液态二氧化碳防灭火系统

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低压和高压二氧化碳灭火系统的区分标准

低压和高压二氧化碳灭火系统的区分标准

低压和高压二氧化碳灭火系统的区分标准低压和高压二氧化碳灭火系统是目前应用较广泛的灭火系统之一。

两者在设计、工作原理和性能等方面存在着较明显的差异,下面将对低压和高压二氧化碳灭火系统的区分标准进行详细介绍。

1.设计标准:低压二氧化碳灭火系统的设计标准主要包括GB 50367-2013《建筑灭火系统设计规范》等国家标准,该标准对低压二氧化碳灭火系统的设计要求进行了明确规定。

而高压二氧化碳灭火系统则主要参考NFPA 12A《高压二氧化碳灭火系统标准》等国际标准,该标准对高压二氧化碳灭火系统的设计和安装也提出了详细的要求。

2.工作压力:低压二氧化碳灭火系统的工作压力一般在25-42 bar之间,而高压二氧化碳灭火系统的工作压力要远高于低压系统,一般在42-67 bar 之间。

3.载体选择:低压二氧化碳灭火系统一般采用液态二氧化碳作为灭火剂的载体,并通过低压储存罐进行储存;而高压二氧化碳灭火系统则采用气态二氧化碳作为灭火剂的载体,并通过高压储存罐进行储存。

4.喷射方式:低压二氧化碳灭火系统一般采用液相二氧化碳进行喷射,喷射嘴通常设置在被保护区域的上方,喷射出的液态二氧化碳通过蒸发和扩散的方式进行灭火。

而高压二氧化碳灭火系统则采用气相二氧化碳进行喷射,喷射嘴通常设置在被保护区域的下方,通过喷射生成的高速气流将火源周围的氧气排除,达到灭火的效果。

5.灭火效果:低压二氧化碳灭火系统由于使用液态二氧化碳进行喷射,能够迅速蒸发并产生大量的冷却效果,从而有效灭火。

而高压二氧化碳灭火系统则能够形成较高的压力和喷射速度,强力排除周围的氧气,进而使火焰窒息达到灭火的效果。

6.系统复杂性:由于高压二氧化碳灭火系统需要较高的压力和密封性能,其系统结构相对较为复杂,需要经过专业的设计和施工。

而低压二氧化碳灭火系统由于工作压力较低,在设计和施工上相对简单,成本也较低。

7.适用范围:低压二氧化碳灭火系统适用于相对密闭的空间,如机房、数据中心、博物馆等。

船用二氧化碳灭火系统原理及操作方法

船用二氧化碳灭火系统原理及操作方法

船用二氧化碳灭火系统原理及操作方法船用二氧化碳灭火系统是一种常见的船舶灭火装置,其原理是利用二氧化碳的惰性特性和高浓度来扑灭火灾。

下面是其工作原理和操作方法的介绍:
1. 原理:
船用二氧化碳灭火系统采用压缩气体贮存方式,将二氧化碳以液态或气态形式储存在压力容器中。

当发生火灾时,通过开启阀门,释放存储的二氧化碳,使其迅速充满被灭火区域,并达到高浓度,抑制火焰燃烧。

二氧化碳具有以下特点:
-惰性气体:二氧化碳不易与其他物质发生化学反应,不会导致火灾的继续蔓延。

-高浓度:在一定的时间内,释放的二氧化碳能够形成足够高的浓度,降低火焰燃烧所需的氧气浓度,从而达到灭火的目的。

2. 操作方法:
船用二氧化碳灭火系统通常由以下几个部分组成:气瓶、管道网络、喷嘴和控制装置。

操作方法如下:
-火灾报警:当检测到火灾时,系统会自动报警,或由船员手动触发。

-确认火灾区域:确定火灾发生的具体区域,并确保没有人员留在该区域内。

-操作控制装置:进入控制室或指定位置,将控制装置设定为手动模式。

-打开阀门:根据火灾区域的需要,逐个打开相应的阀门,释放二氧化碳。

-注意安全:在释放二氧化碳期间,确保船上其他人员已经疏散到安全区域,避免二氧化碳对人体造成伤害。

-监控灭火效果:等待一段时间,确保火灾得到有效控制。

-停止灭火:如果需要停止灭火,关闭相应的阀门,停止二氧化碳的释放。

需要注意的是,船用二氧化碳灭火系统使用过程中应遵循相关的安全操作规程和要求,确保船员和船舶的安全。

在进行操作之前,最好接受专业培训并了解具体的操作手册。

(完整版)液体二氧化碳安全技术说明书

(完整版)液体二氧化碳安全技术说明书

危险化学品安全技术说明书修订日期:2015年1月8日 SDS编号:CSDS-SY001产品名称:液体二氧化碳版本:QB0408-14-001第一部分化学品及企业标识化学品中文名:液体二氧化碳化学品英文名:Carbon dioxide企业名称:企业地址:邮编:传真:联系电话:电子邮件地址:企业应急咨询电话:产品推荐及限制用途:主要用于制造碳酸钠,及生产充碳酸气的饮料。

用干冰冷冻水果或肉类,不但温度低,而且无污染。

二氧化碳又是有效的灭火剂,用于不能用水来扑灭的火灾,如油、电、金属钠引起的火灾。

液态二氧化碳已成为高效无污染的萃取剂,所用的工艺称为超临界萃取,多用于食品等工业。

第二部分危险性概述紧急情况概述:长时间过量吸入会引起昏迷,反射消失,瞳孔散大或缩小,大小便失禁,呕吐、呼吸停止,休克死亡。

皮肤、眼睛接触干冰或液体二氧化碳会引起冻伤。

GHS危险性类别:加压气体特异性靶器官毒性-一次接触,类别3标签要素:象形图:警示词:警告危险信息:含压力下气体,如受热可爆炸; 含压力下气体,如受热可爆炸; 可能引起呼吸道刺激,可能引起昏昏欲睡或眩晕;防范说明:远离热源/明火/热表面,禁止吸烟。

保持容器密闭。

采取防止静电措施,容器和接收设备接地/连接。

使用防爆电器/通风/照明等设备,只能使用不产生火花的工具。

得到专门指导后操作,在阅读并了解所有安全预防措施之前,切勿操作。

按要求使用个体防护装备。

操作液体二氧化碳装置时使用棉手套,防止冻伤。

操作液体二氧化碳设备时可使用防护眼镜防止飞溅冻伤眼睛。

避免接触眼睛、皮肤,避免吸入。

操作现场不得进食、饮水或吸烟。

【事故响应】火灾时,使用泡沫灭火器,对火场中钢瓶用大量水降温,防止爆炸,并迅速将其转移至安全的空旷处。

如吸入立即转移至空气新鲜通风处,重者立即就医。

如皮肤、眼睛接触液体二氧化碳,用自来水冲洗,就医。

【安全储存】在阴凉、通风处储存,保持容器密闭。

储存场所应保持通风和防止阳光曝晒,库温不宜超过35℃。

二氧化碳灭火系统运行规程

二氧化碳灭火系统运行规程

二氧化碳灭火系统运行规程1系统简介1.1系统概述1、二氧化碳灭火系统灭火的原理:通过把液态二氧化碳喷放至防护区内,利用窒息和降温来达到灭火的目的。

2、二氧化碳灭火系统的组成:由低温储罐、制冷系统、保温层、检修阀(设备检修阀、压力传感器检修阀、液位计检修阀、先导启动装置检修阀、安全阀组件检修阀)、充装阀、平衡阀、安全阀、先导电动球阀、散热风机、电控箱、灭火控制器(柜)、压力传感器、液位计等组成。

3、灭火控制器(柜)是装置的控制部件。

接收灭火指令,控制喷放动作,控制装置的自身运行。

4、释放机构是完成CO2喷放、喷放区域选择及喷放信号反馈的机构。

由选择阀、分流管、信号反馈装置和启动管路组成。

5、低压二氧化碳灭火系统,是灭火剂贮存,灭火动作执行的部件总和。

由灭火装置、释放机构、管网及喷头以及各类标识牌、警示牌等组成。

可与火灾报警系统联动,完成启动灭火功能。

1.2 CO2灭火剂特性1、在常温下、常压下,CO2呈无色、无嗅的气体,密度1.977kg/m³,约为空气的1.5倍。

CO2不可燃烧也不助燃,其性能稳定,可长期储存,灭火后不留痕迹不会造成二次污染。

2、在温度和压力高于—56.6℃和0.52MPa(表压),低于31℃和7.3MPa(表压)的情况下,CO2液体和上面覆盖的蒸汽以平衡状态,共同存于密闭容器内。

在这个范围内,温度、压力和密度之间存在着确定的对应关系。

3、适应于扑救的火灾类型:1)固体表面火灾及棉线、织物、纸张等部分固体深位火灾;2)液体火灾或石蜡、沥青等可溶化的固体火灾;3)灭火前能切断气源的气体火灾4)电气火灾,如变压器、油开关、电子设备等。

4、不得扑救的火灾类型:1)硝化纤维、火药等含氧化剂的化学制品火灾;2)钾、纳、镁、钛、锆等活泼金属火灾;3)氢化钾、氢化钠等金属氢化物火灾。

1.3系统组成及主要技术参数1.3.1 系统组成系统由装置、释放机构(总控阀、选择阀、分流管、反馈装置)、管网、喷嘴以及各类标识牌、警示牌等组成,可与火灾报警系统联动,完成启动灭火功能。

二氧化碳灭火器原理及利用方式

二氧化碳灭火器原理及利用方式

二氧化碳灭火器原理及利用方式二氧化碳灭火器是一种具有一百连年历史的灭火剂,价钱低廉,获取、制备容易,其要紧依靠窒息作用和部份冷却作用灭火。

二氧化碳具有较高的密度,约为空气的倍。

在常压下,液态的二氧化碳会当即汽化,。

因此,灭火时,二氧化碳气体能够排除空气而包围在燃烧物体的表面或散布于较密闭的空间中,降低可燃物周围或防护空间内的氧浓度,产生窒息作用而灭火。

另外,二氧化碳从贮存容器中喷出时,会由液体迅速汽化成气体,而从周围吸引部份热量,起到冷却的作用。

一样二氧化碳灭火器按充装量分有二、3、五、7kg等四种手提式的规格和20、25kg等两种推车式规格。

一、二氧化碳气体灭火系统二氧化碳灭火器属于气体灭火剂,在常温常压条件下,二氧化碳的物态为气相,它的临界温度是31.1℃,临界压力7.4MPa(绝压),固、液、气三相共存点温度为-56.6℃,该点的压力为0.52MPa(绝压),在那个压力下,固相不复存在,故在三相点与临界点之间,存于密封容器中的二氧化碳是液、气两相共存的,其压力随着温度的升高而增加。

二、二氧化碳灭火器的优缺点在高压或低温下被液化,喷放时气体体积急剧膨胀,稀释被爱惜空间。

优势有:灭火时不污染环境,对爱惜区不产生侵蚀和破坏作用,可扑救ABC类火灾,在高浓度下还可扑救固态深位火灾。

短处:在实际应用中通常采纳高压液化贮存的高压系统和低温贮存的低压系统。

高压贮存,需要的瓶组数量多,占地面积大,对贮存环境温度要求较严格,危险性大。

低压系统需要外设制冷设备,造价高,对运输管道也要求严格。

三、手提式二氧化碳灭火器原理及利用方式手提式二氧化碳灭火器又具体分为两种:手轮式二氧化碳灭火器和鸭嘴式二氧化碳灭火器。

手轮式二氧化碳灭火器由手轮的转动操纵开闭;其下部有一根钢制或尼龙材料制成的出液管直通瓶底。

喷筒为喇叭状,由一根钢管与启闭阀出口相连。

为确保平安,当瓶内二氧化碳灭火剂蒸气压达到17.0MPa以上时,启闭阀一侧的平安膜片会自行爆破,释放二氧化碳气体。

液态二氧化碳防灭火系统(标准版)

液态二氧化碳防灭火系统(标准版)

( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改液态二氧化碳防灭火系统(标准版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes液态二氧化碳防灭火系统(标准版)亭南煤矿液态二氧化碳防灭火系统设计方案亭南煤业公司亭南煤矿西安科技大学西安森兰科贸有限责任公司二OO八年三月六日亭南煤矿液态二氧化碳防灭火系统设计方案煤自燃是煤与氧自发产生的氧化放热反应,煤自然升温的实质取决于氧化放热速率和环境散热速率的大小,如果氧化放热速率占优势时,才会发生自燃现象。

因此,通过控制煤的氧化环境来抑制煤自燃是一种有效的方法。

我国煤矿安全规程规定,综放开采有自燃倾向性的煤层时,要采用以注入惰性气体为主的综合防灭火措施。

惰气防灭火技术的主要目的是为了减少氧含量,降低煤氧化或燃烧的速度,可用于煤矿井下防灭火的惰性气体主要有氮气、二氧化碳及燃料燃烧后形成的混合气体等。

用惰气阻止煤体氧化和窒息火区的基本思想比较简单,在具体使用上主要需考虑两个方面的问题,一是能否供给防灭火现场有效的惰性气体;二是在一定时间内能否向现场输送足够的惰性气体。

早在五六十年代,世界上一些主要采煤国家就尝试用氮气来扑灭矿井火灾获得成功,随后,这一防灭火技术得到了不断应用和发展。

1988年,抚顺局采用氮气防灭火技术成功地防止了厚煤层综采放顶煤工作面采空区的自然发火,为我国在这一技术领域的应用起到了示范作用,目前,我国多数综放工作面都采用注氮防灭火技术来防治采空区自然发火。

二氧化碳气体已被广泛应用于各种火灾的治理,它能在较短的时间内控制和扑灭气体、液体、固体和电气火灾,具有灭火能力强、速度快、使用范围广、对环境不会造成污染等特点。

液态二氧化碳防灭火系统(标准版)

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( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改液态二氧化碳防灭火系统(标准版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes液态二氧化碳防灭火系统(标准版)亭南煤矿液态二氧化碳防灭火系统设计方案亭南煤业公司亭南煤矿西安科技大学西安森兰科贸有限责任公司二OO八年三月六日亭南煤矿液态二氧化碳防灭火系统设计方案煤自燃是煤与氧自发产生的氧化放热反应,煤自然升温的实质取决于氧化放热速率和环境散热速率的大小,如果氧化放热速率占优势时,才会发生自燃现象。

因此,通过控制煤的氧化环境来抑制煤自燃是一种有效的方法。

我国煤矿安全规程规定,综放开采有自燃倾向性的煤层时,要采用以注入惰性气体为主的综合防灭火措施。

惰气防灭火技术的主要目的是为了减少氧含量,降低煤氧化或燃烧的速度,可用于煤矿井下防灭火的惰性气体主要有氮气、二氧化碳及燃料燃烧后形成的混合气体等。

用惰气阻止煤体氧化和窒息火区的基本思想比较简单,在具体使用上主要需考虑两个方面的问题,一是能否供给防灭火现场有效的惰性气体;二是在一定时间内能否向现场输送足够的惰性气体。

早在五六十年代,世界上一些主要采煤国家就尝试用氮气来扑灭矿井火灾获得成功,随后,这一防灭火技术得到了不断应用和发展。

1988年,抚顺局采用氮气防灭火技术成功地防止了厚煤层综采放顶煤工作面采空区的自然发火,为我国在这一技术领域的应用起到了示范作用,目前,我国多数综放工作面都采用注氮防灭火技术来防治采空区自然发火。

二氧化碳气体已被广泛应用于各种火灾的治理,它能在较短的时间内控制和扑灭气体、液体、固体和电气火灾,具有灭火能力强、速度快、使用范围广、对环境不会造成污染等特点。

二氧化碳灭火系统设计规范(20190415022613)

二氧化碳灭火系统设计规范(20190415022613)

[二氧化碳灭火系统设计规范]【颁布机关】建设部【颁布日期】 1999 年 11 月 17 日【实施日期】 2000 年 03 月 01 日【文件时效】有效中华人民共和国国家标准二氧化碳灭火系统设计规范Code of desing for carbondioxide fire extinguishing systemsGB 50193 — 93(1999 年版 )主编部门:中华人民共和国公安部批准部门:中华人民共和国建设部实施日期: 1994 年 8 月 1 日工程建设标准局部修订公告第23 号国家标准《二氧化碳灭火系统设计规范》GB50193 —93,由公安部天津消防科学研究所会同有关单位进行了局部修订,已经有关部门会审,现批准局部修订的条文,自二000 年三月一日起施行,该规范中相应条文的规定同时废止。

中华人民共和国建设部1999 年 11 月 17 日关于发布国家标准《二氧化碳灭火系统设计规范》的通知建标[ 1993] 899 号根据国家计委计综[1987] 2390 号文的要求,由公安部会同有关部门共同制订的《二氧化碳灭火系统设计规范》,已经有关部门会审。

现批准《二氧化碳灭火系统设计规范》GB 50193— 93 为强制性国家标准,自一九九四年八月一日起施行。

本规范由公安部负责管理,其具体解释等工作由公安部天津消防科学研究所负责。

出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。

中华人民共和国建设部一九九三年十二月二十一日目次1总则2术语和符号2.1 术语2.2 符号3系统设计3.1 一般规定3.2 全淹没灭火系统3.3 局部应用灭火系统4管网计算5系统组件5.1 储存装置5.2 选择阀与喷头5.3 管道及其附件6控制与操作7安全要求附录 A 物质系数、设计浓度和抑制时间附录 B 管道附件的当量长度附录 C 管道压力降附录 D 二氧化碳的Y 值和 Z 值附录 E 高程校正系数附录 F 喷头入口压力与单位面积的喷射率附录 G 本规范用词说明附录 H 喷头等效孔口尺寸附录 J 二氧化碳灭火系统管道规格附加说明附:条文说明1总则1.0.1 为了合理地设计二氧化碳灭火系统,减少火灾危害,保护人身和财产安全,制定本规范。

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编订:__________________审核:__________________单位:__________________液态二氧化碳防灭火系统Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号:KG-AO-9484-37 液态二氧化碳防灭火系统使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。

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亭南煤矿液态二氧化碳防灭火系统设计方案亭南煤业公司亭南煤矿西安科技大学西安森兰科贸有限责任公司二OO八年三月六日亭南煤矿液态二氧化碳防灭火系统设计方案煤自燃是煤与氧自发产生的氧化放热反应,煤自然升温的实质取决于氧化放热速率和环境散热速率的大小,如果氧化放热速率占优势时,才会发生自燃现象。

因此,通过控制煤的氧化环境来抑制煤自燃是一种有效的方法。

我国煤矿安全规程规定,综放开采有自燃倾向性的煤层时,要采用以注入惰性气体为主的综合防灭火措施。

惰气防灭火技术的主要目的是为了减少氧含量,降低煤氧化或燃烧的速度,可用于煤矿井下防灭火的惰性气体主要有氮气、二氧化碳及燃料燃烧后形成的混合气体等。

用惰气阻止煤体氧化和窒息火区的基本思想比较简单,在具体使用上主要需考虑两个方面的问题,一是能否供给防灭火现场有效的惰性气体;二是在一定时间内能否向现场输送足够的惰性气体。

早在五六十年代,世界上一些主要采煤国家就尝试用氮气来扑灭矿井火灾获得成功,随后,这一防灭火技术得到了不断应用和发展。

1988年,抚顺局采用氮气防灭火技术成功地防止了厚煤层综采放顶煤工作面采空区的自然发火,为我国在这一技术领域的应用起到了示范作用,目前,我国多数综放工作面都采用注氮防灭火技术来防治采空区自然发火。

二氧化碳气体已被广泛应用于各种火灾的治理,它能在较短的时间内控制和扑灭气体、液体、固体和电气火灾,具有灭火能力强、速度快、使用范围广、对环境不会造成污染等特点。

CO₂气体在矿井煤层火灾治理中也起到了积极作用,美国俄亥俄州曾用二氧化碳气体惰化方法,防止煤的自燃,我国东北和山西等矿区也使用CO₂气体治理过煤层火灾,但由于CO₂气体的生产成本和应用工艺等问题,使得该技术的推广使用受到制约。

随着综放采煤工艺的推广应用,CO₂防灭火技术与注氮防灭火技术相比,在初期投资、灭火效益等各方面都有其较强的优势,这对防止采空区煤层自燃火灾有积极的作用,因而在我国具有广阔的应用前景。

1惰性气体的防灭火原理惰性气体分子结构稳定,化学性质极不活泼,在常温、常压条件下很难与其它物质发生化学反应,即使在井下高温火区内,也不会与可燃性气体或可燃性物质发生化学反应。

且随着空气中惰性气体含量增加,氧气含量必然降低,当氧气含量低至5~10%时,可有效抑制煤炭的氧化自燃,氧气含量降至3%以下时,可完全抑制煤炭等可燃物的阴燃与复燃。

基于惰性气体的性质及煤的氧化机理,向综放面采空区及浮煤带注入惰性气体,使其渗入到采空区冒落区、裂隙带及浮煤带,降低这些区域的氧含量,形成惰化带,从而能够达到抑制浮煤自燃的目的。

用惰气防灭火和阻止瓦斯爆炸的过程称为惰化,惰化后的火区因氧气不足而不能燃烧和爆炸。

惰气的防灭火作用是使采空区等有关区域惰化,具体地说,惰性气体的防灭火作用和特点是:1)惰气可以充满任何形状的空间并将氧气排挤出去,从而使火区中因氧含量不足而将火源熄灭,或者使采空区中因氧含量不足而使浮煤不能氧化自燃;2)在有瓦斯和火存在的气体爆炸危险区内,注入惰气能够使可燃可爆性气体失去爆炸性;3)向采空区或火区中注入大量惰气后,可以使其采空区或火区呈现正压状态,致使新鲜空气难以漏入;4)在惰气灭火过程中,不会损坏或污染机械设备和井巷设施,火区启封后,可较快地恢复生产;5)惰气防灭火必须与均压和其它堵漏风措施配合应用。

否则,如果注入惰气的采空区或火区漏风严重,惰气必然随漏风流失,难以起到防灭火作用。

2液态二氧化碳的理化性质及其惰化降温作用二氧化碳分子量为44,在常温、常压下是无色略带酸味的窒息性气体,它在不同的压力、温度条件下有三种形态,其熔点为-56.6℃(5.2个大气压),临界温度为-31.3℃,临界压力为72.80大气压,二氧化碳具有升华特性,升华点-78.5℃(1个大气压)。

在低温加压下,CO₂气体可变为液态,利用蒸发潜热,可做成雪片状固体,进一步冷却加压可制成干冰。

气态二氧化碳的密度为1.976kg/m³(0℃,1个大气压),是空气密度的1.529倍,液态二氧化碳的密度与温度关系较大,-20℃时的密度为1.01kg/L,在温度15℃、1大气压下,1吨液态二氧化碳体积膨胀约640倍。

液态二氧化碳汽化及固态二氧化碳升华时都吸收大量的热,固态二氧化碳升华时吸热137kcal/kg,干冰的制冷能力约是水冰的2倍,液态二氧化碳汽化吸热随温度的不同而不同。

由于二氧化碳是一种窒息性气体,注入火区后可降低氧气含量,使火区因缺氧而窒息。

此外,液体二氧化碳和固体二氧化碳在汽化和升华过程中,会吸收大量的热,使火区温度下降,加快火区的熄灭。

因此,液态CO₂用于煤层火灾防治除具有惰气防灭火作用的共性外,还具有下述特点:1)液态CO₂灭火时,CO₂从储存系统中喷放出来,压力会骤然下降,使CO₂迅速由液态转变为气态,CO₂比空气的密度大,在熄灭底部火灾时,可快速沉入底部而挤出氧气,并在火区内扩散充满其空间,使火区内氧气浓度急速下降。

2)液态CO₂内没有氧气,向煤层自燃高温火区内压注时,可完全避免由于注入惰气时,可能带入氧气而造成的不利影响。

3)液态CO₂汽化吸收大量的热,注入高温火区的CO₂气体温度低,不仅具有对火区惰化和抑爆的能力,而且可以吸收大量的热,从而降低火区温度。

3液态二氧化碳防灭火性能分析液态二氧化碳中无氧气、温度低,且对瓦斯有抑爆作用,灌注时系统流量大,易于调控,能够实现封闭区域的快速惰化、降温和抑爆。

该系统与注氮防灭火系统相比具有以下优点:①惰化速度快。

对已采完封闭的综放采空区,使用注氮防灭火系统约需7~10天,注入氮气20万m³才能使封闭区域内的氧气浓度降至5%以下;而压注液态CO₂,仅需用两个班的时间,注入约2万m³的CO₂就可达到该目的,防灭火效率提高约10倍。

②降温效果明显。

气化后的CO₂经管路输送至压注地点后,出口温度低,通过现场试验发现,当气体出口温度为16℃时,向封闭的采空区内压注仅4h,其温度就会降低2~3℃。

③抑爆效果好。

CO₂气体能使发生瓦斯爆炸的CH ₄浓度下限值升高。

实验研究发现,当混合气体内的CO₂浓度达到20%时,即使氧气浓度为15%,瓦斯浓度达到9%,也不会发生气体爆炸。

④灌注流量大。

液态CO₂的气体温度为-20℃左右,仅需很少的热量就能使其实现迅速气化(产气量可轻易达到1500m³/h以上),而且通过液态CO₂流量与气化温度的控制能够实现气液两相输送,使得其出口温度更低,输送气体流量更大。

⑤系统维护简单,初期投资小,使用成本相对较低,性价比好。

液态CO₂可从距铜川约100km的兴平化工厂购买,每吨价格(含运费)约1000元,气化后可产生气态CO₂约600m³,成本约1.6元/m³。

由于其防灭火效率是注氮的10倍,因此转换为氮气,其成本仅为0.16元/m³。

液态二氧化碳防灭火应用工艺及系统装备使用液态二氧化碳对矿井煤层火灾进行防治,需解决的关键问题是应用工艺。

1)系统及工艺构成液态CO₂防灭火系统由地面液态CO₂槽车、汽化器、控制装置(流量、压力、温度)和输气管等构成。

液态CO₂由专门的运输设备从化工厂运至矿井,在地面将液态CO₂直接汽化成CO₂气体(或气液两相流),经注浆管路输送到灭火地点,选择适合的释放口位置注入到火区(见图1)。

图1液态二氧化碳防灭火系统工艺流程图系统工作流程:从运送二氧化碳槽车上压出的液体经过压力调节,流量控制后进入汽化器,汽化器置入水箱内,水箱内的水由电加热,汽化器吸收热量以后,将其管内流动的液体变成气体,经过储气罐和流量、压力、温度等控制装置通过注浆管路送到用气地点。

系统装备见图2,工作流程见附图。

系统主要参数如下:①运输(由厂家负责):地面低温运输槽车每车最大可储运20吨液态CO₂;②出口压力:>0.6Mpa;③产气量:1000~2000m³/h;④出口温度:>-10℃;⑤输送距离:>5km;图2 液态二氧化碳防灭火装备⑥系统尺寸:4m×4m×3.5m。

该液态CO₂防灭火系统具有稳定性好、操作简便、连续可调等优点,符合现场的实际应用。

地面低温运输槽车每车最大可储运20吨的液态CO₂;液态CO₂温度在-18~-20℃左右;出口压力最高可达2Mpa;系统产气量为1000~2000m³/h;输送距离可达10km,能实现大流量压注液态CO₂迅速熄灭火区的效果。

2)液态二氧化碳的来源和储运液态二氧化碳的来源一般是矿井附近的化工厂,当矿井需要时,用专门的运输设备从化工厂运到矿井,再用不同的方式输送到灭火地点。

液态二氧化碳的贮存系统可分为高压和低压两种,高压系统的贮存压力为5.17Mpa,贮存器中二氧化碳的温度与贮存地点的环境温度有关,因此,容器必须能够承受最高预期温度时所产生的压力;低压系统的贮存压力为2.07Mpa,贮存容器内的二氧化碳灭火剂温度利用绝缘和制冷手段被控制在-18℃~ -20℃。

从化工厂向矿井运输液态二氧化碳主要有两种设备,一是专用的低温槽车,槽车主要由贮槽、经改装后的汽车、操作箱、低温液体泵、增压气和金属软管组成,其中贮槽采用真空粉末绝热,或高真空多层绝热,蒸发损失小,安全可靠,但是其价格高,体积大,只能在地面运输使用。

二是常温高压储气瓶(罐),由一个承压容器和必要的充装、释放接口及安全装置组成,其结构简单,体积小,可以直接运输到井下着火地点附近释放灭火,使用方便,但是其要求承压高,并且充满率不高(容积的60%),扑灭矿井自然火灾时,由于惰气用量较大,所以储气瓶(罐)的用量多。

充装气瓶时需要将气瓶运到化工厂,运输、吊装过程中不安全因素多,另外,高压储气瓶(罐)作为一种压力容器,日常管理麻烦。

根据液态二氧化碳的性质和国家有关规程、标准、规范的要求,常温高压储存,运输时,其储存罐的工作压力不得低于15Mpa,储存1万m³液态二氧化碳约投资10万元,制造成本高,并且充装液态二氧化碳只能将储存罐运到化工厂充装。

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