CN109764245A - 复合抑爆型天然气管道防爆灭火装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合抑爆型天然气管道防爆灭火装置，具有传感检测系统、输气混合系统以及控制器，所述的传感检测系统包括分设在一段天然气管道两端的压力传感器和红外传感器，压力传感器和红外传感器均线路连接有控制器，输气混合系统包括管路连接的气泵和粉体舱，粉体舱内安装有用以储存粉体的收纳网，粉体舱底部管路连接有喷射管，天然气管道内安装有与喷射管固连的多自由度风扇，所述喷射管管径向多自由度风扇方向逐渐收缩。本发明在天然气管道内监测到有火灾风险的具体位置时，能迅速向危险区域精准投放惰性气体‑粉体复合抑爆剂进行灭火抑爆，效率更高、抑爆效果更好。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合抑爆型天然气管道防爆灭火装置。
背景技术
目前，对于天然气管道泄漏火灾的处理对策，主要从物理角度或化学角度两方面加以考虑，前者通过喷洒超细水雾进行物理抑制，或是采用双流体技术将液体与气体高度雾化实现抑爆，而化学角度更倾向于粉体抑爆，即喷洒抑爆粉体使其发生化学反应，吸取热量。然而虽然各种相关研究都取得了一定进展，但主要还存在以下几个问题：超细水雾是否能快速发散到足够的空间；双流体是否能定向、精准地尽快抵达爆炸点；抑爆粉体是否能足够及时喷洒到位并迅速发生反应。
通入惰性气体可迅速降低管道内的甲烷浓度，大大减缓爆炸发生的速度。此时若能精准喷洒抑爆粉体，便可将粉体需要一定反应时间带来的不利影响降至最低。与此同时，爆炸波冲击力可将沉落粉体二次扬起，与双流体系统相比，抑爆粉体的使用在一定程度上提高了抑爆效率，可有效控制二次爆炸。因此，将惰性气体与抑爆粉体共同作为抑爆剂进行复合使用，效果十分显著。然而目前还没有一种方法及设备能够实现抑爆剂的定向、精准喷洒。一般装置仅采用固定喷嘴喷出粉末，或采用爆破片隔断爆破，不能确保尽早将抑爆剂喷入有效范围内，将损失降至最低。
一般含有粉体抑爆技术的装置，均采用口径较大的喷嘴，且与抑爆剂容器连接的引粉腔及粉体通入管道的口径也相应较大，因此这类结构并不利于粉体向某一角度集中、高速地喷出并快速成雾，抑爆效果比非十分理想。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种复合抑爆型天然气管道防爆灭火装置，以实现抑爆剂快速散播至有效区域并迅速灭火防爆的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种复合抑爆型天然气管道防爆灭火装置，具有传感检测系统、输气混合系统以及控制器，所述的传感检测系统包括分设在一段天然气管道两端的压力传感器和红外传感器，压力传感器和红外传感器均线路连接有控制器，输气混合系统包括管路连接的气泵和粉体舱，粉体舱内安装有用以储存粉体的收纳网，粉体舱底部管路连接有喷射管，天然气管道内安装有与喷射管固连的多自由度风扇，所述喷射管管径向多自由度风扇方向逐渐收缩。
所述的多自由度风扇由控制器控制动作，多自由度风扇包括外罩、扇叶以及旋转轴，所述旋转轴以多自由度风扇中心轴线为轴在平面内旋转，旋转轴上设置有折叠叶片。
所述的气泵管路连接有存储惰性气体的储气罐，气泵与储气罐之间的管路上设有第一气阀，粉体舱与喷射管之间设有第二气阀，气泵、第一气阀和第二气阀均线路连接控制器。
所述的惰性气体为氮气或二氧化碳，所述的粉体为NaHCO3/岩粉超细粉体，粉体颗粒粒径为10μm，NaHCO3、岩粉以含量比1:1或1:2的比例均匀混合。
本发明的有益效果是：本发明在天然气管道内监测到有火灾风险的具体位置时，能迅速向危险区域精准投放惰性气体-粉体复合抑爆剂进行灭火抑爆，效率更高、抑爆效果更好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明所述多自由度风扇的俯视结构图。
图3是本发明所述多自由度风扇的侧视结构图。
图中：1、压力传感器，2、红外传感器，3、控制器，4、第一气阀，5、储气罐，6、气泵，7、粉体舱，8、收纳网，9、第二气阀，10、喷射管，11、多自由度风扇，11.1、外罩，11.2、扇叶，11.3、旋转轴，11.4、折叠叶片，12、天然气管道。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种复合抑爆型天然气管道防爆灭火装置，包括压力传感器1、红外传感器2，以压力传感器1、红外传感器2为一组作为天然气泄漏火灾的传感检测系统，在一段天然气管道12的两端各设置一组，并分别与控制器3连接。控制器3同时控制第一气阀4的开关与气泵6的输气功率，第一气阀4的一端与存储有惰性气体的储气罐5管路连接，第一气阀4另一端与气泵6连接。
位于气泵6出气端的输气管末端设置有粉体舱7，粉体舱7内安装有用于储存抑爆粉体收纳网8，粉体舱7底部依次管路连接有第二气阀9和喷射管10，第二气阀9线路连接控制器3，天然气管道12内安装有通过法兰与喷射管10固连的多自由度风扇11，所述喷射管10的管径向多自由度风扇11方向逐渐呈收缩状。
本发明所用的复合抑爆剂由惰性气体与粉体混合而成，其中惰性气体为氮气或二氧化碳，粉体为NaHCO3/岩粉超细粉体，粉体颗粒粒径为10μm，NaHCO3、岩粉以含量比1:1或1:2的比例均匀混合。
上述复合抑爆剂由喷射管10进入多自由度风扇11，从而散播到天然气管道12内起到抑爆目的，其中多自由度风扇11与控制器3线路连接。
如图2、图3所示，所述多自由度风扇11由外罩11.1、扇叶11.2、旋转轴11.3、折叠叶片11.4组成，上述各部件选材均为7075铝合金，且其表面均经由防静电涂料处理，规避了多自由度风扇11与控制器3相连工作时，因为静电漏电导致起火的风险。其中旋转轴11.3以多自由度风扇11的中心轴线为轴在平面内旋转，转速由控制器3实时控制；同时在旋转轴11.3上设置了折叠叶片11.4，依据传感检测系统和控制器3对火情的精准定位，折叠叶片11.4能够在空间内改变自身与旋转轴11.3之间的夹角，配合旋转轴11.3的水平旋转，引导复合抑爆剂的流向。
本发明在工作过程中，由压力传感器1、红外传感器2组成的天然气泄漏火灾传感检测系统，实时监测天然气管道12内是否有天然气泄漏、以及产生火灾的危险。如果监测到天然气管道12内压力异常、闪现火光以及有着火升温的情况，控制器3随即开始工作。控制器3控制接通第一气阀4，将储气罐5中的惰性气体导入输气管，并且通过控制气泵6的输气功率以控制惰性气体的流速和压强。惰性气体经气泵6以一定的流速和压强经过粉体舱7，将带动收纳网8中的抑爆粉体，以惰性气体-粉体复合抑爆剂的形式，由喷射管10喷射入多自由度风扇11。由于喷射管10的管径采用逐渐收缩的设计结构，既能实现充分混合惰性气体、抑爆粉体的缓冲目的，又可以在出口处提高混合抑爆剂的流速与压强，使其更迅速地喷射进入多自由度风扇11。
所述多自由度风扇11与控制器3连接，在监测到天然气管道12内出现火情时，多自由度风扇11接通电源，依据泄漏火灾在天然气管道12中发生的具体方位，自由调节旋转轴11.3转速以及折叠叶片11.4与旋转轴11.3之间的夹角，使惰性气体-粉体复合抑爆剂能够向危险区域精准地投放、散播，实现在天然气管道12内针对泄漏火灾精准抑爆的目的。
本发明在喷射管10上采用管径逐渐收缩的设计方案，既能实现充分混合惰性气体、抑爆粉体的缓冲目的，又可以在喷口处提高复合抑爆剂的流速与压强，使其更迅速地喷射。同时为更好地达到“定向、精准”的喷洒要求，采用多自由度风扇11可依据泄漏火灾在天然气管道12中发生的具体方位，自由调节其转速及折叠叶片11.4与旋转轴11.3之间的夹角，在形成较大宽幅的成雾截面的同时还可改变喷射方向，实现定向喷射，精准投放抑爆剂，有效提高喷射效率。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (4)
1.一种复合抑爆型天然气管道防爆灭火装置，具有传感检测系统、输气混合系统以及控制器，其特征是：所述的传感检测系统包括分设在一段天然气管道(12)两端的压力传感器(1)和红外传感器(2)，压力传感器(1)和红外传感器(2)均线路连接有控制器(3)，输气混合系统包括管路连接的气泵(6)和粉体舱(7)，粉体舱(7)内安装有用以储存粉体的收纳网(8)，粉体舱(7)底部管路连接有喷射管(10)，天然气管道(12)内安装有与喷射管(10)固连的多自由度风扇(11)，所述喷射管(10)管径向多自由度风扇(11)方向逐渐收缩。
2.如权利要求1所述的复合抑爆型天然气管道防爆灭火装置，其特征是：所述的多自由度风扇(11)由控制器(3)控制动作，多自由度风扇(11)包括外罩(11.1)、扇叶(11.2)以及旋转轴(11.3)，所述旋转轴(11.3)以多自由度风扇(11)中心轴线为轴在平面内旋转，旋转轴(11.3)上设置有折叠叶片(11.4)。
3.如权利要求1所述的复合抑爆型天然气管道防爆灭火装置，其特征是：所述的气泵(6)管路连接有存储惰性气体的储气罐(5)，气泵(6)与储气罐(5)之间的管路上设有第一气阀(4)，粉体舱(7)与喷射管(10)之间设有第二气阀(9)，气泵(6)、第一气阀(4)和第二气阀(9)均线路连接控制器(3)。
4.如权利要求3所述的复合抑爆型天然气管道防爆灭火装置，其特征是：所述的惰性气体为氮气或二氧化碳，所述的粉体为NaHCO3/岩粉超细粉体，粉体颗粒粒径为10μm，NaHCO3、岩粉以含量比1:1或1:2的比例均匀混合。
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