储料仓内的防火措施的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于防止和扑灭储存易燃材料的贮仓内的火灾的方法和设备。特 别是，本发明涉及生物量储存容器内的火灾的防止和扑灭措施。
【背景技术】
[0002] 在发电厂中以生物量（biomass)的燃烧作为燃料在最近几年中变得愈发普遍，并 且在发电厂所使用和储存的该生物量的体积已相应地增加。概括地说，生物量包括被切碎 和压成颗粒状物的植物物质。该颗粒在传送到锅炉中使用之前，被储存在大型贮仓中（其 范围可以从数百立方米到数千立方米）。生物量植物物质的一般来源是木头并且以木质生 物量为背景而给出以下描述。然而，本发明可等同地应用到其它种类的生物量以及其它种 类的易燃材料。
[0003] 在大型贮仓中不仅储存有生物量颗粒，还有在储存和处理期间从颗粒所产生的生 物量粉末（dust)。该粉末被抽取到空气流中，该空气流被过滤以移除粉末。该粉末然后被 气动地传送到粉末仓中，在锅炉中被燃烧之前其储存在该粉末仓。
[0004] 火灾可以发生在生物量颗粒储料仓和粉末储料仓中，并且在这两种情况下导致火 灾的因素大致相同。在粉末储料仓的情况下额外风险是由粉末自燃或者点燃所产生的易燃 气体（或者是两者的结合）而在顶部空间内引起爆炸。
[0005] 作为产生热量并且生成甲烷、一氧化碳和二氧化碳的细菌和真菌活动的结果是可 以引发生物量储存容器内的火灾。热量累积到超过50°c会导致木制品的热氧化。温度继续 升高会导致生物量的最终点燃。
[0006] 虽然水是用于从隐燃火（smouldering fire ;闷火）中去除热量的最佳介质，但是 使用喷水器将会对贮仓带来损坏并且致使木头粉末凝固或变硬，从而导致高成本和停工。 在本领域中公知的措施是可通过在贮仓内提供惰性气氛来控制和扑灭隐燃火。这通过若干 天内都供应持续的二氧化碳流以允许热量消散而得以实现。一般是从在工业中众所周知的 大型低压（20. 7巴）低温二氧化碳储存容器来供应二氧化碳流。
[0007] 在燃烧火（flaming fire ;明火）的情况下，快速供给的液态二氧化碳被注射到 贮仓的顶部空间内以扑灭深层和表面火灾。针对在粉末收集器中的深层火灾的英国标准 BS5306-4:2001+A1:2012,要求将顶部空间内的二氧化碳的浓度在2分钟内提升到30%并且 在7分钟内提升到74%。从专用二氧化碳灭火系统来提供二氧化碳的快速流。
【发明内容】
[0008] 本发明提供一种一种用于防止和扑灭在容纳易燃材料的贮仓内的火灾的设备，所 述设备包括：用于储存液态二氧化碳的储存容器，所述储存容器具有液体出口；第一流动 路径，所述第一流动路径从所述液体出口朝第一入口延伸进入贮仓的顶部空间内；以及第 二流动路径，所述第二流动路径从所述液体出口朝第二入口延伸进入所述贮仓的顶部空间 内；其中，所述第一流动路径被布置成经由所述第一入口将实质上气态二氧化碳供给到所 述贮仓的顶部空间，并且其中，所述第二流动路径被布置成将实质上液态二氧化碳供给到 所述第二入口，其中，所述第二入口被布置成在使用中，所述液态二氧化碳在进入所述贮仓 的顶部空间内的进口处基本上膨胀为二氧化碳蒸气和干冰霜。
[0009] 本发明的优点在于仅需要提供一个液态二氧化碳源，从而导致了系统简化并且减 少安装、设备和服务成本。在优选实施例中，易燃材料为生物量。
[0010] 优选地，所述第一流动路径被布置成以第一流动速率供给二氧化碳，并且，所述第 二流动路径被布置成以第二流动速率供给二氧化碳，其中，所述第一流动速率小于所述第 二流动速率。为了在经过几天期间均获得惰性气氛以控制隐燃火，就不需要以与针对灭火 目所要求的相同速率来提供二氧化碳。因此，其优点在于以低于针对灭火所要求的流动速 率来供应实质上气态的二氧化碳流。
[0011] 所述第一流动路径优选地包括第一供给控制阀，所述第一供给控制阀被布置成在 起动时开放和关闭所述第一流动路径。这就允许有选择性地接通或关掉第一流动路径。所 述第一供给控制阀优选地被布置成当探测到所述贮仓内的第一条件时自动地进行起动。
[0012] 类似地，所述第二流动路径优选地包括第二流动控制阀，所述第二流动控制阀被 布置成在起动时开放和关闭所述第二流动路径，从而允许有选择性地接通或关掉第二流动 路径。另外，所述第二流动控制阀优选地被布置成当探测到所述贮仓内的第二条件时自动 地进行起动，从而允许自动地操作第二流动路径。
[0013] 该设备优选地包括位于所述贮仓内的至少一个一氧化碳传感器。其优点在于能够 感测一氧化碳，因为在贮仓内一氧化碳的出现是火灾的早期指示器。因此，探测一氧化碳允 许防火/灭火系统在最早的时机得以起动（不论是手动还是自动）。
[0014] 在优选实施例中，当探测到第一一氧化碳浓度时，第一流动控制阀自动地起动，以 及当探测到第二一氧化碳浓度时，第二流动控制阀自动地起动。这允许基于一氧化碳的自 动起动并且如果需要的话还允许针对自动起动的准则进行设定和和调节。
[0015] 该系统可以有利地进一步包括至少一个火焰探测器和/或至少一个烟雾探测器。 如果期望的话，第一和/或第二自动控制阀的自动起动可以被布设成除一氧化碳之外或代 替一氧化碳而取决于火焰和/或烟雾的探测。
[0016] 在优选实施例中，该设备可进一步包括：至少一个附加第一流动路径，所述附加第 一流动路径从所述液体出口朝第一入口延伸进入至少一个附加贮仓的顶部空间内；以及至 少一个附加第二流动路径，所述附加第二流动路径从所述液体出口朝第二入口延伸进入所 述至少一个附加贮仓的顶部空间内；其中，所述至少一个附加第一流动路径被布置成经由 朝向所述贮仓的所述第一入口将实质上气态二氧化碳供给到所述至少一个附加贮仓的顶 部空间，并且其中，所述至少一个附加第二流动路径被布置成将实质上液态二氧化碳供给 到朝向所述至少一个附加贮仓的所述第二入口，其中，所述第二入口被布置成在使用中，所 述液态二氧化碳在进入所述至少一个附加贮仓的所述顶部空间的进口处基本上膨胀为二 氧化碳蒸气和干冰霜。
[0017] 在这个实施例中，一个液态二氧化碳储存容器可以被用于对多于一个的贮仓供应 二氧化碳，从而导致进一步的设备和安装成本节省。
[0018] 在另一个方面中，本发明提供一种用于防止和扑灭在易燃材料储料仓内的火灾的 方法，所述方法包括：设置容纳液态二氧化碳的储存容器，所述储存容器具有液体出口；设 置第一流动路径，所述第一流动路径从所述液体出口朝第一入口进入所述仓的顶部空间 内；以及设置第二流动路径，所述第二流动路径从所述液体出口朝第二入口进入所述仓的 顶部空间内；经由所述第一流动路径将实质上气态二氧化碳的流提供到所述第一入口；或 者经由所述第二流动路径将实质上液态二氧化碳的流提供到所述第二入口，其中，所述第 二入口被布置成所述实质上液态二氧化碳的流在进入所述仓的进口处基本上膨胀为二氧 化碳蒸气和干冰霜。
[0019] 优选地，该方法还进一步包括：设置至少一个附加第一流动路径，所述至少一个附 加第一流动路径从所述液体出口朝第一入口进入至少一个附加仓的顶部空间内；以及设置 至少一个附加第二流动路径，所述至少一个附加第二流动路径从所述液体出口朝第二入口 进入所述至少一个附加仓的顶部空间内；经由所述至少一个附加第一流动路径将实质上气 态二氧化碳的流提供到所述至少一个附加仓的所述第一入口；或者经由所述至少一个附加 第二流动路径将实质上液态二氧化碳的流提供到所述至少一个附加仓的所述第二入口，其 中，所述第二入口被布置成所述实质上液态二氧化碳的流在进入所述至少一个附加仓的进 口处基本上膨胀为二氧化碳蒸气和干冰霜。
【附图说明】
[0020] 现在将参照图1来描述本发明的一个示例，图1为根据权利要求1的防火和灭火 设备的不意图。
【具体实施方式】
[0021] 图1示出了防火和灭火设备1。该设备1包括安装在便携式台架（skid) 13上的 液态二氧化碳储存容器10。储存容器10为具有20. 7巴（气压单位）工作压力和1600升 容量的低压储存容器。储存容器10包括制冷电路（未示出）以防止液态二氧化碳的汽化 损耗。
[0022] 在这个示例中，台架13为VIE17,其可以从总公司在英国，吉尔福德，普里斯特 利路 10 号，普里斯特利中心，GU2 7XY (The Priestley Centre, 10 Priestley Road, Guildford,⑶2 7XY, United Kingdom)的BOC集团购得。台架13的内容物通过虚线14 在图1中加以区分。为了清楚起见，下文并没有对在虚线14内的所有部件进行描述。但是， 台架13的部件对于本领域技术人员而言是熟知的。
[0023] 为了遵守针对深层火灾的灭火的BS5306-4:2012标准，储存容器10的容量必须足 以能够在7分钟内将生物量贮仓（未示出）装充74%二氧化碳（因为泄漏的原因）。在这 个示例中，设备1适合于具有234m 3容量的贮仓（silo)。储存容器10的容量将取决于贮仓 尺寸并且根据特殊安装的需要来加以规定。这里所给出的容量和尺寸只是示例而已而且不 应被认为对本发明范围是不可缺少的。
[0024] 在这个示例中，储存容器10包括液体出口 11和回气入口 12。在使用时，液态二氧 化碳经液体出口 11离开储存容器10并且进入到液体出口管20内。液体出口管20通向分 支点（branch) 19,该分支点的一个下游侧通向外界汽化器（ambient vaporiser) 21，并且其 另一个下游侧通向管道扩径器（pipe expander) 24。由流量调节器18所确定的一部分流 量进入外界汽化器21内，该外界汽化器21将液态二氧化碳转换成气态二氧化碳，该气态二 氧化碳接着经由回流管22和回气入口 12返回到该储存容器中，该回气入口 12通往储存容 器10的缺量空间（ullage space ;空部空间）。
[0025] 进入储存容器10的回流气体有助于维持容器10内的液态二氧化碳的压力。随着 液体从容器10中抽出，液体上方的缺量空间增加并且气压因此而降低）。实际上，这会减少 储存容器10中液体的压力，从而降低沸点并且具有增大液态二氧化碳进入贮仓的顶部空 间的瞬间速率的效果（下面详细地描述）。通过将一部分出口流的返回到储存容器10的缺 量空间，缺量空间内的压力得以维持并且这反过来会维持容器10内液体的沸点。虽然这里 略为详细地加以描述，但是应该理解的是回气回路21、22、12对于本发明而言并不是必须 的，并且在没有回路（return circuit)的情况下本发明