煤矿油田供氮制氮机系统

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煤矿油田供氮制氮机系统

矿井氮气防灭火的实质是向采空区氧化带或火区内注入一定量的氮气，使其氧含量降到 5％以下，达到防灭火和抑制瓦斯爆炸的目的。与矿井其它防灭火方法相比，氮气防灭火技术优于传统注浆防灭火技术：注氮工艺快捷、迅速。产品氮气温度低，氮气可迅速渗透充满到采空区氧化带区或火区的各角落。而注浆工艺，由于浆体再采空区氧化带内或火区的流动受地板不平，顶板冒落堆集不均等因素影响，会形成“流动沟”，因而不能均匀、全面地覆盖在“媒体”表面，未能真正起到“隔绝”氧气，防止煤炭氧化自燃地作用。故此，氮气防灭火技术有其更好的防灭火效果。

氮气防灭火作用原理

消除瓦斯爆炸的危险

在煤矿，当采空区一旦出现火灾，危害最大的使导致其内混合气体的爆炸。混合气体爆炸的界限不仅取决于这种气体在空气中所占的百分比，还部分地决定于混合气体地温度和气压。温度和气压的增高使这个界限扩大，反之缩小。而氧气的含量低于7％时，混合体的爆炸有显著的降低。正是从这一理论出发，向火区注入氮气后使其氧含量降低，而且只要氧含量低于7％时就能大大地减少爆炸地可能性。

减少漏风地作用

采空区漏风是造成自然发火地主要原因之一，讲。对于封闭或半封闭地采空区而言，从理论上讲，注入氮气后增加了其注入空间内混合气体的总量，能够减少封闭区内外之间地压力差，起到减少封闭区外部向内部漏风的作用。

如果巷道里地密闭墙有裂缝，当密闭区内为负压时，空气可以通过墙缝或绕过密闭墙而进入密闭区。为了防止密闭区漏风，可向密闭前后墙之间地空间连续不断地注入必要流量的氮气，使该空间形成正压，阻止新鲜空气进入密闭区内。

降温作用

对于有内因火灾的采空区来说，其温度大于外界温度。当采用氮气灭火时，产品氮气的温度在0～5℃之间，大大低于火区的气体温度，加之氮气在注入火区后的流动范围大，对采空区来说，有着显著的降温作用。

防止煤的自燃

煤炭自燃的三要素时：煤有自燃倾向性；有连续的供氧条件；热量易于积聚。采空区带内的漏入风量不足以带走煤氧化产生的热量，则煤温就逐渐升高，这时煤处于自燃发热。当温度达到煤的临界温度以上，氧化急聚加快，大量产生热量，又使煤温迅速升高，达到煤的着火温度时便着火燃烧起来,即进入自燃状态。基于此煤氧复合学说，采取向采空区氧化带内注入一定流量的氮气，降低该带内的氧气含量，达到破坏煤炭自燃的一个要素，使其氧含量降到煤自燃临界值以下，就达到了防止煤自燃的目的。

降低燃烧强度

无论是外因火灾，还是内因火灾，当火灾区内迅速注入一定流量（大于漏风量）的氮气，使该区内的氧含量由21％逐渐降低道10％以下，熊熊大火就逐渐自熄。

矿井氮气防灭火注意事项

矿井氮气防灭火的实践表明：该技术具有灭火速度快，既能防火，还能抑制瓦斯爆炸，且对环境和机电设备无污染等优点。但应用矿井氮气防灭火，需注意以下问题：

1。在实施注氮工艺的同时，要加强堵漏，尽可能的减少采空区的漏风，提高采空区的密闭质量，以使氮气存得住。

2。制氮装置的选型上，必须考虑一定的“产气量”。只有满足一定的量，才能有效达到注氮防灭火的效果。因为没有不透风的“墙”（密闭）。受采动等多因素的影响，会造成采空区围岩的破坏，形成采空区漏风通道。假设，采空区有10Nm3/min的漏风量，如果制氮装置的产气量为600Nm3/min,那么，每分钟的产气量仅有10Nm3,也就是注氮量与漏风量基本相平，这怎能降低采空区的氧含量呢？所以，只有大量氮气，才能真正满足矿井氮气防灭火的实际需求。

3。制氮装置用于防灭火时，可采用（95～97％）纯度的大流量氮气，用于降低氧含量时，采用较小流量高纯度（99～99.9％）的氮气。

A矿用固定式制氮装置

型号	产气量 Nm3/h	氮气纯度 %	出口压力 Mpa	耗空气量 M3/mim	装机容量 Kw	外形尺寸 mm
CPT-200J	200	＞97	0.5～0.7	8.7	55	1800×1700×2300
CPT-300J	300			13.0	90	1900×1750×2400
CPT-500J	500			20.6	132	2400×2300×2900
CPT-700J	700			30.1	185	2900×2500×3100
CPT-800J	800			33.9	200	3100×1700×3200
CPT-1000J	1000			42.0	250	3200×1700×3350
CPT-1200J	1200			51.0	280	3400×1900×3500
CPT-1500J	1500			64.5	360	3500×1900×3800
CPT-2000J	2000			85.0	560	3700×2000×4000

B地面车载式及矿下车载式制氮装置

型号	产气量 Nm3/h	氮气纯度 %	出口压力 Mpa	耗空气量 M3/mim	装机容量 Kw	外形尺寸 mm
CPT-200G	200	＞97	0.5～0.7	8.7	55	3000×1200×1500
CPT-300G	300			13.0	90	3000×1300×1500
CPT-500G	500			20.6	132	3500×1400×1550
CPT-700G	700			30.1	185	3800×1450×1700
CPT-800G	800			33.9	200	4000×1400×1700
CPT-1000G	1000			42.0	250	4200×1500×1900