神华宁煤集团金风煤矿液氮防灭火系统工艺技术规程编 制：审 核：审 定：批 准：20 年 月 日发布 20 年 月 日实施目 录第一章 装置概况说明-31.1 装置的任务和作用-31.2 装置的主要构成-31.3 氮气技术参数-31.4 编制依据-3第二章 工艺路线-52.1 基本原理-52.2 流程概述-52.3 工艺特点-6第三章 装置的开车-83.1 装置的开车-8第四章 装置的停车-8 3.2 装置的停用-10第五章 单体设备说明3.3 单体设备说明-10第一章 装置概况说明1.1 装置的任务和作用本项目为金凤煤矿矿井提供1.0 MPa氮气，主要用于采空区的防火和灭火。1.2 装置的主要构成本项目主要包括150m3 低温低压真空储罐（TK-101AF）6 台，液氮增压装置（P-101A/B）2台，液氮气化装置（E-101A/B）2台，电加热辅热装置（H-101A/B）2台，稳压稳流装置（TK-102）1台，储罐增压装置（E-102A/B）2台，对空防散加热装置（E-103）1台。1.3 氮气技术参数a. 氮气稳定、安全b. 氮气流量： 5000 Nm3/hc. 氮气压力： 1.00.05 MPad. 氮气纯度： 99.99 %e. 气化后温度： 101.4 编制依据 设计资料 金凤煤矿液氮防灭火系统操作手册主要规范和标准序号标准编号标准名称备注1GB/T20801-2006压力管道规范 工业管道2GB50316-2000工业金属管道设计规范（2008 修订版）3SH 3022-1999石油化工设备管道涂料防腐蚀技术规范4GB 16912-2008深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程508K507-08R418-2管道与设备绝热-保冷第二章 工艺流程2.1 基本原理本装置是利用氮气化学性质很稳定，常温下很难与其他物质发生反应的特点，隔绝氧气已达到防火灭火的目的。2.2 流程概述 液氮增压及气化系统低温低压真空液氮储罐（TK-101AF）出液管口接液氮输送总管，连接液氮增压装置（P-101A/B），通过液氮增压装置提高液氮的输送压力至1.5MPa；液氮流经液氮气化装置（E-101A/B），通过空气对流进行热交换将 -196液氮加热气化。在液氮气化装置（E-101A/B）内介质为气液两相状态，液氮在该装置充分气化后流经氮气输送管，液氮气化装置（E-101A/B）出口处氮气温度通常比环境温度低10，当环境温度低于10时，液氮气化装置（E-101A/B）至电加热辅热装置（H-101A/B）管道易于结霜，此时电加热辅热装置（H-101A/B）应开启给氮气继续加热；如果液氮气化装置（E-101A/B）至电加热辅热装置（H-101A/B）管道无结霜现象，或者温度计显示高于-10时，可以不用开启电加热辅热装置（H-101A/B），直接将氮气经电加热辅热装置（H-101A/B）旁路管道（150-GN2-114e-NB）输送至稳压稳流装置（TK-102）,整个过程可实现自动联锁运行。稳压稳流装置（TK-102）氮气入口压力1.21.5 MPa，出口为1.00.01MPa，入口处装有自力式调节阀（带指挥器），把入口氮气压力稳压在1.0MPa 流入到卧式氮气缓冲储罐中。氮气从稳压稳流装置（TK-102）出口至计量装置（X-101）经计量后送入煤矿井下氮气总管。液氮增压装（ P-101A/B ） 低温气体回流至储罐系统， 液氮增压装置（ P-101A/B）在运行过中会产生少量的低温气体，为了确保运行储罐的压力平衡与减小波动，泵池产生的低温气体应回流到低温储罐内的回气口，即储罐流程图中泵后回气阀（A-15）。 储罐增压系统储罐增压系统由低温储罐（TK-101AF）出液管口（A-14 增压开启阀）引至总管，然后至储罐增压装置（E-102A/B）将液氮气化变成气态，后经调压器（PCV-111a/111b）调压使出口压力稳定在0.2MPa，再通过总管将氮气送回低温储罐气相空间内，使储罐压力升高。低温储罐运行时，当储罐内压力低于0.1MPa 时就开启储罐增压系统。 安全放散系统安全放散系统自低温储罐（TK-101AF）气体排放管口（A-12）至对空放散加热装置（E-103）排空。当非运行工况下的低温储罐内的压力升高至0.22MPa 以上时，自动开启低温储罐（TK-101AF）的气体排放阀（MV-102/104/106/108/110/112），把罐体内低温气体排放至对空放散加热装置（E-103）进行加热，然后排入大气系统；当低温储罐内的压力下降至0.19MPa 时，储罐上的气体排放阀自动关闭。当对空放散加热装置（E-103）出口温度计显示温度偏低，一般情况低于环境温度5时，该装置进口阀的开度应适当减小。2.3 工艺特点此装置采用将液氮经液氮泵加压后，由液氮气化系统气化后送入矿井内进行防火灭火作业。在整个工艺过程中采取全封闭是操作，具有安全可靠，防灭火效率高，且操作简单的特点。由于装置采用的是液氮直接与空气换热气化，能源消耗小。且液氮价格较低所以较常规的灭火方法成本要低。第三章 装置的开车步骤3.1 装置的开车开车前的检查.1系统所属的全部设备，尤其是检修过的设备要进行详细检查，确认检修完毕，验收合格，设备已交付完毕。.2设备及附近的地面清洁干净，现场整洁、无易燃易爆物品堆放。.3检查确认工艺管线、循环水管线、管线和阀门均处于完好状态。.4对检修和改造后的设备和系统应充分了解，并掌握其操作方法。.5阀门开关确认，各阀门应处于正常开关位置上。.6仪表空气，循环水，投用确认正常。.7确认仪、电正常，各仪表指示正确。.8各工艺管线吹扫和合格 充装液体.1连接输液管线。.2对输液管线进行吹除（每次进液前都需进行），将管道内潮湿空气和机械杂质吹出干净。.3打开放空阀、测满阀，压力表根部阀，并启动液位计。（压力表、液位计投用前将连接活接打开进行置换，检测出口露点小于-70时置换合格）.4开启贮槽底部进液阀，由贮槽底部进液，因内容器处于热状态。进液阀阀开度要小，待管路和内容器冷却至低温液体温度，放空阀排气稳定时，可开大进液阀，加大进液速度。液体充装作业时要随时监控储罐内压力，储罐压力不得超过其最高工作压力0.2MPa的50% 0.1MPa。.5当测满阀（已先开启）喷出液体时，表明贮槽液位已到设计液位，应立即关闭进液阀，停止进液，同时开启进液管线吹除阀，排除输液管路中残余液。.6进液结束后，应检查储罐各连接法兰是否有漏液现象，储罐本体是否出现形变确保储罐的安全运行。.7补充充液（指内容器已有低温液体冷态下的充液）。补充进液操作程序与首次进液操作程序基本相同，所不同的是，内容器已处于冷态，不需要冷却，管路吹除后，可直接由进液阀进液。3.1.3 液氮气化系统.1 开车前准备工作.1.1 确认泵安装完毕，变频器已调试各仪表、电气元件正常，泵已送电具备启动条件。.1.2氧含量分析仪有电，打开后在空旷地点做氧含量分析与大气中氧含量相等时氧含量分析仪工作正常。.2检查液氮气化装置(E-101A/B)。.2.1 关闭E-101AB的进出口阀，打开吹除阀。.2.2 确认各压力表的根部阀已打开。.2.3电加热辅热装置(H-101A/B)旁路阀前后截止阀打开。.4 稳压稳流装置(TK-102)的投用。.4.1 打开TK-102的进口阀，关闭出口阀。.4.2 打开TK-102的两组入口电磁阀中一组的前后截止阀，确认另一组的前后截止阀关闭，旁路阀关闭。.4.3 确认各仪表投用正常，压力表根部阀已打开。.5计量装置X-101的进口阀处加盲板。.6 预冷液氮泵.6.1 确认液氮泵的进口阀、出口阀、回流阀、排气阀处于全关状态。.6.2 全开1#液氮泵（P101-A）的排气阀（V-7）。.6.3缓慢打开回流阀（V-5）对液氮泵进行气冷。.6.4排气阀(V-7)挂霜后，缓慢打开进液阀V-1对液氮泵进行液冷。.6.5 当V-7排除的全部为液体时泵预冷完毕，全开进液阀V-1。.7 启动液氮气化系统.7.1 启动液氮泵，启泵后10S内增加出口压力，已转换流向。.7.2 将转速设定在10%，转速稳定后将转速缓慢提升到90%。.7.3 缓慢打开出口阀。.7.4 缓慢打开液氮气化装置(E-101A/B)进口阀，对E-101A/B进行冲压预冷。当E-101A/B挂霜，排放阀有大量冷气冒出时缓慢打开出口阀，关闭排放阀。.7.5 电加热辅热装置(H-101A/B)电磁旁路阀，向TK-102冲压通过TK-102的顶部排放阀对TK-102进行置换、吹扫。.7.6 吹扫时现场操作人员远离吹扫口，携带便携式氧含量分析仪，如环境中氧含量降低则立即远离排放口至氧含量正常为止。.7.7 缓慢关小回流阀提高泵的出口压力到工作值1.5MPa。.8 电加热辅热装置（H101-AB）启动。.8.1向电加热辅热装置注水H101-A，待溢流阀有水流出表明水已注满。.8.2 通电启动H101-A，出口温度设定在10。.8.3 当稳压稳流装置(TK-102)入口温度小于10时，缓慢打开H101-A的入口阀，待H101-A的压力与 TK-102的入口压力相同时全开H101-A的进、出口阀。.8.4 缓慢全关H101-A的旁路阀。.9 当TK-102置换吹扫合格汇报调度同意向矿井输送氮气后，抽出计量装置X-101前盲板投用计量装置X-101。.9.1 缓慢全开X-101的前后截止阀。.9.2 缓慢全关X-101的旁路阀。3.2 装置的停用联系调度确认可以停送氮气。 停用液氮泵（P101-AB）.1 缓慢打开液氮回流阀至全开，降低氮泵出口压力。.2 缓慢降低氮泵转速至10%。.3 按停止按钮停用液氮泵。.4 全关泵出口阀、回流阀、储罐进泵总阀，打开泵体排气阀直至无气体排除，关闭泵进口阀、排气阀。 停用电加热辅热装置（H101-AB）.1 停止送电，停H101-AB。.2 打开H101