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1、低压二氧化碳惰化保护系统使用维护手册低压二氧化碳惰化保护系统科技构筑安全目录前言3第一章 概述41.1 目的41.2 总概述41.3 二氧化碳的物理性质41.4 安全要求5第二章 系统的构成及工作原理62.1 系统构成62.2工作原理7第三章 贮存装置93.1 贮存容器103.2 制冷机组103.3 安全阀113.4 惰化剂充装口113.5 液位计、压力变送器、压力表123.6 检修阀123.7 先导控制器气相阀133.8 各种阀门的工作状态一览表13第四章 分配机构及管网、喷头144.1 分配机构144.2 先导控制器144.3 主阀154.4 反馈装置154.5 启动管道154.6 管网1
2、54.7 喷头164.8 气化器164.9 减压装置164.10 控制阀（电磁阀）164.11 节流装置174.12 柔性连接（金属软管）17第五章 系统操作185.1 自动启动185.2 手动启动185.3 应急措施195.4 系统的三种基本工作状态：待命、启动、复位195.5 系统故障时操作顺序215.6 复位225.充装方法及步骤22第六章 系统维护236.1 推荐的检测和维护程序236.2 日常检查和维护246.3 一般问题的处理经验246.4 一般故障的判断及处理256.5 声明事项27 警告在使用本系统前，请先仔细阅读此手册。本使用维护手册所述的贮存容器内存有2.07MPa，-18
3、的液态二氧化碳。液态二氧化碳的突然释放可能引起周围人员受伤，在封闭空间内，二氧化碳的突然喷放甚至会引起由于呼吸问题的人员伤害。因此，为了安全，应由经过特殊培训且合格的技术人员来进行系统设备的操作、维修及保养。必须采取所有预防措施来避免意外事故，在对本系统维修时，必须将防护区人员撤离，并关闭检修阀。前言低压二氧化碳惰化保护系统的惰化原理是：探测系统通过报警控制器给惰化控制器无源报警信号，由惰化控制器启动低压二氧化碳惰化保护系统将二氧化碳气体输送入防护区，使防护区氧浓度达到并保持在煤粉粉尘爆炸的极限氧含量以下，以达到防火保护的目的。所采用的二氧化碳为无色、无味、高纯度的惰化剂，通过制冷和绝热保温双
4、重措施，使它维持在温度为-18左右，压力约为2.07MPa的液体状态，贮存在带绝热结构的贮存容器内，当有需要惰化时，自动（或手动）启动低压二氧化碳惰化保护系统，打开主阀和相关控制阀，由主阀释放出液态二氧化碳，先通过气化器汽化后，再通过减压装置减压，输出稳定的二氧化碳气体，起先进行初步惰化喷放，当初步喷放达到稳定后，再进行二步持续喷放，喷放完毕，顺序关闭各阀。 本手册叙述的是系统的原理、结构、各部件的功能，待命时的工作状态，正确的操作方法，以及日常维护、检修等方面的说明。该系统的操作维护工作人员，在使用本系统之前，必须认真学习本手册，只有全面掌握后，方可进行操作、维修及保养。用户应经常与本公司在
5、当地的经销部门或总部保持联系，且应与当地的液体二氧化碳供应商保持联系。第一章 概述1.1 目的本手册的目的是提供给使用低压二氧化碳惰化保护系统用户的关于设备性能、操作维护方面的必要资料。 本手册不含系统设计、安装、调试验收方面的内容。1.2 总概述1.2.1、低压二氧化碳惰化保护系统贮存装置是高度机电一体化的产品，它将二氧化碳惰化剂以液态的形式贮存在带有绝热结构的贮存容器内，使二氧化碳的温度维持在约-18，此时压力约为2.07MPa，通过一套完整的自动控制装置保证系统的正常工作。贮存容器内惰化剂的贮存量是由设计决定的，同时必须通过当地消防部门的批准。1.2.2、本系统中有许多阀门，分别控制贮存
6、容器内液体或气体二氧化碳的流通。系统中的主阀和先导控制器通常处于常闭状态，能够进行自动或手动操作；气相平衡口和液相充装口的控制阀门通常处于常闭状态，只有在充装时才被开启；检修阀、压力表以及安全阀的控制阀、先导控制器气相阀门均为手动阀门，这些阀在工作状态时处于开启位置。 1.2.3、系统中的设备在出厂前均已试验过，通过现场安装、调试就可进行工作。系统具有自动、手动和机械应急启动等三种启动方式，惰化控制器具有接收险情探测信号、进行火情判断、发出警报、自动控制系统阀门的开启与关闭及线路监控等功能。惰化控制器能够提供延时装置（延时时间可根据设计以及消防规范的要求进行030S的选择设置）；低压二氧化碳装
7、置控制器面板能够显示惰化剂贮存量、贮存容器内的压力以及制冷机组的启动次数。1.2.4、贮存装置制冷机组出厂标准配置为一台，但都留有备用制冷机组接口，用户可根据需要进行选配。1.3 二氧化碳的物理性质1.3.1、在常温和常压下，二氧化碳呈无色、无嗅的气体，密度约为空气的1.5倍，二氧化碳不可燃烧也不助燃，不能维持生命。1.3.2、当二氧化碳贮存在一定容积的压力容器内时，可能呈三种物态，即固态、液态和气态的任何状态存在，这取决于温度和压力条件，三种状态共存点为-56.6和0.52MPa（表压）。这点称作三相点。1.3.3、当压力低于0.52MPa（表压）和温度高于31.1（此时称临界温度）时二氧化
8、碳都不能以液态存在。图 二氧化碳蒸气压力曲线1.3.4、在温度高于56.6和压力高于0.52MPa（表压），温度低于31.1和压力低于7.3MPa（表压）的情况下，二氧化碳液体和上面覆盖的蒸气以平衡状态，共同存于密闭容器之内。在这个范围内，温度、压力和密度之间存在着确定的对应关系。1.3.5、二氧化碳在常温20时的饱和蒸汽压为5.17MPa，液体密度为753kg/，当在18时饱和蒸汽压为2.07MPa，密度为1020kg/。显然，二氧化碳可以通过降低温度的方式降低其压力，同时提高贮存量。1.3.6、本系统使用：“低压”的术语是指二氧化碳在-18的温度下储存，正常的工作压力为2.07MPa。1.
9、4 安全要求1.4.1 压力：本系统中的所有规格的贮存容器内存的二氧化碳惰化剂最高压力可达2.5MPa，意外释放压力会对人身造成一定伤害，当需要对贮存容器进行维修时，必须从气相灌装口将贮存容器内剩余量排尽，确保不会产生任何压力。1.4.2 低冷：贮存容器内的液体温度在-18以下，如果在非正常情况被释放，可能会造成人员被冻伤。当充装液体时，或者可能和液体、冷管以及冷气接触的情况下，要戴护目镜或者面罩，穿长袖衣服和戴容易脱去的手套。1.4.3 窒息：二氧化碳在没有合适通风的封闭空间内可能引起窒息，将引起头晕，失去知觉甚至死亡。因此，必须确保使用二氧化碳的场所有合适的通风条件，确保贮存容器处于通风良
10、好的区域。第二章 系统的构成及工作原理 本章叙述的是已经安装调试完毕的系统构成以及工作原理，有关安装调试请查阅相关技术文件。2.1 系统构成低压二氧化碳惰化保护系统主要由低压二氧化碳贮存装置、气化器、减压装置、控制阀、探测报警系统（含一氧化碳浓度、温度探测仪、报警控制器）、惰化控制器、装置控制器、喷嘴、连接管道等部分组成。具体系统组成及工作程序见图2-1及图2-2：图2-1低压二氧化碳惰化保护系统基本组成图2.1.1、 贮存装置是指主检修阀上游的所有设备，包括贮存容器、制冷机组、安全阀、惰化剂充装口、差压变送器、压力变送器等。2.1.2、分配机构及管网、喷头是指主检修阀下游的所有设备，包括先导
11、控制器、主阀、气化器、减压装置、控制阀、信号反馈装置、管道、喷头等。2.1.3、 控制系统是指惰化控制器、装置控制器、动力控制箱、放气灯、紧急启动截止盒等电气控制部分。本手册不提供自动探测系统及其它联动设备的介绍，该部分由自动探测设备的供应商提供相关资料。2.2工作原理工作原理-探测系统通过报警控制器给惰化控制器无源报警信号，由惰化控制器启动低压二氧化碳惰化保护系统将二氧化碳气体输送入防护区，使防护区达到并保持在煤粉粉尘爆炸的极限氧含量以下，以达到防火抑爆的目的。工作程序通常使用一氧化碳浓度探测仪定时监测防护区的一氧化碳浓度，用温度探测仪探测防护区温度，当防护区一氧化碳浓度或温度超过设定值时，
12、该防护区的一氧化碳浓度探测仪或温度探测仪将探测到的信号传给报警控制器，报警控制器发出报警信号和其它联动信号，引起人员注意和关闭相关的联动设备，自动（或手动）启动低压二氧化碳惰化保护系统，惰化控制器接收报警信号后，打开主阀、主电磁阀和区域电磁阀，由主阀释放出液态二氧化碳，先通过气化器汽化后，再通过减压装置减压，输出稳定的二氧化碳气体，通过主电磁阀、区域电磁阀进行初步喷放，当初步喷放达到稳定后，关闭主电磁阀。此时气体经节流装置、区域电磁阀进行二步喷放，喷放完毕，顺序关闭先导控制器和区域电磁阀，系统实现自动惰化。当惰化控制器无法向先导控制器提供DC24V电源时，只能采取机械应急措施，实施应急惰化。释
13、放惰化剂之前没有延时时间，释放时间由操作人员控制。图2-2低压二氧化碳惰化保护系统工作程序图第三章 贮存装置本章叙述贮存装置中贮存容器及主要附件的结构、功能，正常工作状态，操作以及注意事项。贮存装置由贮存容器（包括内容器、绝热层、外壳体），制冷机组、安全阀、压力表、压力变送器、液位计（差压变送器）、惰化剂充装口、检修阀等组成。贮存装置的标准容积范围为1.5m315m3，如有特殊需求，请与本公司洽谈协商。贮存装置的基本结构及外形见图3-1贮存装置图3-1贮存装置外形示意图说明：卧式容器没有设置扶梯，为便于用户对贮存装置的检修阀及主阀等的维护，建议应配置登梯。3.1 贮存容器贮存容器是一个带有绝热
14、层保护的压力容器，分为三层，最内为内容器，采用耐低温材料制造，设计压力2.5MPa，用来贮存液态二氧化碳，内容器受压，中间层为绝热层，采用聚氨酯发泡绝热，阻止内容器与外界进行热交换，最外层为外壳体，采用碳钢制造防锈处理或防腐金属板包裹，起保护绝热层的作用。贮存容器也可采用典型低温贮存容器使用的内胆、夹层、外胆的真空粉末绝热结构，该结构内胆受内压，外胆受外压，夹层抽真空填珠光砂，其优点是绝热性能优良、稳定、寿命长，造价高，受环境影响小。贮存容器在投入正常工作后，无需对它进行任何操作。贮存容器放置的环境要求通风、干燥、清洁并远离热源。最佳工作效率的环境温度不宜大于35，贮存容器放置间应有方便的水源
15、。警告：严禁用重物碰撞或敲打外壳以及与外壳连接的各种管道。贮存装置上的所有引出管严禁踩踏！3.2 制冷机组 制冷机组的工作是带走贮存容器内的热量，使贮存容器内二氧化碳的蒸汽压力保持在2.1MPa至1.9MPa的范围内。制冷机组的开启和停止是由控制器自动控制的，也可以通过手动强制执行。由于贮存容器有可靠的绝热层保护，因此在大部分时间内，制冷机组处于停机状态。图3-2制冷系统图图3-3电路原理图警告：低压二氧化碳惰化保护系统处于正常工作状态时，应将制冷机组的运行模式在其对应的动力控制箱上置于自动状态，只有在自动方式失灵和重新充装二氧化碳时，将运行模式置于手动状态，手动启动制冷机组时，观察压力值降至规定值时，手动停止制冷机组。使用注意事项： 制冷机组需进行通电试运转，若有异常响声、振动，应立即停机检查，排除故障。 无论是自动或手动启动制冷机组，两次开机时间至少应间隔10分钟，以免损坏压缩机。 制冷机组应置于远离热源
