RU23572U1

RU23572U1 - DEVICE FOR EXTINGUISHING FLAMES IN A GAS PIPELINE

Info

Publication number: RU23572U1
Application number: RU2001133922/20U
Authority: RU
Inventors: н И.А. Болодь; И.А. Болодьян; В.Ю. Навцен; В.Ю. Навценя; В.С. Шалаев; А.В. Шалаев; Ю.Н. Шебеко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Шахтпожсервис"
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2002-06-27

Description

Устройство для тушения пламени в газовой магистралиDevice for extinguishing a flame in a gas main

Полезная модель относится к протгивопожарной технике и может использоваться в дегазационных и вентиляционных системах зтольных шахт, где существует необходимость борьбы с горением горючих газовых метановоздушных смесей с тем, чтобы не допустить распространения пламени в горные выработки шахты.The utility model relates to fire fighting equipment and can be used in degassing and ventilation systems of ash mines, where there is a need to combat the combustion of combustible gas methane-air mixtures in order to prevent the spread of flame into mine workings.

Известно техническое решение для тушения гореноия метановоздушной газовой смеси, транспортируемой по трубопроводу, включаюшее расположенный в полости трубопровода огнепреградитель с огнепреграждающим элементом, соедршенным каналом с аккумулирующей камерой, изолирующей часть транспортируемой газовой смеси, при этом камера сообщена с полостью трубопровода каналом (RU 1796208, А 62 С 4/00, 1993). В случае возникновения пламени в тр проводе, оно перемещается навстречу потоку к огнепреграждающему элементу, который стабилизирует пламя на своей поверхности и останавливает его перемещение. При этом пламя через канал поджигает газовую смесь в аккумулирующей камере, в которой возникает пламя горения изолированной части газовой смеси. Продукты сгорания этой части газовой смеси через канал поступают в полость трубопровода и тушат стабилизированное огнепреградителем пламя. В камере газовая смесь полностью сгорает и ее горение прекращается. Технологический процесс не прекращается и горючая смесь продолжает транспортироваться поA technical solution is known for extinguishing the combustion of a methane-air gas mixture transported through a pipeline, including a flame arrester located in the cavity of the pipeline with a fire-retardant element connected by a channel with an accumulating chamber that insulates part of the transported gas mixture, while the chamber is in communication with the pipeline cavity by a channel (RU 1796208, A C 4/00, 1993). In the event of a flame in the three-wire, it moves towards the flow to the fire-retarding element, which stabilizes the flame on its surface and stops its movement. In this case, the flame ignites the gas mixture through the channel in the storage chamber, in which the combustion flame of an isolated part of the gas mixture arises. The combustion products of this part of the gas mixture through the channel enter the pipe cavity and extinguish the flame stabilized by the fire suppressor. In the chamber, the gas mixture completely burns out and its combustion stops. The technological process does not stop and the combustible mixture continues to be transported by

газопроводу. Через некоторое время в камере продукты сгорания заменяютсяthe gas pipeline. After some time, the combustion products in the chamber are replaced

транспортируемой газовой смесью и при повторном воспламенении в трубопроводе пламя будет потушено аналогичным путем.transported gas mixture and with repeated ignition in the pipeline, the flame will be extinguished in a similar way.

-.Hill ilrllltl пев ft 2- 2 -.Hill ilrllltl sing ft 2- 2

2-0 , 0 V . . .. - 1...2-0, 0 V. . .. - 1...

A 62 С 4/00; 4/02 A 62 C 4/00; 4/02

Известное техническое решение отличается нростотой изготовления и эксплуатации, однако имеет низкую производительность и невысокую степень защиты при взрыве метановоздушных смесей, содержащих критическое содержание метана (5,0 - 15 об. %).The known technical solution is notable for the ease of manufacture and operation, however, it has low productivity and a low degree of protection during the explosion of methane-air mixtures containing a critical methane content (5.0-15 vol.%).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому, является устройство для тушения пламени в газовой магистрали (газопроводе), которое содержит огепреградитель огнезасяпщм элементом, аккумулирующую камеру, выполненную из двух оболочек внепшей и внутренней, двух фланцев, один из которых соединен с торцами оболочек, а другой фланец соединен только с внешней оболочкой, при этом камера соединена кольцевой щелью с полостью внутренней оболочки и все устройство установлено на трубопроводе, непосредственно за огнегасящим элементом огнепреградителя (RU 1787448, А 62 С 4/00, 1993).The closest technical solution to the claimed one is a device for extinguishing a flame in a gas main (gas pipeline), which contains an arrester with a fire-retardant element, an accumulating chamber made of two shells of an external and internal, two flanges, one of which is connected to the ends of the shells, and the other flange connected only with the outer shell, while the camera is connected by an annular gap with the cavity of the inner shell and the entire device is installed on the pipeline, directly behind the fire extinguishing element raditelya (RU 1787448, A 62 C 4/00, 1993).

В нормальном режиме известное устройство работает следующим образом. Поток горючей газовой смеси проходит через огнегасящий элемент огнепреградителя, затем по внутренней оболочке устройства и далее по трубопроводу. При этом между камерой устройства и потоком горючей газовой смеси происходит газообмен, приводяпщй к установлению в них одинакового состава горючей газовой смеси.In normal mode, the known device operates as follows. The flow of the combustible gas mixture passes through the extinguishing element of the fire suppressor, then through the inner shell of the device and then through the pipeline. In this case, gas exchange occurs between the device chamber and the flow of the combustible gas mixture, leading to the establishment of the same composition of the combustible gas mixture in them.

При возникновении пламени, перемещающегося в направлении движения горючей газовой смеси, оно проходит через каналы огнегасящего элемента и гаснет вследствие интенсивного тешюотвода из зоны горения.When a flame occurs, which moves in the direction of movement of the combustible gas mixture, it passes through the channels of the extinguishing element and goes out due to intense fire removal from the combustion zone.

Если же пламя возникает с другой стороны огнепреградителя, то перемещаясь навстречу потоку газовой смеси, фронт пламени разделяется и часть его перемещается через щель по горючей газовой смеси в аккумулирующей камере. При горении в аккумулирующей камере будут образовываться и остывать (по мере удаления от зоны горения) инертные дымовые газы. Выходя из камеры через щель, дымовые газы будут попадать в зону горения потока газовой смеси, в результате чего пламя будет погашено.If the flame arises on the other side of the fire arrester, then moving towards the flow of the gas mixture, the flame front is separated and part of it moves through the gap through the combustible gas mixture in the storage chamber. During combustion, inert flue gases will form and cool down (as they move away from the combustion zone). Leaving the chamber through the slot, flue gases will enter the combustion zone of the gas mixture flow, as a result of which the flame will be extinguished.

Пламя, перемещаясь по камере, подойдет к фланцу и из-за отсутствия горючей смеси также потзошет. Дымовые продукты, оставшиеся в камере сравнительно быстро остынут, а входящий в их состав (для горючих смесей, содержащих водород и кислород) водяной п конденсируется. При этом давление в нем упадет, что будет способствовать заполнению камеры новой порцией горючей газовой смеси. При повторном появлении пламени известное устройство снова его потупшт.The flame, moving along the chamber, will approach the flange and, due to the lack of a combustible mixture, will also pop out. The flue products remaining in the chamber cool down relatively quickly, and the water in them (for combustible mixtures containing hydrogen and oxygen) condenses. At the same time, the pressure in it will drop, which will contribute to filling the chamber with a new portion of the combustible gas mixture. When the flame reappears, the known device again blunts it.

Известное устройство может использоваться для дегазации угольных пластов с низким содержанием метана (2-3 об.%), но не может обеспечить пожаровзрывобезопасность технологического процесса при дегазации метановоздупшой смеси взрывоопасных концентраций метана (5-15 об.%) по газопроводу.The known device can be used for the degassing of coal seams with a low methane content (2-3 vol.%), But cannot provide fire and explosion safety of the process during the degassing of a methane-explosive mixture of explosive concentrations of methane (5-15 vol.%) Through a gas pipeline.

Задачей полезной модели является создание нового типа устройств для тушения пламени в газовой магистрали и ликвидации горения метановоздушной смеси взрывоопасных концентраций по метану в газопроводе систем дегазации и вентиляции, повышение пожаровзрывобезопасности технологического процесса, предотвращение попадания пламени по скважине в горные выработки шахт.The objective of the utility model is to create a new type of device for extinguishing a flame in a gas main and eliminating combustion of a methane-air mixture of explosive concentrations through methane in a gas pipeline of degassing and ventilation systems, increasing fire and explosion safety of a process, and preventing flame from entering a mine’s mine workings.

Другой задачей является повышение техники безопасности работы персонала в угольных шахтах, при высокой эффективности использования устройства и его производительности.Another objective is to increase the safety of personnel in coal mines, with high efficiency of the device and its performance.

Па Фиг. представлена прш{ципиальная схема заявляемого устройства. Устройство для тушения пламени в газопроводе содержит, размешенные в полости газопровода 1: огнепреградитель 2 с огнегасящим элементом 3, связанные между собой и огнепреградителем 2, два дисковых поворотных затвора 4 и 5, расположенный между затворами сепаратор воздуха и воды 6, датчик контроля разности давления 7 и датчик контроля пламени 8, установленные на огнепреградителе, при этом датчик контроля разности давления 7 и датчик контроля пламени 8, а также дисковые поворотныеPa FIG. presented prsh {cypial diagram of the claimed device. A device for extinguishing a flame in a gas pipeline contains, placed in the cavity of the gas pipeline 1: a fire arrester 2 with an extinguishing element 3, interconnected with a fire arrester 2, two disk rotary shutters 4 and 5, an air-water separator 6 located between the shutters, a pressure difference control sensor 7 and a flame control sensor 8 mounted on the fire arrester, while the pressure difference control sensor 7 and the flame control sensor 8, as well as rotary disk

затворы 4 и 5 через электрические цепи 9 и 10, соотвнтственно, соединены с блоком автоматики 11 и все указанные составные части устройства размещены в передвижном утепленном корпусе 12.the gates 4 and 5 through the electrical circuit 9 and 10, respectively, are connected to the automation unit 11 and all of these components of the device are placed in a movable insulated housing 12.

Стрелкой на Фиг. показано направление отсоса газа по трубопроводу.The arrow in FIG. shows the direction of gas suction through the pipeline.

В обычном режиме устройство работает следз/товцим образом.In normal mode, the device works as follows.

Дисковый поворотный затвор 4 открыт, а поворотный дисковый затвор 5 закрыт. Метановоздушная смесь (рудничный газ) под воздействием разрежения, создаваемого вентилятором или вакуум-насосом (на Рис. не показаны) проходит через дисковый поворотный затвор 4, сепаратор воздуха и воды 6, где удаляется влага, огнепреградитель 2, далее газ вентилятором отводится в атмосферу либо собирается в емкость для сбора газа (на чертеже не показано) и направляется для переработки.The butterfly valve 4 is open, and the butterfly valve 5 is closed. The methane-air mixture (mine gas), under the influence of a vacuum created by a fan or a vacuum pump (not shown in Fig.), Passes through a butterfly valve 4, air and water separator 6, where moisture is removed, flame arrestor 2, then gas is vented to the atmosphere by a fan or collected in a container for collecting gas (not shown in the drawing) and sent for processing.

При дегазации шахт в трубопроводах часто возникают аварийные ситуации, связанные с выбросом большого количества метана и образованием взрывоопасных метанопылевоздушных смесей, что приводит к их воспламенению и распространению пламени по дегазационной системе трубопровода и горным вьфаботкам шахты. Во многих случаях источником зажигания метановоздушной смеси могут быть рабочие части вентилятора, особенно в зимний период времени. При этом наблюдается распространение пламени по трубопроводу по скважине в горные выработки, что неминуемо приводит к человеческим жертвам.During the degassing of mines in pipelines, emergency situations often arise related to the release of a large amount of methane and the formation of explosive methane-dust-air mixtures, which leads to their ignition and the spread of flame through the degassing system of the pipeline and mining operations of the mine. In many cases, the source of ignition of the methane-air mixture can be the working parts of the fan, especially in winter. At the same time, flame propagation through the pipeline through the borehole to the mine workings is observed, which inevitably leads to human casualties.

Предлагаемое устройство позволяет предотвратить указанные аварийные ситуации. При возникновении аварии могут возникнуть:The proposed device can prevent these emergency situations. In the event of an accident, the following may occur:

-посадка пламени на огнепреградительном элементе 3;- landing of a flame on a fire protection element 3;

-увеличение гидравлического сопротивления газовому потоку системой за счет засорения огнепреградительного элемента.-increase in hydraulic resistance to gas flow by the system due to clogging of the fire element.

В аварийной ситуации при возникновении пламени на блок автоматики 11с датчика контроля разности давления 7 и датчика контроля пламени 8 через электрические цепи 9 поступает сигнал, сразу же через электрические цепиIn an emergency, when a flame occurs, the automation unit 11c of the differential pressure control sensor 7 and the flame control sensor 8 receives a signal through the electric circuit 9, immediately through the electric circuit

10 перекрывается поворотный затвор 4 и открывается поворотный затвор 5. Движение потока отсасывающей газовой смеси по трубопроводу 1 к вентилятору прекращается, а через открытый поворотный затвор 5 происходит забор воздуха из атмосферы, который, проходя через огнепреградитель 2, вытесняет продукты сгорания метановоздушной смеси, которые вентилятором отводятся в атмосферу и ликвидируют горение на поверхности огнепреграждающего элемента 3. Давление в системе восстанавливается, блок автоматики 11 срабатывает на рабочий режим, т.е. закрывает поворотный затвор 5 и открывает поворотный затвор 4 и устройство продолжает функционировать в рабочем режиме.10, the butterfly valve 4 is closed and the butterfly valve 5 is opened. The flow of the suction gas mixture through the pipe 1 to the fan is stopped, and through the open butterfly valve 5 air is taken from the atmosphere, which, passing through the flame arrester 2, displaces the combustion products of the methane-air mixture, which are the fan are discharged into the atmosphere and eliminate combustion on the surface of the flame retardant element 3. The pressure in the system is restored, the automation unit 11 is activated to the operating mode, i.e. closes the butterfly valve 5 and opens the butterfly valve 4 and the device continues to operate in operating mode.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет эффективно использовать его для отсоса рудничного газа взрывоопасных по концентрации метана (5-15 об.%), полностью предотвращает попадание пламени в шахтное пространство, повышает безопасность работы в шахтах любых глубин, увеличивает производительность дегазационных и вентиляционных систем, легко монтируется на газопроводах скважин, а наличие утепленного корпуса позволяет использовать его при любых погодных условиях.Thus, the inventive device allows you to effectively use it for the extraction of mine gas explosive in methane concentration (5-15 vol.%), Completely prevents the ingress of flame into the mine space, increases the safety of work in mines of any depth, increases the performance of degassing and ventilation systems, easily It is mounted on gas pipelines of wells, and the presence of a heat-insulated housing allows its use in any weather conditions.

Claims

A device for extinguishing a flame in a gas main, comprising a fire arrester located in the cavity of the gas main with an extinguishing element, characterized in that it further comprises two rotary butterfly valves connected to each other and to the fire arrester, an air and water separator located between the shutters, a pressure difference control sensor and a flame control sensor installed on the fire arrester, while a pressure difference control sensor and a flame control sensor, as well as dis marketing rotary valves through electrical circuit connected to the automation unit and all these components in a mobile device has insulated casing.