CN109771872A - 一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,属于消防设备技术领域,包括储罐、氮气升压装置和主管路;所述储罐内包括液相空间和气相空间;所述主管路包括主管路入口和主管路出口;所述主管路入口设于液相空间底部;所述液相空间的二氧化碳从主管路入口到主管路出口进行喷放;所述氮气升压装置包括氮气罐和阀门;所述阀门打开时,氮气罐向气相空间充装氮气进行增压。本发明的一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,解决临界态二氧化碳灭火设备二次喷放、紧急喷放升压慢、压力低,无法达到灭火要求等问题。
Description
技术领域
本发明属于消防设备技术领域,具体地说涉及一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备。
背景技术
在世界范围内的石油储罐火灾事故每年至少发生15~20起,造成了重大人员伤亡和财产损失,同时还造成了大面积的环境污染。根据对油罐运行工况的分析,采用临界态二氧化碳灭火技术进行消防保护是较理想的选择。二氧化碳作为天然的灭火剂,具有绿色环保、灭火迅速、灭火后不污损被保护物、灭火剂价格低廉、不变质、使用时间长等特性。相比于其他可应用于本项目的灭火剂,一次投入及后期使用成本更低。存储温度(15℃)压力(5.17MPa)状态下二氧化碳灭火系统,是满足工程应用性能要求和兼顾系统投资成本经济性的一种最接近物理临界态的工程应用状态,我们可以称为工程临界态二氧化碳,简称临界态二氧化碳,即本发明创造所指的临界态。该系统的成功研发将从整体上提升大型石油储罐自身防爆抑爆、控火灭火的能力,为实现国家石油战略储备的消防安全提供了一种新方法、新装备。
为验证临界态二氧化碳灭火系统输送500米距离灭火能力,在储罐上进行管道布置后,实际模拟油罐间隙区域炸裂开,油盘起火后,进行灭火防护的效果,包括:喷放时间、出液时间、灭火时间,浸渍时间、保护区灭火浓度、保护区温度变化等测试。试验所得数据均达到了预想效果,但发现以下问题:
试验过程中发现当临界态二氧化碳灭火设备开启喷放结束(2分钟)设备内部压力由初始5.17MPa降低至3.4MPa。此时如果需要再进行一次喷放或作紧急处理,因设备压力过低无法达到灭火要求,且启动设备内部加热装置升压时间也许6至8小时,无法达到应急作用。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,拟解决临界态二氧化碳灭火设备二次喷放、紧急喷放升压慢、压力低,无法达到灭火要求等问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,包括储罐1、氮气升压装置2和主管路3;所述储罐1内包括液相空间11和气相空间12;所述主管路3包括主管路入口31和主管路出口32;所述主管路入口31设于液相空间11底部;所述液相空间11的二氧化碳从主管路入口31到主管路出口32进行喷放;所述氮气升压装置2包括氮气罐21和阀门22;所述阀门22打开时,氮气罐21向气相空间12充装氮气进行增压。由上述结构,液相空间11为储罐1内的液态二氧化碳占据的空间;气相空间12为储罐1内的气态二氧化碳占据的空间;所述液相空间11的二氧化碳从主管路入口31到主管路出口32进行喷放;当临界态二氧化碳灭火设备开启喷放结束(2分钟)设备内部压力由初始5.17MPa降低至3.4MPa。此时如果需要再进行一次喷放或作紧急处理,因设备压力过低无法达到灭火要求,且启动设备内部加热装置升压时间也许6至8小时,无法达到应急作用;所述阀门22打开时,氮气罐21向气相空间12充装氮气进行增压,提高了储罐1内的压力,使设备压力达到灭火要求;所述主管路入口31设于液相空间11底部;液相空间11的二氧化碳迅速从主管路入口31到主管路出口32进行喷放;氮气冲入气相空间12,不会因为温度低而变成液态,保证冲压效果,而且氮气便宜,获取容易。
进一步的,所述氮气升压装置2设于储罐1外部;所述储罐1上设有充装口13;所述氮气升压装置2还包括充装管道23;所述充装管道23与充装口13可拆卸连接,并通至储罐1的气相空间12。由上述结构,将氮气升压装置2设于储罐1外部,方便对氮气升压装置2单独进行维护,节省储罐1内部空间;氮气从充装管道23经充装口13进入气相空间12;充装口13也可以作为平衡管,当向储罐1充装液态二氧化碳时,充装口13与大气连通,可以顺利使液态二氧化碳充入,该结构可两用。
进一步的,所述氮气升压装置2还包括固定支架24;所述氮气罐21至少为一个;所述固定支架24用于固定氮气罐21。由上述结构,氮气罐21至少为一个,可以为多个,增加氮气供应量,固定支架24用于固定氮气罐21,防止由于工作中震动而与充装管道23脱落。
进一步的,所述固定支架24下方设有滑轮;所述滑轮用于使氮气升压装置2可移动。由上述结构,方便氮气升压装置2推送到需要的储罐1位置,可以一个氮气升压装置2服务多个储罐1。
进一步的,所述阀门22为手动阀或电磁阀。由上述结构,可以手动开启阀门22进行氮气充装增压,也可以通过控制器控制电磁阀开闭。
进一步的,还包括制冷机组14、蒸发器15、压力传感器和控制器;所述蒸发器15与气相空间12和液相空间11接触;所述压力传感器用于测定储罐1压力,并将压力信息传递给控制器;所述控制器用于控制制冷机组14工作。由上述结构,制冷机组14和蒸发器15形成制冷回路,使储罐1保持需要的温度,蒸发器15与气相空间12和液相空间11接触,避免制冷机组14频繁启动,控压效果好。
进一步的,还包括加热组件16;所述加热组件16设于储罐1顶部,伸入储罐1内部;所述加热组件16与气相空间12和液相空间11接触;所述控制器用于加热组件16工作。由上述结构,加热组件同时加热气液两相二氧化碳,提升压力;若加热组件单独加热储罐内的气态二氧化碳,则压力升高快,但是液态二氧化碳温度还没上来,最终,压力还会降下来,加热组件要频繁启动;若加热组件单独加热储罐内的液态二氧化碳,则压力升高慢,加热组件每次工作时间久,故障率高;当压力高于上限值时,所述控制器控制制冷机组制冷,蒸发器同时制冷气液两相二氧化碳,降低压力。
进一步的,所述加热组件16包括套管和加热器;所述套管顶部固定在储罐1顶部,套管底部封闭,加热器穿设于套管内。由上述结构,加热器发生故障时,可以直接在线更换,从套管内抽出,不需要停机或担心排出二氧化碳。
本发明的有益效果是:
本发明公开了一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,包括储罐、氮气升压装置和主管路;所述储罐内包括液相空间和气相空间;所述主管路包括主管路入口和主管路出口;所述主管路入口设于液相空间底部;所述液相空间的二氧化碳从主管路入口到主管路出口进行喷放;所述氮气升压装置包括氮气罐和阀门;所述阀门打开时,氮气罐向气相空间充装氮气进行增压。本发明的一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,解决临界态二氧化碳灭火设备二次喷放、紧急喷放升压慢、压力低,无法达到灭火要求等问题。
附图说明
图1是本发明俯视结构示意图;
图2是本发明正视剖面结构示意图;
附图中:1-储罐、2-氮气升压装置、3-主管路、11-液相空间、12-气相空间、13-充装口、14-制冷机组、15-蒸发器、16-加热组件、21-氮气罐、22-阀门、23-充装管道、24-固定支架、31-主管路入口、32-主管路出口。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式,对本发明进一步详细说明,但是本发明不局限于以下实施例。
实施例一:
见附图1~2。一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,包括储罐1、氮气升压装置2和主管路3;所述储罐1内包括液相空间11和气相空间12;所述主管路3包括主管路入口31和主管路出口32;所述主管路入口31设于液相空间11底部;所述液相空间11的二氧化碳从主管路入口31到主管路出口32进行喷放;所述氮气升压装置2包括氮气罐21和阀门22;所述阀门22打开时,氮气罐21向气相空间12充装氮气进行增压。由上述结构,液相空间11为储罐1内的液态二氧化碳占据的空间;气相空间12为储罐1内的气态二氧化碳占据的空间;所述液相空间11的二氧化碳从主管路入口31到主管路出口32进行喷放;当临界态二氧化碳灭火设备开启喷放结束(2分钟)设备内部压力由初始5.17MPa降低至3.4MPa。此时如果需要再进行一次喷放或作紧急处理,因设备压力过低无法达到灭火要求,且启动设备内部加热装置升压时间也许6至8小时,无法达到应急作用;所述阀门22打开时,氮气罐21向气相空间12充装氮气进行增压,提高了储罐1内的压力,使设备压力达到灭火要求;所述主管路入口31设于液相空间11底部;液相空间11的二氧化碳迅速从主管路入口31到主管路出口32进行喷放;氮气冲入气相空间12,不会因为温度低而变成液态,保证冲压效果,而且氮气便宜,获取容易。
所述氮气升压装置2设于储罐1外部;所述储罐1上设有充装口13;所述氮气升压装置2还包括充装管道23;所述充装管道23与充装口13可拆卸连接,并通至储罐1的气相空间12。由上述结构,将氮气升压装置2设于储罐1外部,方便对氮气升压装置2单独进行维护,节省储罐1内部空间;氮气从充装管道23经充装口13进入气相空间12;充装口13也可以作为平衡管,当向储罐1充装液态二氧化碳时,充装口13与大气连通,可以顺利使液态二氧化碳充入,该结构可两用。
实施例二:
见附图1~2。一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,包括储罐1、氮气升压装置2和主管路3;所述储罐1内包括液相空间11和气相空间12;所述主管路3包括主管路入口31和主管路出口32;所述主管路入口31设于液相空间11底部;所述液相空间11的二氧化碳从主管路入口31到主管路出口32进行喷放;所述氮气升压装置2包括氮气罐21和阀门22;所述阀门22打开时,氮气罐21向气相空间12充装氮气进行增压。由上述结构,液相空间11为储罐1内的液态二氧化碳占据的空间;气相空间12为储罐1内的气态二氧化碳占据的空间;所述液相空间11的二氧化碳从主管路入口31到主管路出口32进行喷放;当临界态二氧化碳灭火设备开启喷放结束(2分钟)设备内部压力由初始5.17MPa降低至3.4MPa。此时如果需要再进行一次喷放或作紧急处理,因设备压力过低无法达到灭火要求,且启动设备内部加热装置升压时间也许6至8小时,无法达到应急作用;所述阀门22打开时,氮气罐21向气相空间12充装氮气进行增压,提高了储罐1内的压力,使设备压力达到灭火要求;所述主管路入口31设于液相空间11底部;液相空间11的二氧化碳迅速从主管路入口31到主管路出口32进行喷放;氮气冲入气相空间12,不会因为温度低而变成液态,保证冲压效果,而且氮气便宜,获取容易。
所述氮气升压装置2设于储罐1外部;所述储罐1上设有充装口13;所述氮气升压装置2还包括充装管道23;所述充装管道23与充装口13可拆卸连接,并通至储罐1的气相空间12。由上述结构,将氮气升压装置2设于储罐1外部,方便对氮气升压装置2单独进行维护,节省储罐1内部空间;氮气从充装管道23经充装口13进入气相空间12;充装口13也可以作为平衡管,当向储罐1充装液态二氧化碳时,充装口13与大气连通,可以顺利使液态二氧化碳充入,该结构可两用。
所述氮气升压装置2还包括固定支架24;所述氮气罐21至少为一个;所述固定支架24用于固定氮气罐21。由上述结构,氮气罐21至少为一个,可以为多个,增加氮气供应量,固定支架24用于固定氮气罐21,防止由于工作中震动而与充装管道23脱落。
所述固定支架24下方设有滑轮;所述滑轮用于使氮气升压装置2可移动。由上述结构,方便氮气升压装置2推送到需要的储罐1位置,可以一个氮气升压装置2服务多个储罐1。
所述阀门22为手动阀或电磁阀。由上述结构,可以手动开启阀门22进行氮气充装增压,也可以通过控制器控制电磁阀开闭。
实施例三:
见附图1~2。一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,包括储罐1、氮气升压装置2和主管路3;所述储罐1内包括液相空间11和气相空间12;所述主管路3包括主管路入口31和主管路出口32;所述主管路入口31设于液相空间11底部;所述液相空间11的二氧化碳从主管路入口31到主管路出口32进行喷放;所述氮气升压装置2包括氮气罐21和阀门22;所述阀门22打开时,氮气罐21向气相空间12充装氮气进行增压。由上述结构,液相空间11为储罐1内的液态二氧化碳占据的空间;气相空间12为储罐1内的气态二氧化碳占据的空间;所述液相空间11的二氧化碳从主管路入口31到主管路出口32进行喷放;当临界态二氧化碳灭火设备开启喷放结束(2分钟)设备内部压力由初始5.17MPa降低至3.4MPa。此时如果需要再进行一次喷放或作紧急处理,因设备压力过低无法达到灭火要求,且启动设备内部加热装置升压时间也许6至8小时,无法达到应急作用;所述阀门22打开时,氮气罐21向气相空间12充装氮气进行增压,提高了储罐1内的压力,使设备压力达到灭火要求;所述主管路入口31设于液相空间11底部;液相空间11的二氧化碳迅速从主管路入口31到主管路出口32进行喷放;氮气冲入气相空间12,不会因为温度低而变成液态,保证冲压效果,而且氮气便宜,获取容易。
所述氮气升压装置2设于储罐1外部;所述储罐1上设有充装口13;所述氮气升压装置2还包括充装管道23;所述充装管道23与充装口13可拆卸连接,并通至储罐1的气相空间12。由上述结构,将氮气升压装置2设于储罐1外部,方便对氮气升压装置2单独进行维护,节省储罐1内部空间;氮气从充装管道23经充装口13进入气相空间12;充装口13也可以作为平衡管,当向储罐1充装液态二氧化碳时,充装口13与大气连通,可以顺利使液态二氧化碳充入,该结构可两用。
所述氮气升压装置2还包括固定支架24;所述氮气罐21至少为一个;所述固定支架24用于固定氮气罐21。由上述结构,氮气罐21至少为一个,可以为多个,增加氮气供应量,固定支架24用于固定氮气罐21,防止由于工作中震动而与充装管道23脱落。
所述固定支架24下方设有滑轮;所述滑轮用于使氮气升压装置2可移动。由上述结构,方便氮气升压装置2推送到需要的储罐1位置,可以一个氮气升压装置2服务多个储罐1。
所述阀门22为手动阀或电磁阀。由上述结构,可以手动开启阀门22进行氮气充装增压,也可以通过控制器控制电磁阀开闭。
还包括制冷机组14、蒸发器15、压力传感器和控制器;所述蒸发器15与气相空间12和液相空间11接触;所述压力传感器用于测定储罐1压力,并将压力信息传递给控制器;所述控制器用于控制制冷机组14工作。由上述结构,制冷机组14和蒸发器15形成制冷回路,使储罐1保持需要的温度,蒸发器15与气相空间12和液相空间11接触,避免制冷机组14频繁启动,控压效果好。
还包括加热组件16;所述加热组件16设于储罐1顶部,伸入储罐1内部;所述加热组件16与气相空间12和液相空间11接触;所述控制器用于加热组件16工作。由上述结构,加热组件同时加热气液两相二氧化碳,提升压力;若加热组件单独加热储罐内的气态二氧化碳,则压力升高快,但是液态二氧化碳温度还没上来,最终,压力还会降下来,加热组件要频繁启动;若加热组件单独加热储罐内的液态二氧化碳,则压力升高慢,加热组件每次工作时间久,故障率高;当压力高于上限值时,所述控制器控制制冷机组制冷,蒸发器同时制冷气液两相二氧化碳,降低压力。
所述加热组件16包括套管和加热器;所述套管顶部固定在储罐1顶部,套管底部封闭,加热器穿设于套管内。由上述结构,加热器发生故障时,可以直接在线更换,从套管内抽出,不需要停机或担心排出二氧化碳。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,其特征在于:包括储罐(1)、氮气升压装置(2)和主管路(3);所述储罐(1)内包括液相空间(11)和气相空间(12);所述主管路(3)包括主管路入口(31)和主管路出口(32);所述主管路入口(31)设于液相空间(11)底部;所述液相空间(11)的二氧化碳从主管路入口(31)到主管路出口(32)进行喷放;所述氮气升压装置(2)包括氮气罐(21)和阀门(22);所述阀门(22)打开时,氮气罐(21)向气相空间(12)充装氮气进行增压。
2.根据权利要求1所述的一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,其特征在于:所述氮气升压装置(2)设于储罐(1)外部;所述储罐(1)上设有充装口(13);所述氮气升压装置(2)还包括充装管道(23);所述充装管道(23)与充装口(13)可拆卸连接,并通至储罐(1)的气相空间(12)。
3.根据权利要求2所述的一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,其特征在于:所述氮气升压装置(2)还包括固定支架(24);所述氮气罐(21)至少为一个;所述固定支架(24)用于固定氮气罐(21)。
4.根据权利要求3所述的一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,其特征在于:所述固定支架(24)下方设有滑轮;所述滑轮用于使氮气升压装置(2)可移动。
5.根据权利要求1~4之一所述的一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,其特征在于:所述阀门(22)为手动阀或电磁阀。
6.根据权利要求1~4之一所述的一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,其特征在于:还包括制冷机组(14)、蒸发器(15)、压力传感器和控制器;所述蒸发器(15)与气相空间(12)和液相空间(11)接触;所述压力传感器用于测定储罐(1)压力,并将压力信息传递给控制器;所述控制器用于控制制冷机组(14)工作。
7.根据权利要求6所述的一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,其特征在于:还包括加热组件(16);所述加热组件(16)设于储罐(1)顶部,伸入储罐(1)内部;所述加热组件(16)与气相空间(12)和液相空间(11)接触;所述控制器用于加热组件(16)工作。
8.根据权利要求7所述的一种带紧急升压装置的临界态二氧化碳灭火设备,其特征在于:所述加热组件(16)包括套管和加热器;所述套管顶部固定在储罐(1)顶部,套管底部封闭,加热器穿设于套管内。
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