升降式綜合監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，安裝在儲(chǔ)煤筒倉(cāng)頂板上。通過(guò)安裝在內(nèi)部的可燃?xì)怏w傳感器、CO傳感器、煙霧傳感器、溫度傳感器，傾斜開(kāi)關(guān)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煤層表面氣體濃度、溫度、料位，體現(xiàn)了產(chǎn)品的先進(jìn)性；安裝在升降式綜合監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)內(nèi)的各種傳感器可隨著升降式綜合監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)提升到筒倉(cāng)頂部，通過(guò)預(yù)留孔拿出進(jìn)行更換或維修， 不需要其他輔助設(shè)備，增強(qiáng)了設(shè)備的易維護(hù)性。一套升降式綜合監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)含可燃?xì)怏w檢測(cè)器1支，輸出信號(hào)4 20mA溫度傳感器1支，輸出信號(hào)PtlOO煙霧傳感器1支，輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)量LVG料位計(jì)1支，輸出信號(hào)4 20mA另一套升降式綜合監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)含CO氣體檢測(cè)器1支，輸出信號(hào)4 20mA溫度傳感器1支，輸出信號(hào)PtlOO煙霧傳感器1支，輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)量LVG料位計(jì)1支，輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)量一氧化碳傳感器、氧氣氣體傳感器、可燃?xì)怏w傳感器、雷達(dá)料位傳感器和溫度傳感器將各自采集到的模擬量信號(hào)傳送至A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊將所有的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào)后通過(guò)CAN總線傳送至上位機(jī)，通過(guò)上位機(jī)就可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)這些信號(hào)，當(dāng)超過(guò)預(yù)警值時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警。料位傳感器、煙霧傳感器將各自采集到的開(kāi)關(guān)量信號(hào)傳送至開(kāi)關(guān)量轉(zhuǎn)換模塊，開(kāi)關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào)后通過(guò)CAN總線傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，由上位機(jī)對(duì)要監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，超出預(yù)警值時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警；煤層測(cè)溫裝置與溫度采集儀表連接，溫度采集儀表將煤層測(cè)溫裝置的單總線協(xié)議轉(zhuǎn)換成MODBUS協(xié)議，溫度采集儀表通過(guò) CAN總線與上位機(jī)連接，由上位機(jī)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)煤各層面溫度數(shù)據(jù)，當(dāng)超出預(yù)警值時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警。筒倉(cāng)抑制自燃安全保護(hù)工藝系統(tǒng)，在筒倉(cāng)溫度(或C0、CH4等可燃?xì)怏w濃度)達(dá)到設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，氮?dú)庖种谱匀枷到y(tǒng)控制柜啟動(dòng)系統(tǒng)組件工作，通過(guò)安裝在筒倉(cāng)壁上部、環(huán)繞筒倉(cāng)壁墻中部、筒倉(cāng)底部的釋放管路，以300m3/h—3600m3/h(具體按照現(xiàn)場(chǎng)要求配置) 的設(shè)計(jì)流量將惰性氣體注入筒倉(cāng)中，根據(jù)筒倉(cāng)各支報(bào)警測(cè)量點(diǎn)測(cè)得的不同報(bào)警值，控制相應(yīng)的釋放裝置，使注入筒倉(cāng)的氮?dú)庀♂屆簩颖砻?、煤層中部的可燃性氣體和空氣，封住落煤口底部流入的空氣，從而有效預(yù)防和抑制筒倉(cāng)內(nèi)煤的自燃和爆炸。當(dāng)筒倉(cāng)溫度或可燃?xì)怏w濃度下降到正常值時(shí)自動(dòng)停機(jī)。同時(shí)，隨著抑制自燃保護(hù)工藝系統(tǒng)氣量的下降，制氮機(jī)啟動(dòng)工作，在15 20分鐘按設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)制氮量產(chǎn)出氮?dú)猓ＷC系統(tǒng)氮?dú)舛杌种埔?。分三個(gè)部分組成制氮系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、噴放系統(tǒng)。1、制氮系統(tǒng)采用變壓吸附制氮裝置(PSA)技術(shù)，保證氮?dú)饧兌燃暗獨(dú)獬隽?，?shí)現(xiàn)安全節(jié)能、維護(hù)簡(jiǎn)便、全程全自動(dòng)無(wú)人操作；制氮系統(tǒng)分制氮設(shè)備和氮?dú)赓A存。制氮設(shè)備的構(gòu)成由空壓機(jī)、冷干機(jī)、三級(jí)精密過(guò)濾器組、離心式油水過(guò)濾器、主管路過(guò)濾器、超高效除油過(guò)濾器、活性炭吸附器、空氣儲(chǔ)氣罐、PSA制氮機(jī)。氮?dú)赓A存氮?dú)鈨?chǔ)罐(配帶壓力表、安全閥)，容積規(guī)格15m3--100m3不等.按照不同筒倉(cāng)的容積及客戶(hù)的需求而定.2、控制系統(tǒng)采用PLC工控控制系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)制氮設(shè)備的工作狀態(tài)、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、工作壓力、工作流量、釋放閥門(mén)狀態(tài)(開(kāi)或關(guān))以及氮?dú)獾母黜?xiàng)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行不間斷監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化智能化操作。報(bào)警條件及啟動(dòng)條件筒倉(cāng)在正常儲(chǔ)存和出煤時(shí)，筒倉(cāng)抑制自燃安全保護(hù)工藝系統(tǒng)應(yīng)處于待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)筒倉(cāng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置發(fā)現(xiàn)1)筒倉(cāng)內(nèi)溫度傳感器報(bào)警溫度為 60°C時(shí)發(fā)生的異常，開(kāi)始不間斷注入氮?dú)猓庾〕雒嚎?；幻筒倉(cāng)可燃?xì)狻O濃度氧氣濃度為 LEL25%時(shí)發(fā)生的報(bào)警異常，開(kāi)始不間斷注入氮?dú)?，同時(shí)封住出煤口，當(dāng)筒倉(cāng)內(nèi)氧氣含量低于9%時(shí)停止注氮；幻煙霧濃度探測(cè)器一般情況下LED燈不閃亮，當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)恒亮所發(fā)生的異常，氮?dú)鈫?dòng)安全保護(hù)工藝系統(tǒng)，開(kāi)始向筒倉(cāng)內(nèi)煤層不間斷注入氮?dú)?，封住出煤口，稀釋煤層表面懸浮的可燃性氣體，以抑制和延緩自燃的發(fā)生提高儲(chǔ)煤筒倉(cāng)的安全性。3、噴放系統(tǒng)分主支管路(無(wú)縫不銹鋼管)、氮?dú)忉尫艤p壓控制閥、壓力開(kāi)關(guān)、氮?dú)忉尫殴芫W(wǎng)、封注釋氣體組件、現(xiàn)場(chǎng)緊急啟停按鈕、聲光報(bào)警燈、氣體釋放指示燈等。在筒倉(cāng)壁上部安裝注氣設(shè)備，將惰性氣體注入筒倉(cāng)中，稀釋出筒倉(cāng)內(nèi)的可燃?xì)怏w和空氣；環(huán)繞筒倉(cāng)壁預(yù)埋注氣管網(wǎng)，向煤層中注入惰性氣體，排除煤層中的可燃?xì)怏w和空氣；在筒倉(cāng)底部設(shè)置封氣設(shè)備，向落煤口處注入惰性氣體，封住落煤口。根據(jù)筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)，封氣支管路，安裝在筒倉(cāng)底部錐面活化給煤機(jī)和中心螺旋取料機(jī)下方落煤口處。用無(wú)縫鋼管(管道口徑標(biāo)配)完成從制氮設(shè)備儲(chǔ)氣罐，到各支封氣支管道的連接組成封氣管，保證當(dāng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置中的各參數(shù)產(chǎn)生初級(jí)信號(hào)時(shí)，筒倉(cāng)抑制自燃安全保護(hù)工藝系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)始向產(chǎn)生初級(jí)報(bào)警的筒倉(cāng)內(nèi)充高純度的惰化氣體，封住落煤口，阻止空氣從落煤口向內(nèi)部煤層滲透。注氣支管路，安裝至少三級(jí)注氣管網(wǎng)(筒倉(cāng)上、中、下，筒倉(cāng)管道均按筒倉(cāng)直徑預(yù)制成型。例如主管管徑DN50mm， 支管管徑DN32mm)，每層管網(wǎng)至少設(shè)置15-20支噴嘴，并根據(jù)筒倉(cāng)儲(chǔ)煤特點(diǎn)，對(duì)三層噴放管網(wǎng)釋放裝置進(jìn)行噴放時(shí)間控制，確保筒倉(cāng)抑制自燃安全保護(hù)工藝系統(tǒng)的要求。具體方式為 一級(jí)注氣設(shè)備支管道，安裝在筒倉(cāng)底部活化給煤機(jī)和取料機(jī)入口處，及多套預(yù)埋支管路在筒倉(cāng)底部，位于取料機(jī)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，其作用是向筒倉(cāng)底部?jī)?nèi)外錐面位置散發(fā)高純度惰化氣體。二級(jí)注氣支管道，安裝在筒倉(cāng)內(nèi)外壁墻體與筒倉(cāng)壁相交處。在筒倉(cāng)外壁圓周均勻安裝布置的二級(jí)注氣支管道，注氣方式為無(wú)縫鋼管沿筒倉(cāng)圓周墻壁開(kāi)有一定間隔15-20支噴嘴。在筒倉(cāng)內(nèi)壁，注氣支管路可以安裝在筒倉(cāng)土建預(yù)留的方槽中，也可以設(shè)置注氣組合罩安裝附件將注氣支管路固定在筒倉(cāng)內(nèi)壁，惰化氣體通過(guò)注氣支管路上的15-20支有一定間隔的圓形噴嘴向筒倉(cāng)注入高純度的惰化氣體。三級(jí)注氣支管路，均勻安裝在靠近筒倉(cāng)頂部的筒倉(cāng)外壁圓周墻面上。釋氣設(shè)備，安裝在筒倉(cāng)上部外壁上，用無(wú)縫鋼管(管道口徑標(biāo)配)完成從制氮設(shè)備儲(chǔ)氣罐，到各支釋氣支管道的連接組成釋氣管，配置多支稀釋氣閥，其實(shí)現(xiàn)方式是電動(dòng)閥。 安裝在每支稀釋氣管路上，按標(biāo)高均勻分散的布置，經(jīng)筒倉(cāng)上部稀釋氣支管道，由上向下根據(jù)各報(bào)警信號(hào)自動(dòng)的對(duì)稀釋氣設(shè)備的多支稀釋氣閥產(chǎn)生動(dòng)作。對(duì)報(bào)警危險(xiǎn)層部位注入的高純度的惰化氣體，氣體由低向高逐漸增多，稀釋出煤層表面懸浮的可燃?xì)怏w。本系統(tǒng)中的氮?dú)忉尫艤p壓控制閥，其作用是把從制氮儲(chǔ)氣罐出來(lái)的氮?dú)膺M(jìn)行減壓，壓力值達(dá)到管道流量值要求；本工藝系統(tǒng)三級(jí)注氣管網(wǎng)中的每層之間配置氮?dú)忉尫趴刂崎y，實(shí)現(xiàn)方式可以是電動(dòng)式、也可以是手動(dòng)式。根據(jù)客戶(hù)的具體要求可采用球閥、閘閥、蝶閥等多種方式。控制閥兩端通過(guò)螺栓與各級(jí)注氣管道的立管固定，根據(jù)控制閥上配置的壓力表顯示的數(shù)值不同而進(jìn)行動(dòng)作，向儲(chǔ)煤筒倉(cāng)不同注氣層位置的煤層間注高純度的惰化氣體表面形成保護(hù)層。筒倉(cāng)防爆門(mén)系統(tǒng)采用重力翻板式防爆門(mén)，安裝在筒倉(cāng)頂部(見(jiàn)附圖4)，具體安裝位置視現(xiàn)場(chǎng)筒倉(cāng)情況而定。重力翻板式防爆門(mén)露天布置，當(dāng)倉(cāng)內(nèi)發(fā)生爆炸時(shí)內(nèi)部壓力達(dá)到 150kg/m2，泄壓門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟；當(dāng)倉(cāng)內(nèi)壓力降低至常壓時(shí)，泄壓門(mén)自動(dòng)復(fù)位。當(dāng)筒倉(cāng)內(nèi)部易燃易爆氣體(和粉塵)壓力超過(guò)安全報(bào)警壓力值時(shí)，重力翻板式防爆門(mén)自動(dòng)打開(kāi)(有可能啟動(dòng)筒倉(cāng)內(nèi)部通風(fēng)裝置)待其數(shù)值低于安全報(bào)警壓力值時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。重力翻板式防爆門(mén)具有防止二次爆燃功能，防爆裝置在系統(tǒng)爆炸后，為了防止空氣倒灌，能夠自動(dòng)復(fù)位，以避免系統(tǒng)二次爆燃和連續(xù)爆炸。使筒倉(cāng)安全運(yùn)行，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警輸出和互鎖條件。每支自動(dòng)復(fù)位式防爆門(mén)裝有狀態(tài)傳感器，信號(hào)通過(guò)模塊進(jìn)入計(jì)算機(jī)，在屏幕上顯示出防爆門(mén)開(kāi)啟或關(guān)閉的狀態(tài)。本發(fā)明專(zhuān)利的有益效果是在正常運(yùn)行的儲(chǔ)煤筒倉(cāng)工藝系統(tǒng)中，不同煤種(煙煤、 褐煤、原煤、混合煤等)中的碳、氫等元素在常溫下就會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成可燃物CO，CH4及其他烷烴物質(zhì)。溫度上升到一定值時(shí)，即會(huì)引起自燃。對(duì)儲(chǔ)煤筒倉(cāng)內(nèi)的可燃?xì)怏w、一氧化碳、 氧氣、煙霧料位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在超出設(shè)置的報(bào)警值范圍啟動(dòng)筒倉(cāng)抑制自燃安全保護(hù)工藝系統(tǒng)， 稀釋由可燃?xì)怏w濃度、CO濃度、氧氣濃度、煙霧等可燃性氣體釋放的易燃有毒氣體，產(chǎn)生氮?dú)猓种苾?chǔ)煤筒倉(cāng)的各支地方易燃介質(zhì)的生成，保護(hù)儲(chǔ)煤筒倉(cāng)內(nèi)不同煤種防止其發(fā)生自燃， 起到抑制自燃效果，同時(shí)當(dāng)筒倉(cāng)內(nèi)的粉塵、氣體壓力達(dá)到一定數(shù)值，開(kāi)啟筒倉(cāng)防爆門(mén)，全方位、立體式的保護(hù)儲(chǔ)煤筒倉(cāng)的整體安全。
8
權(quán)利要求
1.儲(chǔ)煤筒倉(cāng)安全保護(hù)工藝及保護(hù)系統(tǒng)，包括筒倉(cāng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置，筒倉(cāng)抑制自燃安全保護(hù)工藝系統(tǒng)，筒倉(cāng)防爆門(mén)系統(tǒng)，其特征在于對(duì)儲(chǔ)煤筒倉(cāng)內(nèi)的溫度、可燃?xì)怏w、一氧化碳、氧氣、料位參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)設(shè)置筒倉(cāng)抑制自燃安全保護(hù)工藝系統(tǒng)，進(jìn)行多級(jí)安全保護(hù)。采用大量的惰化氣體一一氮?dú)?，可有效達(dá)到防爆、控爆效果，確保儲(chǔ)煤筒倉(cāng)在儲(chǔ)存任何煤種情況下安全運(yùn)行。當(dāng)儲(chǔ)煤筒倉(cāng)內(nèi)部氣體(和粉塵)壓力超過(guò)安全報(bào)警壓力值時(shí)，重力翻板式防爆門(mén)自動(dòng)打開(kāi)(有可能啟動(dòng)筒倉(cāng)內(nèi)部通風(fēng)裝置)待其數(shù)值低于安全報(bào)警壓力值時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)煤筒倉(cāng)安全保護(hù)工藝及保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的筒倉(cāng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置，由溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、一氧化碳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、氧氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、煙霧(氣)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)煤筒倉(cāng)安全保護(hù)工藝及保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的筒倉(cāng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用煤層測(cè)溫裝置和溫度傳感器。報(bào)警溫度設(shè)定 70 "C。儲(chǔ)煤筒倉(cāng)煤層內(nèi)部的溫度采用可插拔式煤層測(cè)溫裝置，安裝在筒倉(cāng)內(nèi)部，每套煤層測(cè)溫裝置含8支DS18B20數(shù)字式溫度傳感器，相臨兩支溫度傳感器間距2. 5米。在筒倉(cāng)中部外錐面圓周上均布3-6支溫度傳感器(包括安裝附件)；每個(gè)筒倉(cāng)底部的活化給煤機(jī)上面(內(nèi)錐面)的落煤錐段各安裝2支溫度傳感器(包括安裝附件)；另外2支安裝在儲(chǔ)煤筒倉(cāng)頂部的升降式綜合監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)煤筒倉(cāng)安全保護(hù)工藝及保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的筒倉(cāng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，每個(gè)筒倉(cāng)頂部安裝3支可燃?xì)怏w防爆傳感器，并配置安裝附件伸入筒倉(cāng)IOO-IOOOmm范圍不等。其中2支安裝在儲(chǔ)煤筒倉(cāng)頂板上，主要監(jiān)測(cè)筒倉(cāng)內(nèi)部煤揮發(fā)的可燃?xì)怏w濃度；另1支裝入筒倉(cāng)頂部一套升降式監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)中。一氧化碳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，每個(gè)筒倉(cāng)2套一氧化碳、瓦斯檢測(cè)裝置(包括安裝附件)，安裝在筒倉(cāng)頂板上。另 1支裝入筒倉(cāng)頂部一套升降式監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)中?？扇?xì)怏w監(jiān)測(cè)和一氧化碳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，要使用標(biāo)準(zhǔn)氣體標(biāo)定檢測(cè)CH4傳感器及CO傳感器。甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣體一套，包括2升瓶1支、減壓閥、流量計(jì)、導(dǎo)管、氣罩等；一氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣體一套，包括2升瓶1支、減壓閥、流量計(jì)、導(dǎo)管、氣罩等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)煤筒倉(cāng)安全保護(hù)工藝及保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的筒倉(cāng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置氧氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，每個(gè)筒倉(cāng)分別配置2套氧氣檢測(cè)裝置(包括安裝附件)，其中一只安裝在筒倉(cāng)頂部皮帶走廊上，另外一只安裝在筒倉(cāng)底部?jī)?nèi)錐面的活化給煤機(jī)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)煤筒倉(cāng)安全保護(hù)工藝及保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的筒倉(cāng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置煙霧(氣)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，每個(gè)筒倉(cāng)分別配置2套煙霧傳感器(包括安裝附件)，安裝在筒倉(cāng)頂板上，接至安裝在儀表柜中的煙霧報(bào)警器，就地顯示。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)煤筒倉(cāng)安全保護(hù)工藝及保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的筒倉(cāng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用雷達(dá)連續(xù)料位計(jì)，射頻導(dǎo)納式高料位儀，升降式綜合監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)等進(jìn)行。其中雷達(dá)連續(xù)料位計(jì)，有效測(cè)量范圍不小于50米。每個(gè)筒倉(cāng)配置2 臺(tái)，安裝在筒倉(cāng)頂板上。每個(gè)筒倉(cāng)配置4套射頻導(dǎo)納式高料位儀，探測(cè)高度暫定為3.0米，安裝在筒倉(cāng)頂板上，并配置安裝附件。當(dāng)筒倉(cāng)煤位達(dá)到一定高度時(shí)，發(fā)出報(bào)警。每個(gè)筒倉(cāng)配置2套ZKA-SJ-Ol升降式綜合監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，安裝在儲(chǔ)煤筒倉(cāng)頂板上。通過(guò)安裝在內(nèi)部的可燃?xì)怏w傳感器、CO傳感器、煙霧傳感器、溫度傳感器，傾斜開(kāi)關(guān)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煤層表面氣體濃度、溫度、料位。一套升降式綜合監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)含 可燃?xì)怏w檢測(cè)器1支，輸出信號(hào)4 20mA 溫度傳感器1支，輸出信號(hào)4 20mA 煙霧傳感器1支，輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)量 LVG料位計(jì)1支，輸出信號(hào)4 20mA 另一套升降式綜合監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)含 CO氣體檢測(cè)器1支，輸出信號(hào)4 20mA 溫度傳感器1支，輸出信號(hào)4 20mA 煙霧傳感器1支，輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)量 LVG料位計(jì)1支，輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)煤筒倉(cāng)安全保護(hù)工藝及保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的筒倉(cāng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置包括信號(hào)采集部分，將信號(hào)采集部分采集的AD/ΙΟ信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，將信號(hào)轉(zhuǎn)換部分用于數(shù)據(jù)處理、控制、顯示和打印的上位機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)煤筒倉(cāng)安全保護(hù)工藝及保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的筒倉(cāng)抑制自燃安全保護(hù)工藝系統(tǒng)，分三個(gè)部分，即制氮系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、噴放系統(tǒng)。制氮系統(tǒng)采用變壓吸附制氮裝置(PSA)技術(shù)，根據(jù)儲(chǔ)煤筒倉(cāng)的體積不同，配置能夠滿足筒倉(cāng)所需的氮?dú)饬?，自制高純度的氮?dú)猓獨(dú)饧兌炔恍∮?5%以上，對(duì)附產(chǎn)品能易于收集。氮?dú)鈨?chǔ)存裝置采用儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存氮?dú)?，每臺(tái)容量為50m3，(按照現(xiàn)場(chǎng)客戶(hù)的具體情況而定) 工作壓力不小于l.OMPa，采用立式結(jié)構(gòu)并形成多臺(tái)組合。制氮系統(tǒng)由壓縮空氣系統(tǒng)、壓縮空氣凈化系統(tǒng)、變壓吸附制氮機(jī)系統(tǒng)和氮?dú)鈨?chǔ)罐組成?？刂葡到y(tǒng)采用PLC工控控制系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)制氮設(shè)備的工作狀態(tài)、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、工作壓力、工作流量、釋放閥門(mén)狀態(tài)(開(kāi)或關(guān))以及氮?dú)獾母黜?xiàng)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行不間斷監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化智能化操作。噴放系統(tǒng)根據(jù)筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)，設(shè)置至少三層管網(wǎng)(筒倉(cāng)上、中、下，主管管徑DN50mm，支管管徑DN32mm(具體管徑配置)，每層管網(wǎng)至少設(shè)置15-20支噴頭，并根據(jù)筒倉(cāng)儲(chǔ)煤特點(diǎn)，在筒倉(cāng)壁上部安裝釋氣設(shè)備，將惰性氣體注入筒倉(cāng)中，稀釋出筒倉(cāng)內(nèi)的可燃?xì)怏w和空氣；環(huán)繞筒倉(cāng)壁安裝注氣設(shè)備，向煤層中注入惰性氣體，排除煤層中的可燃?xì)怏w和空氣；在筒倉(cāng)底部設(shè)置封氣設(shè)備，向落煤口處注入惰性氣體，封住落煤口。對(duì)三層噴放管網(wǎng)釋放裝置進(jìn)行噴放時(shí)間控制，確保筒倉(cāng)抑燃要求。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)煤筒倉(cāng)安全保護(hù)工藝及保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的筒倉(cāng)防爆門(mén)系統(tǒng)安裝在筒倉(cāng)頂部，具體安裝位置視現(xiàn)場(chǎng)筒倉(cāng)情況而定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了儲(chǔ)煤筒倉(cāng)安全保護(hù)工藝及保護(hù)系統(tǒng)，包括筒倉(cāng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置，筒倉(cāng)抑制自燃安全保護(hù)工藝系統(tǒng)，筒倉(cāng)防爆門(mén)系統(tǒng)組成。對(duì)儲(chǔ)煤筒倉(cāng)內(nèi)的溫度、可燃?xì)怏w、一氧化碳、氧氣、煙霧、料位參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)設(shè)置筒倉(cāng)抑制自燃安全保護(hù)工藝系統(tǒng)，進(jìn)行多級(jí)安全保護(hù)；當(dāng)儲(chǔ)煤筒倉(cāng)內(nèi)部可燃性氣體和粉塵壓力超過(guò)安全報(bào)警壓力值時(shí)，重力翻板式防爆門(mén)自動(dòng)打開(kāi)待其數(shù)值低于安全報(bào)警壓力值時(shí)自動(dòng)關(guān)閉；它的有益效果是防止儲(chǔ)煤筒倉(cāng)發(fā)生自燃，起到抑制自燃效果，同時(shí)當(dāng)筒倉(cāng)內(nèi)的粉塵、氣體壓力達(dá)到一定數(shù)值，開(kāi)啟筒倉(cāng)防爆門(mén)，全方位、立體式的保護(hù)儲(chǔ)煤筒倉(cāng)的整體安全。
文檔編號(hào)B65D90/48GK102303758SQ20101056893
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者宋志軍, 鄧建軍 申請(qǐng)人:徐州中礦奧特麥科技有限公司