液氮增压防火灭火系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿防火灭火技术领域，尤其涉及液氮增压防火灭火系统和方法。
【背景技术】
[0002]随着煤矿开采深度的不断加深，矿井下的温度也越来越高，甚至可能达到满足煤炭氧化条件的温度，高温不但导致矿井下工作环境恶劣，严重影响井下作业，而且有可能致使矿井自然起火，因此矿井热害和火灾灾害是亟待解决的问题。
[0003]目前矿井中通常采用液氮和气氮来防火灭火，但是现有的液氮和气氮灭火系统无法输出压力稳定的液氮，并且输出的气氮气压波动较大，这样会导致防火灭火系统的工作不稳定性，防火灭火系统的可靠性低。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种液氮增压防火灭火系统和方法。
[0005]本发明提供了一种液氮增压防火灭火系统，包括依次连接的液氮罐、液氮汽化器和缓冲罐；
[0006]所述液氮罐上设置有安全阀、第一压力表和用于将液氮灌注到井下的液氮直注管；
[0007]所述液氮罐与所述液氮汽化器之间通过液氮输送主管连接；
[0008]所述缓冲罐上连接有用于将气氮灌注到井下的注气氮管；
[0009]其中，所述液氮输送主管与所述液氮罐之间连接有用于向所述液氮罐内增压的增压装置。
[0010]进一步地，所述增压装置上具有用于吸收所述液氮输送主管内由液氮转化而成的气氮的驱动进气口和压缩进气口，所述增压装置上还具有用于将所述压缩进气口吸收的气氮供给至所述液氮罐内以增加所述液氮罐内的气压的增压出气口；
[0011 ]所述驱动进气口和所述压缩进气口分别与所述液氮输送主管连接，所述增压出气口与所述液氮罐连接。
[0012]进一步地，所述液氮输送主管的周围设有用于向所述液氮输送主管供热的电辅热
目.ο
[0013]进一步地，所述增压装置的所述增压出气口处设置有压力调节阀。
[0014]进一步地，所述缓冲罐与所述液氮汽化器之间设置有单向阀，所述缓冲罐与所述注气氮管之间设置有第二控制阀，所述缓冲罐上设置有第二压力表。
[0015]进一步地，所述缓冲罐为气囊式缓冲罐。
[0016]进一步地，所述液氮罐上设置有快速加注接头。
[0017]本发明还提供一种使用上述液氮增压防火灭火系统的液氮增压防火灭火方法，包括以下步骤:
[0018]步骤1):利用设置在液氮罐和液氮输送主管之间的增压装置以及设置在所述液氮罐的顶部的安全阀和第一压力表，调节所述液氮罐中的液氮压力使其保持在预定值；
[0019]步骤2):将由步骤1得到的稳压液氮通过液氮直注管灌注到井下；
[0020]步骤3):将由步骤1得到的稳压液氮通过液氮输送主管输送到液氮汽化器中，所述液氮汽化器将液氮汽化成气氮后输送到缓冲罐，然后通过注气氮管将气氮灌注到井下。[0021 ]进一步地，调节所述液氮罐中的液氮压力使其保持在预定值包括:
[0022]当所述液氮罐的压力值高于预设值时，打开安全阀使液氮罐减压；
[0023]当所述液氮罐的压力值低于预设值时，打开增压装置中的驱动进气口和压缩进气口，所述液氮输送主管内由液氮转化而成的气氮经所述驱动进气口和所述压缩进气口进入所述增压装置内；
[0024]其中，经所述驱动进气口进入的气氮作为驱动气源驱动增压装置运转，经所述压缩进气口进入的气氮作为增压介质，并被压缩增压后经增压出气口输送至所述液氮罐内。
[0025]进一步地，所述液氮输送主管的周围设有用于向所述液氮输送主管供热的电辅热
目.ο
[0026]本发明的有益效果:通过设置增压装置和安全阀，当液氮罐中的气压小于预设值时，通过增压装置加压，当液氮罐中的气压高于预设值时，通过安全阀泄压，从而实现了液氮的稳压输出，通过设置缓冲罐缓冲气氮的压力波动，从而输出平稳的气氮，本系统的防火灭火性能稳定。
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本发明的液氮增压防火灭火系统的结构示意图。
[0029]图中:
[0030]1、液氮罐；2、快速加注接头；31、压力控制阀；32、第一控制阀；33、开关；34、单向阀；35、第二控制阀；36、第三控制阀;4、增压装置;5、液氮输送主管;6、电辅热装置;7、液氮汽化器;8、缓冲罐;9、安全阀9; 101、液氮直注管；102、注气氮管；111、第一压力表;112、第二压力表。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，基于本发明中的发明构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]如图1所示，本发明一实施例提供的液氮增压防火灭火系统，包括依次连接的液氮罐1、液氮汽化器7和缓冲罐8。液氮罐1上设置有安全阀9、第一压力表111和用于将液氮灌注到井下的液氮直注管101;液氮罐1与液氮汽化器7之间通过液氮输送主管5连接;缓冲罐8上连接有用于将气氮灌注到井下的注气氮管102;其中，液氮输送主管5与液氮罐1之间连接有用于向液氮罐1内增压的增压装置4。
[0033]增压装置4能够对液氮罐1进行增压，安全阀9能够使液氮罐1泄压。具体地，当第一压力表111测定的液氮罐1的气压小于预设值时，通过增压装置4对液氮罐1进行加压；当第一压力表111测定的液氮罐1的气压高于预设值时，打开安全阀8泄压，从而液氮罐1能够输出稳压的液氮。缓冲罐8能够在一定程度上缓冲来自液氮汽化器7的气氮的压力波动，从而输出平稳的气氮。因此，本系统的防火灭火性能稳定。
[0034]在示例性的实施例中，增压装置4为空气增压栗。增压装置4上具有用于吸收液氮输送主管5内由液氮转化而成的气氮的驱动进气口和压缩进气口，增压装置4上还具有用于将压缩进气口吸收的气氮供给至液氮罐1内以增加液氮罐1内的气压的增压出气口。驱动进气口和压缩进气口分别与液氮输送主管5连接，增压出气口与液氮罐1连接。
[0035]液氮输送主管5中的液氮在运输过程中由于环境温度会部分汽化，增压装置4利用由液氮部分汽化而成的气氮来作为增压装置4的驱动气源和增压介质，而不需要引入额外的气源，因此优化了系统的布置。
[0036]驱动进气口和压缩进气口均通过第一控制阀32与液氮输送主管5连接，当第一压力表111测定的液氮罐1的气压小于预设值时，开启第一控制阀32，液氮输送主管5内的由液氮转化而成的气氮输送到增压装置4中，其中通过驱动进气口的部分气氮当作驱动气源用来驱动增压装置4运转。通过压缩进气口的部分气氮当作增压介质在增压装置4中被压缩增压，然后通过增压出气口输送给液氮罐1，对液氮罐1进行增压。运转中的增压装置4能够对经压缩进气口进入增压装置4的气氮进行压缩和增压。本系统中，增压装置4可以将液氮罐1中的压力增加20-40倍，将液氮罐压力控制在l-2MPa范