一种球仓惰化保护装置的制作方法

本发明涉及一种球仓惰化保护装置。适用于火力发电厂，煤矿，洗煤厂等储煤场所的球形储煤仓的惰化保护。

背景技术：

储煤场是燃煤电厂，煤矿，洗煤厂等储煤、供煤的重要场所，关系到电厂的安全稳定生产。随着国内燃煤机组容量及建设规模的不断扩大，对环境保护愈加重视、土地资源日益宝贵的背景下，一种新的煤炭存储方式——封闭球形煤仓开始在国内外得到应用。与其他煤场相比，球形煤仓采用大直径钢筋混凝土薄壳结构，虽然造价较高，但具有以下优点：

(1)占用面积更小，场地利用率更高，节省土地资源；

(2)充满度更高，与空气接触面积更小，对煤的保存时间更长；

(3)施工运行条件好，无地下结构，便于管理。

(4)环保效果好，全封闭的结构可以有效防止煤灰弥散，实现零污染。

因封闭球仓相比其他煤仓具有上述明显的优势，势必会成为将来国内外电厂储煤的方式，得到大规模的应用。

但是封闭球仓处于全封闭的状态，通风条件差，仓内煤堆热量容易积聚，仓内煤堆易发生自燃，产生大量co、h2、烃类气体和芳香族碳氢化合物等可燃气体，对煤仓设备和人员安全都会造成非常严重的安全隐患。因此，对大储量的球仓进行惰化保护具有非常重要的社会意义和经济意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对仓内煤的堆热自燃机理，提供了一种在煤堆自燃的早期阶段充入二氧化碳进行惰化保护的装置。

本发明采用的技术方案为一种球仓惰化保护装置，该装置的储气装置通过减压装置与多级充气管路相连，调节充惰压力，减压装置后的总管路上设有总阀门，来控制总管路的通断；所述的多级充气管路分为三级，第一级充气管路设在球仓底部出煤口处，第二级充气管路设在球仓壁的中下部，第三级充气管路设在球仓壁的上部，各级充气管路上均布置有阀门控制各自的通断；各级充气管路均能布置多层充气预埋管，多层充气预埋管均为并列布置的方式与各级充气管路相连；所述的第一级充气管路的充气预埋管布置在球仓底部所有的出煤口处；所述的第二级充气管路的充气预埋管等距多层的布置在球仓壁的中下部；所述的第三级充气管路的充气装置布置在球仓上部；伸缩管通过伸缩机与第三级充气管路相连，伸缩机由电机驱动，与伸缩管相连，控制伸缩管的运动。

本发明能够达到的技术效果是：在球仓需要进行惰化保护时，首先打开第一级充气管路和第三级充气管路的阀门，对球仓底部和表面进行惰化保护；之后打开第二级充气管路对煤堆内部进行惰化保护。

本装置充入的惰性气体为二氧化碳，二氧化碳的密度比空气重，通过上述充惰方式，能使二氧化碳发挥更好的惰化效果；第一级充气能够抑制球仓内煤堆自燃温升引起的热风压效应，阻止空气从球仓底部进入煤仓，隔绝氧气来源；第二级充气管路的充气为煤堆内部充入二氧化碳，抑制煤堆内部的自燃；第三级充气管路的充气利用二氧化碳容易被煤吸附的特性，使煤堆表面覆盖二氧化碳，形成保护层，同时置换出球仓内的可燃气体。通过第一级充气管路和第三级充气管路的充气保护，使球仓内的煤堆隔离于空气中的氧气，同时上方的二氧化碳可向煤堆内部渗入。通过第二级充气管路的充气保护，向煤堆内部充入二氧化碳，抑制煤堆内已发生的氧化自燃反应。

附图说明

图1为本装置结构示意图

图2为本装置第一级管路结构示意图

图3为本装置第二级管路结构示意图

图4为本装置第三级管路结构示意图

图5为伸缩机结构示意图

图中：1-储气装置，2-减压装置，3-第一级管路充气预埋管，4-球仓体内保护檐，5-第二级充气预埋管，6-伸缩管，7-伸缩机，8-第一级充气网管，9-第二级充气网管，10-第三级充气网管，11-球仓壁，12-总阀门，13-第一级充气管路阀门，14-第二级充气管路阀门，15-第三级充气管路阀门，16-出煤口，17-电机，18-减速机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，本球仓惰化保护装置中，储气装置1通过减压装置2与各级充气网管相连，由总阀门12和第一级充气管路阀门13、第二级充气管路阀门14、第三级充气管路阀门15控制各级充气网管的通断。

如图2所示，本球仓惰化保护装置的第一级充气预埋管3布置在球仓底部所有的出煤口处，惰化保护时打开总阀门12和阀门13，对球仓底部充入惰性气体二氧化碳，抑制球仓内煤堆自燃温升引起的热风压效应，达到阻止空气进入球仓的目的。

如图3所示，本球仓惰化保护装置的第二级充气预埋管5多层布置在球仓中下部，球仓体内保护檐4与球仓壁11相交处容易残留煤，在此处要布置一层充气预埋管，其他各层等距分布在球仓壁上。惰化保护时打开阀门14，对煤堆充入二氧化碳，使二氧化碳渗入煤堆内部，抑制煤堆内部的氧化自燃，完成对煤堆内部的惰化保护。

如图4所示，本球仓惰化保护装置的第三级充气装置布置在球仓上部，充气装置由伸缩机7和伸缩管6组成。惰化保护时伸缩管6由伸缩机7带动，在距煤堆表面合适的距离充入二氧化碳，利用二氧化碳易被煤炭吸附的特性，在煤堆表面处形成保护层，同时打开球仓顶部的防爆门，置换出球仓上部积聚的可燃性气体。如图5所示，伸缩机由电机17和减速器18构成，在电机17的带动下，根据不同的煤堆高度调整伸缩管，使伸缩管和煤堆表面处于适当的距离。

本球仓惰化保护装置结合二氧化碳密度大，容易被煤炭吸附的特性，针对煤的自燃机理，首先对球仓底部和上方进行充气。球仓底部充气的作用：抑制球仓内煤堆自燃温升引起的热风压效应，阻止空气从底部进入煤堆；球仓上方充气的作用：使二氧化碳在煤堆表面形成保护层并排出球仓内的可燃气体。通过上下方充气使煤堆隔离于空气，覆盖在煤堆上方的二氧化碳可向煤堆内部渗入。隔离后向煤堆内部充入二氧化碳，抑制已发生的氧化自燃反应。通过这种“隔离—抑制”的方法，形成了对球仓内部煤堆整体的惰化保护。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种球仓惰化保护装置，用于对火力发电厂等的大型球形储煤仓进行惰化保护。该装置的储气装置通过减压装置与多级充气管路相连，调节充惰压力，减压装置后的总管路上设有总阀门，来控制总管路的通断；本装置由储气装置，减压装置，及设置在球仓底部出煤口和球仓壁的预埋管，球仓上部的充气装置，各级充气管路等组成，通过首先对球仓底部和上方进行充气，随后在煤堆内部进行充气的方式，实现“隔离—抑制”的作用，形成了对球仓内部煤堆整体的惰化保护。

技术研发人员：王晓铭;付胜;周忠臣;薛殿威;于梦瑶
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2017.05.18
技术公布日：2017.08.22