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碳分子筛制氮机在煤矿防灭火中的气源改造

2021年01月07日 12:43:34   分类: 制氮机百科

2013年7月,三河尖煤矿一氧化碳浓度突然增大,在抢险工作无法进行后,将两台移动空压机安装到地面空压机房,同主压风管路并联,同时将碳分筛气源进口同井下主压风管路连接,改造了制氮机进气源,保证了制氮机的正常运行和防灭火工作的有效开展。

自20世纪60年代起,世界主要产煤国家将注氮 应用于煤矿井下工作面防灭火 ,经过不断完善已成 为各国煤矿井下处理大型火灾的一项重要举措。我 国从20世纪 80年代开始研究氮气防灭火工艺,取 得一定成效,并在煤矿防灭火过程中得到了逐步的 推广和应用。徐州矿务集团三河尖煤矿属低瓦斯高 温热害矿井,井下温度高,历史上曾多次出现工作面 煤炭 自燃事故,在防灭火工作中,采用了以灌浆为 主,移动式制氮防灭火为辅的方法,积累了一定的经 验 ,取得了较好的效果 。
1 问题的提出
三河尖煤矿购进的碳分子筛制氮机为上海垣锦 生产,碳分子筛六罐三组,每组制氮量为400 m /h, 总制氮量为 1 200 m /h,含氧量小于3%,配备两台功 率为185 kW的风冷式复盛螺杆空压机。在7451工 作面发生险情后,机组投入使用,在调试过程中满负 荷运转 ,两组空压机投人运行 35 min后 ,压缩机排气 温度由8O℃上升至 100 oC,机组报警停机。经分析 发现,由于安装地点温度高,风速低,风量小,且压缩 机组功率大,冷却油经冷却风扇散发的热量积聚在 狭小的空间内无法带走,在不到20 min时间内,移动 空气机进气口空气温度由26℃上升至62℃,从而造 成空压机排气温度超过 100℃,超温报警停机,制氮 机无法制氮。
为此,该矿开动了1台压缩机,运行一组碳分子 筛罐,减小制氮量。但机组在运行3 h后,仍出现压 缩机排气温度高、报警停机的故障。后又在机组进 风侧安装一台15 kW×2局部通风机,对安装地点进
行通风散热,但在两组空压机满负荷运行2.5 h后, 仍出现压缩机排气温度高、报警停机的故障。
2 对制氮机进气源的改造
在进行两种改造无效后 ,该矿考虑到问题可能 出在压风系统。该矿现使用5台英格索兰MM200— 2S型螺杆空压机,功率200 kW,气量 38.3 m /min, 采用 ACS4000集 中控 制系统 控制 ,设 定起 跳压力 0.7 MPa,回跳压力0.6 MPa,日常运行3~5台。在 制氮机安装地点,将DN100主压风管同制氮机进气 口连接,并在连接处加装闸阀和过滤器,方便检修及 杂质的清理 ,连通后 ,开动 3组碳分子筛罐制氮运 行,制氮量达到1 200 m3/h,含氧量为0.8%,达到了 机组设计制氮量和浓度。
将制氮机接人矿井主压风系统后,由于用风量 增大2 500 m /h,造成压风机运行台数增加,基本达 到5台,且将系统起跳压力增大到0.74 MPa,回跳压 力增大 0.65 MPa,方能满足各施工地点要求。为提 高系统的可靠性,将原制氮机配套的移动空压机运 输到地面空压机房安装,将其出风管路与主压风管 路并联,并加装闸阀,方便检修。为避免移动空压机 的持续加载运行,对其进行容调设定,在系统压力小 于0.65 MPa时加载,高于0.7 MPa时卸载,保持了 以固定空压机为主,移动空压机为辅的运行方式。
3 进气源改造后的优点
(1)进气源改造后,保证了制氮机的正常运行,
制氮机司机岗位环境温度由38℃降低至26℃,噪声 由80 dB降低至20 dB,改善了司机的工作环境。


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