移动式碳分子筛制氮机在煤矿灭火中的应用.pdf

移动式碳分子筛制氮机在煤矿灭火中的应用 赵 韦 江苏天能集团 龙固煤矿,江苏 徐州221613 摘要与传统的采用向采空区注浆灭火方法不同,向采空区注入氮气的方法呈现出更大的 优势,介绍了移动式碳分子筛制氮机的构成、 制氮的工艺流程、 电气控制以及向采空区注氮在灭火 中的优点。 关键词碳分子筛;灭火;氮气;制氮机 中图分类号 TM57 文献标志码 B 文章编号10032079420070620170203 Motion Type Carbon Molecular Sieve Making Nitrogen Machine Guards Against in Fire Fighting in Coal Application ZHAO Wei Longgu Coal Mine ,Jiangsu Tianneng Group Corporation ,Xuzhou 221613 ,China AbstractT o pick the depletion region note thick liquid with the traditional use to guard against the fire fight2 ing to be different , topicked the depletion region to pour into the nitrogen the topresent more superiority , introduced the motion typecarbon member sieve making nitrogen machine constitution. The system2 nitrogen technical process , the electrical control as well as topicked the depletion region note nitrogen to guard against the fire fighting the merit. Key wordscarbon molecular sieve ; guards againstin the fire fighting; nitrogen; system nitrogen machine 0 前言 矿井火灾是煤矿五大灾害之一,矿井火灾按发 生的原因可分为外因火灾和内因火灾,内因火灾又 称自燃火灾。自燃火灾多发生在采空区,特别是未 封闭或封闭不严的采空区。采空区一旦发生煤炭自 燃,采用直接灭火的方法已不大可能,大多数矿井普 遍采用向采空区内注浆的方法来加快火的熄灭,但 灭火周期长、 效率低、 成本高。近年来随着氧氮分 离技术的发展和小型制氮机的出现,使煤矿井下采 用氮气灭火成为可能。鉴于氮气灭火的优点和市场 的需要,新型的井下移动式碳分子筛制氮机特别适 合于煤层自燃发火的矿井采用氮气灭火的使用。注 氮灭火的作用原理见图1。 图1 氮气防灭火作用原理图 1 设备构成 制氮设备一般采用组合式结构,主要由气源车、 净化车、 制氮车和缓冲车4部分组成见图 2 。 1气源车 主要由隔爆型矿用无油或微油螺 杆压缩机组成。 图2 制氮设备的组成示意图 2净化车 主要由除油净化器、 精过滤器、 超 精过滤器、 活性炭过滤器、 空气储罐、 电控箱等组成。 3制氮车 主要由4只卧式吸附塔及ZSGP管 道式气动阀和防爆电磁阀组成。 4缓冲车 主要由氮气缓冲罐、 流量计、 氮气 纯度分析仪等组成。 2 工艺流程 制氮设备的工艺流程见图3。 1空压机 原料空气经螺杆空压机压缩、 冷却后输出。 2空气净化处理 气源车提供的压缩空气,主流气经除油净化器 除去大部分水和油,残余含油量小于1 PPm ,再经精 过滤器滤除直径大于1μm的固体颗粒和水滴及油 滴,残余含油量小于011 PPm ,然后经超精过滤器和 活性炭过滤器处理,残余含油量可达01003 PPm ,最 后进入活性炭除油器,除去压缩空气中的残余油分。 经过以上环节,可得到洁净的压缩空气,最后进入空 气储罐。 071 第28卷第6期 2007年 6月 煤 矿 机 械 Coal Mine Machinery Vol128No16 Jun. 2007 图3 制氮设备工艺流程图 11 除油净化器 21 精过滤器 31 超精过滤器 41 活性炭过滤器 51 除油器 61 空气储罐 71 吸附塔 81 消声器 91 空气过滤器 101 气 源三联件 111 缓冲罐 121 流量计 131 粉尘过滤器 141 矿用测氧仪 3制氮系统 洁净的压缩空气进入制氮系统后分为3路第 1路经节流阀LV2进入氧氮分离系统;第2路经球 阀BV11,气源三联件QL - 1、TV1、L - 1被输进气 体,为防爆电磁阀DV1～DV8控制管道式气动阀QV1 ～QV10的开和关提供动力源;第3路经球阀BV10、 空 气过滤器QL - 2、 针形阀LV3～LV10和单向阀ZV1～ ZV8进入吸附塔内的气囊充气压紧碳分子筛,从而 防止了因碳分子筛下沉而引起的沟流现象和碳分子 筛粉化现象,确保设备正常工作。 氧氮分离系统由4只吸附塔 A 1、A2、B1、B2、 管 道气动阀QV1～QV10、 电磁阀、 消声器等组成。 经过节流阀LV2压缩空气,通过管道气动阀 QV1或QV2的开启,以一定的压力和时间间隔,交 替进入2组吸附塔,其中直径较小的氧分子优先被 碳分子筛吸附,直径较大的氮分子则经吸附塔流出, 然后经管道气动阀QV9或QV10输出。当A组吸附 塔处于进气吸附产氮过程时,B组吸附塔则处于排 气解吸再生过程。排气解吸再生过程,就是通过管 道气动阀QV5 ,7或QV4 ,6的开启,将碳分子筛所吸 附的氧通过消声器排入大气中,使碳分子筛卸压获 得再生。同时A组或B组吸附塔所产生的氮气 中一部分经针形阀LV11和单向阀ZV9或ZV10流入 正在解吸的B组或A组吸附塔内,起回流冲洗作 用,以提高碳分子筛的吸附效果。 为了提高氮气回收率,在吸附和解吸过程之间 有一个短时间的均压过程,即通过开启管道气动阀 QV3 ,8使2组吸附塔压力均衡。 制氮车的吸附-均压-解吸过程,循环周期约 2 min ,全过程由S7 - 224 PLC按设定程序自动控制。 4缓冲系统 制氮车输出的氮气经节流阀LV12将压力调节到 所需压力并通过节流阀LV14调节输出流量,同时通 过LV13输出一小部分氮气供防爆测氧仪进行氧含量 检测。 3 电气控制 电气原理见图4。 图4 制氮设备电器原理图 电气设备由BXD - 660Π013矿用隔爆型电控箱、 AZY- 1型甲烷氧气两参数组合检测报警仪等组成。 1BXD - 660Π013矿用隔爆型电控箱 该电控箱为S7 - 224PLC供 电,通 过S7 - 224PLC ,控制二位五通防爆电磁阀DV1～DV8按设 定程序工作,从而使管道式气动阀QV1～QV10作关 闭和开启动作,使2组吸附塔轮流工作或再生,输出 氮气。 2AZY- 1型甲烷氧气两参数组合检测报警仪 该仪表主要对输出的氧气进行氧含量检测。 4 采用碳分子筛制氮机的优点 分子筛空分制氮是以空气为原料,以碳分子筛 作为吸附剂,运用变压吸附原理,利用碳分子筛对氧 和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法。与传统 171 第28卷第6期 移动式碳分子筛制氮机在煤矿灭火中的应用 赵 韦 Vol128No16 销齿式成套进罐操车设备在吴桂桥矿的应用 王文杰1,王 雷2,陈义强2,杨建奎2,陈利强2 1 1 平顶山煤业集团 第六工程处,河南 平顶山467000; 21 中国矿业大学 机电学院,江苏 徐州221008 摘要针对吴桂桥煤矿成套进罐操车设备的安装及使用情况,详细介绍了成套进罐操车设 备的性能及结构特点,安装过程中的调试处理方法及设备正常运转后的日常维护工作,为煤矿操车 设备的安装维护提供一定的经验。 关键词销齿式;推车机;操车设备 中图分类号 TD531 文献标志码 A 文章编号10032079420070620172203 Application of Enter Cage and Control Equipment with Peg - tooth Mode in Wuguiqiao Coal Mine WANG Wen - jie1, WANGLei2, CHEN Yi- qiang2, YANG Jian - kui2, CHENLi- qiang2 1. The Sixth Project , Pingdingshan Coal Co. , Ltd. , Pingdingshan 467000 , China ; 2. College of Mechatronic Engineering , China University of Mining impellent cart ; control equipment 0 概述 TX型销齿式成套操车设备主要用于各种罐笼 提升的矿井井上、 井下车场装卸矿车并能单个或成 组调运车辆,能够实现矿车装罐、 卸罐、 定位、 调运等 功能,可以取消列车推车机、 进罐阻拉器等设备,实 现一机多用。 销齿式成套操车设备由销齿推车机、 井口井底 摇台、 阻车器、 安全门、 液压系统及电控装置等部分 组成。本文主要介绍设备性能及结构特点、 安装使 用及日常维护事项等内容。 1 设备性能及结构特点 1. 1 销齿式推车机 销齿推车机由一列在轨道上运行的销齿小车组 成,销齿小车底部在全长内设置等距的销轴,推车上 安装有操车使用的推爪,推爪推矿车碰头。功能能 够进罐推车,实现自动化装罐、 卸罐、 调车等作业。 特点 1大量采用了新技术、 新材料,结构更合理,具 有高强度、 高可靠、 免维护的特点。 2运动惯性小,启动停止迅速平稳,易于调节, 更适用需要频繁启动的场合,运行可靠。 3手动和自动状态推车机采取变速运动,即启 动、 停止时缓慢运动,中间过程快速运动,这样既大 大减轻了冲击,降低了噪音,延长了推车机的使用寿 命,又不会降低效率。 4推车机速度,压力均可调整。 5推车机滑轮装有自润滑轴承,外壳包有高分 子复合耐磨材料,这样大大延长了设备的使用寿命, 又降低噪音。 6推车机的推爪可自动起落。 1. 2 井口摇台 摇台为一段可摆动轨道,一端绕固定轴摆动,另 一端当罐笼停好后摇尖搭接在罐笼边缘的导轨衬 上,连接了罐内与车场中的轨道,便于矿车进出罐 的制氮技术相比,它具有工艺流程简单、 自动化程度 高、 产气快 15 ～30 min、 能耗低,产品纯度可在较 大范围内根据用户需要进行调节,操作维护方便、 运 行成本较低、 装置适应性较强等特点。 5 结语 实践证明使用碳分子筛制氮机向采空区注入氮 气的方法可有效地降低采空区内氧气的含量,使采 空区内气体惰化,阻止煤炭氧化,可使采空区形成正 压,减少或杜绝空气进入,同时降低了采空区内温 度,因此具有很好的推广应用价值。 作者简介赵韦1980 - ,陕西西安人,助理工程师,毕业于西 安石油大学电子工程学院,主要从事煤矿机电技术工作,电话0516 - 86757337 ,电子信箱zhw8126 . 收稿日期2007201220 271 第28卷第6期 2007年 6月 煤 矿 机 械 Coal Mine Machinery Vol128No16 Jun. 2007