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        礦用避難硐室壓縮空氣供給系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

        2014-11-26 12:12:52張曉升李玉貴曾慶華咸士玉
        中國煤炭 2014年6期
        關(guān)鍵詞:減壓器耗氣量供氣

        李 凱 張曉升 李玉貴 曾慶華 咸士玉

        (長治清華機(jī)械廠技術(shù)中心,山西省長治市,046012)

        礦用避難硐室主要用于礦工受困于井下發(fā)生瓦斯 (煤塵)爆炸、冒頂塌方、火災(zāi)阻隔、沖擊地壓等災(zāi)害事故時(shí)的緊急避險(xiǎn)。其對(duì)外能夠抵抗爆炸沖擊,抵御高溫?zé)煔?,隔絕有毒有害氣體;對(duì)內(nèi)能夠提供氧氣、食品、飲用水,去除有毒有害氣體、降溫除濕,為避險(xiǎn)人員提供基本生存條件,并為災(zāi)變后的救援創(chuàng)造條件、贏得時(shí)間。

        壓縮空氣供給系統(tǒng)是避難硐室的重要組成部分,可在礦井壓風(fēng)損壞時(shí)為氣幕噴淋系統(tǒng)提供氣源,同時(shí)為無源蓄冰空調(diào)系統(tǒng)提供動(dòng)力氣源,保障避難硐室各職能模塊的正常工作。本文針對(duì)國內(nèi)現(xiàn)已成熟的部分避難硐室壓縮空氣供給系統(tǒng)進(jìn)行研究分析可知,目前礦用避難硐室中各職能模塊所需壓縮空氣瓶基本為分散布置,且均為低壓匯流供氣方式,其原理如圖1所示,壓縮空氣經(jīng)空氣減壓器減壓后匯流,通過不銹鋼供氣管路輸送至避難硐室各職能模塊。但目前應(yīng)用的避難硐室壓縮空氣供給系統(tǒng)由于低壓匯流方式所用減壓器數(shù)量較多,成本較高,降低了產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;壓縮空氣瓶分散布置降低了硐室空間利用率,且避險(xiǎn)人員進(jìn)入硐室后操作較為繁瑣;若有壓縮空氣瓶發(fā)生意外泄漏,則該空氣瓶組所有氣瓶都無法繼續(xù)使用,導(dǎo)致硐室內(nèi)資源的浪費(fèi)。因此本文針對(duì)目前避難硐室壓縮空氣供給系統(tǒng)的弊端進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

        圖1 壓縮空氣低壓匯流原理圖

        1 避難硐室壓縮空氣供給系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)

        所設(shè)計(jì)的新型避難硐室壓縮空氣供給系統(tǒng)如圖2所示,該壓縮空氣供給系統(tǒng)采用空氣高壓匯流方式替代現(xiàn)有的低壓匯流供氣方式,將避難硐室中所有壓縮空氣瓶集中布置,壓縮空氣高壓匯流至氣站末端,經(jīng)減壓器減壓后由壓縮空氣站兩端分別輸送至氣幕噴淋系統(tǒng)和蓄冰空調(diào)系統(tǒng),實(shí)際使用過程中將減壓器出口壓力調(diào)節(jié)至1.2MPa,由于氣幕噴淋系統(tǒng)工作壓力約為0.4MPa,因此需要增加一個(gè)二級(jí)減壓器,而蓄冰空調(diào)系統(tǒng)可直接使用氣站輸出氣體作為動(dòng)力氣源。

        圖2 壓縮空氣供給系統(tǒng)原理圖

        2 避難硐室壓縮空氣供給系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

        2.1 壓縮空氣供給系統(tǒng)氣瓶數(shù)量計(jì)算

        設(shè)計(jì)選用符合GB5099標(biāo)準(zhǔn)的壓力為15MPa、體積為80L鋼瓶貯存壓縮空氣,鋼瓶實(shí)際充裝壓力為12MPa,根據(jù)氣體能量守恒定律,則單個(gè)壓縮空氣瓶的釋放空氣量:

        式中:P1——壓縮空氣充裝壓力,MPa;

        V1——鋼瓶容積,L;

        P2——大氣壓力,MPa;

        V2——壓縮空氣釋放量,L。

        依據(jù)式 (1)可得單個(gè)壓縮空氣瓶釋放空氣量V2=9600L。

        假設(shè)一避難硐室額定避險(xiǎn)人數(shù)為60人,避險(xiǎn)人員分為6組從避難硐室兩側(cè)進(jìn)入,每組10人。每組人員從開啟防護(hù)密閉門開始計(jì)算,直至10人全部進(jìn)入過渡室后關(guān)閉防護(hù)密閉門為止,此過程中氣幕開啟時(shí)間按1.5min計(jì)算,則6組人員全部進(jìn)入硐室后,氣幕工作總時(shí)間為9min。實(shí)測(cè)氣幕裝置在0.4MPa工作壓力下,9min內(nèi)的總耗氣量約為500L,則氣幕裝置需1瓶壓縮空氣為15MPa、80L的鋼瓶。

        噴淋裝置單個(gè)噴頭實(shí)測(cè)耗氣量約為105L/min,噴淋裝置共24個(gè)噴頭,總耗氣量為2520L/min。每組避險(xiǎn)人員噴淋時(shí)間按2min計(jì)算,6組避險(xiǎn)人員噴淋總時(shí)間為12min,則噴淋裝置總耗氣量Q噴淋=30240L。取避難硐室安全系數(shù)為1.2,則噴淋裝置共需壓縮空氣瓶數(shù)量為:

        蓄冰空調(diào)系統(tǒng)空氣凈化循環(huán)處理機(jī)的氣動(dòng)馬達(dá)在供氣壓力為1.2MPa時(shí)的實(shí)測(cè)耗氣量為25L/min,則額定避險(xiǎn)時(shí)間96h內(nèi)總耗氣量Q蓄冰=144000L。

        60人避難硐室實(shí)際配備2套蓄冰空調(diào)系統(tǒng),則共需壓縮空氣瓶數(shù)量為:

        經(jīng)計(jì)算N噴淋=4瓶,N蓄冰=30瓶。

        綜上所述,本文設(shè)計(jì)共選取35瓶壓縮空氣為15MPa、80L鋼瓶,可滿足避難硐室壓縮空氣供給需求。

        2.2 壓縮空氣供給系統(tǒng)主管路設(shè)計(jì)計(jì)算

        設(shè)計(jì)的壓縮空氣供給系統(tǒng)采用無縫鋼管代替常規(guī)不銹鋼管作為供氣管路,根據(jù)流體力學(xué)相關(guān)知識(shí),氣體管路中的管道直徑與其通過的流量、工作壓力、管道長度和壓力損失等因素有關(guān),可根據(jù)以下公式計(jì)算管道內(nèi)徑:

        式中:d——管道內(nèi)徑,m;

        P1——工作壓力,Pa;

        △p——壓力損失,一般不超過0.01Pa;

        L——管道的名義長度,m;

        V——流量,m3/s。

        由前述可知,壓縮空氣供給系統(tǒng)工作壓力P1=1.2MPa,△p=0.01MPa,該60人避難硐室壓縮空氣站與氣幕噴淋系統(tǒng)之間管路長度L1=8 m,氣幕噴淋系統(tǒng)總耗氣量V1=2575L/min,即0.043m3/s。計(jì)算可得供氣主管路內(nèi)徑d1≈20 mm。

        該60人避難硐室壓縮空氣站與蓄冰空調(diào)系統(tǒng)之間管路長度L2=12m,蓄冰空調(diào)系統(tǒng)空氣凈化循環(huán)處理機(jī)的實(shí)測(cè)耗氣量V2=25L/min,即0.0004m3/s。計(jì)算可得供氣主管路內(nèi)徑d2≈4 mm。

        上述計(jì)算結(jié)果中,兩種供氣管路直徑差別較大,由于蓄冰空調(diào)系統(tǒng)耗氣量為額定值,根據(jù)流體力學(xué)相關(guān)知識(shí),若氣源選擇較大管路內(nèi)徑,并不會(huì)增加蓄冰空調(diào)系統(tǒng)壓縮空氣耗氣量,且減小了壓縮空氣流動(dòng)阻力,易于保障蓄冰空調(diào)系統(tǒng)工作壓力。因此壓縮空氣管路設(shè)計(jì)選用?25mm×2.5mm (外徑×壁厚)無縫鋼管,內(nèi)徑為20mm,其截面積遠(yuǎn)大于2個(gè)內(nèi)徑為4mm管路的截面積,完全滿足2套蓄冰空調(diào)系統(tǒng)供氣需求。

        由材料力學(xué)相關(guān)知識(shí),管道承受均勻內(nèi)壓,其內(nèi)壁正應(yīng)力計(jì)算為:

        式中:σ——管道內(nèi)應(yīng)力,MPa;

        p——管道承壓,MPa;

        D——管道外徑,mm;

        d——管道內(nèi)徑,mm。

        ?25mm×2.5mm無縫鋼管承受1.2MPa壓力時(shí),依據(jù)式 (5)得σ=4.8MPa。

        查詢相關(guān)資料可知,壁厚小于16mm的無縫鋼管屈服極限σs=205MPa,因σ<σs,選擇的無縫鋼管可滿足避難硐室壓縮空氣供給系統(tǒng)壓力要求。

        3 壓縮空氣供給系統(tǒng)功能試驗(yàn)

        依據(jù)上述技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行避難硐室安裝,安裝完畢后進(jìn)行系統(tǒng)功能試驗(yàn)。

        3.1 供氣管路氣密試驗(yàn)

        (1)將供氣管路各接口處用記號(hào)筆分別編號(hào)(1?!?6#),打開一個(gè)壓縮空氣瓶瓶閥和與之對(duì)應(yīng)的匯流排角座閥,關(guān)閉氣幕噴淋裝置控制球閥和蓄冰空調(diào)系統(tǒng)空氣凈化循環(huán)處理機(jī)控制閥,將兩個(gè)減壓器輸出壓力均調(diào)節(jié)至1.8MPa,保壓30min。

        (2)在各管路接口涂抹肥皂液進(jìn)行滲漏檢查,記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,檢查13#管路接口出現(xiàn)輕微泄漏,究其原因是由于安裝過程中接頭螺紋損壞,導(dǎo)致密封失效,而其余各管路連接處均無泄漏,產(chǎn)品合格率達(dá)93.8%,試驗(yàn)證明該壓縮空氣供給系統(tǒng)氣密性良好。

        3.2 氣幕裝置功能試驗(yàn)

        (1)關(guān)閉礦井壓風(fēng)供氣球閥,打開氣幕球閥,將管路內(nèi)殘留氣體釋放;打開一個(gè)壓縮空氣瓶瓶閥和與之對(duì)應(yīng)的匯流排角座閥,調(diào)節(jié)減壓器輸出壓力為0.4MPa。

        (2)開啟防護(hù)密閉門,空氣幕隨之產(chǎn)生,氣流可覆蓋整個(gè)防護(hù)密閉門,關(guān)閉防護(hù)密閉門,空氣幕隨之消失,試驗(yàn)記錄見表1。

        表1 氣幕裝置測(cè)試記錄

        (3)由表1可知,試驗(yàn)過程中氣幕與防護(hù)密閉門聯(lián)動(dòng)正常,且氣幕管噴射出的氣流可覆蓋整個(gè)門框范圍內(nèi),試驗(yàn)證明該壓縮空氣供給系統(tǒng)可滿足氣幕裝置使用需求。

        3.3 噴淋裝置功能試驗(yàn)

        (1)關(guān)閉礦井壓風(fēng)供氣球閥,打開噴淋球閥,將管路內(nèi)殘留氣體釋放,而后關(guān)閉噴淋球閥。

        (2)打開一個(gè)壓縮空氣瓶瓶閥和與之對(duì)應(yīng)的匯流排角座閥,調(diào)節(jié)減壓器輸出壓力為0.4MPa,記錄此刻減壓器高壓表數(shù)值;關(guān)閉防護(hù)密閉門,打開噴淋球閥,計(jì)時(shí)2min,而后關(guān)閉噴淋球閥,記錄此刻減壓器高壓表數(shù)值。噴淋裝置流量測(cè)試記錄見表2。

        表2 噴淋裝置流量測(cè)試記錄

        噴淋裝置耗氣量及流量分別按式 (6)和式

        (7)式計(jì)算:

        式中:Pm1——?dú)馄吭囼?yàn)前壓力,MPa;

        Pm2——?dú)馄吭囼?yàn)后壓力,MPa;

        Vm——?dú)馄咳莘e,L;

        Q——耗氣量,L;

        q——噴淋流量,L/min;

        t——試驗(yàn)時(shí)間,min。

        將表2中數(shù)值分別代入式 (6)和式 (7),試驗(yàn)中采用符合GB5099的15MPa/80L鋼瓶貯存壓縮空氣,可得噴淋裝置耗氣量Q1=2080L,Q2=2320L;噴淋裝置流量q1=1040L/min,q2=1160 L/min。

        (3)由上述計(jì)算結(jié)果可知,噴淋裝置流量q≥500L/min,試驗(yàn)證明該壓縮空氣供給系統(tǒng)可滿足噴淋裝置使用需求。

        3.4 蓄冰空調(diào)系統(tǒng)功能試驗(yàn)

        (1)首先將蓄冰柜連接空調(diào)系統(tǒng),將蓄冰柜內(nèi)注水至觀察窗中間位置,連接線路進(jìn)行蓄冰。

        (2)待蓄冰完成后,停止空調(diào)系統(tǒng),將空氣凈化循環(huán)處理機(jī)與蓄冰柜連接,開啟一個(gè)壓縮空氣瓶瓶閥,調(diào)節(jié)減壓器輸出壓力為1.2MPa,緩慢開啟空氣凈化循環(huán)處理機(jī)控制閥,并將切換閥調(diào)至 “持續(xù)處理”檔位,在空氣凈化循環(huán)處理機(jī)下出風(fēng)口使用風(fēng)速風(fēng)溫儀進(jìn)行風(fēng)速和風(fēng)溫測(cè)試,選取5個(gè)測(cè)試點(diǎn),然后取其平均值,試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄見表3。

        表3 出風(fēng)口風(fēng)速風(fēng)溫測(cè)試記錄

        (3)將空氣凈化循環(huán)處理機(jī)切換閥調(diào)至 “快速處理”檔位,采用同樣方法測(cè)試出風(fēng)口風(fēng)速和風(fēng)溫,試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄見表3。

        (4)由表3可知,空氣凈化循環(huán)處理機(jī)持續(xù)處理時(shí)平均風(fēng)速>3.5m/s,快速處理時(shí)平均風(fēng)速>11m/s,試驗(yàn)證明該壓縮空氣供給系統(tǒng)可滿足蓄冰空調(diào)系統(tǒng)使用需求。

        4 結(jié)論

        由避難硐室壓縮空氣供給系統(tǒng)功能試驗(yàn)可知,對(duì)供氣管路加壓1.8MPa壓力、持續(xù)30min耐壓試驗(yàn),管路無泄漏;氣幕噴淋系統(tǒng)可對(duì)進(jìn)入硐室的避險(xiǎn)人員進(jìn)行有毒有害氣體吹掃;蓄冰空調(diào)系統(tǒng)可對(duì)硐室內(nèi)空氣進(jìn)行循環(huán)凈化處理,因此基本可以確定避難硐室壓縮空氣供給系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案切實(shí)可行。該避難硐室壓縮空氣供給系統(tǒng)中氣瓶集中布置有效提高了避難硐室空間利用率;若有氣瓶發(fā)生泄漏,則其余氣瓶仍可繼續(xù)使用,提高了避難硐室設(shè)備利用率;縮減了避險(xiǎn)人員進(jìn)入硐室后操作流程;60人避難硐室產(chǎn)品成本預(yù)算降低了約9%,見圖3所示。

        圖3 60人避難硐室成本對(duì)比

        [1]孟磊,趙毅鑫等.煤礦井下避難硐室系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探討[J].煤礦安全,2011 (11)

        [2]汪金花,張亞靜等.基于GIS井下緊急避險(xiǎn)路線的數(shù)學(xué)建模與仿真[J].中國煤炭,2013(3)

        [3]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008

        [4]歐貴寶,朱加銘.材料力學(xué)[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,2003

        [5]焦陽,池津維.王坡煤礦緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)的構(gòu)建[J].中國煤炭,2014(2)

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