超温保护技术在煤矿制氮系统中的应用

余银、冯浩、刘甲、徐婷婷

（晋能控股煤业集团挖金湾煤业公司 ）

1. 立项原因或背景

   氮气是一种惰性气体，广泛应用于煤矿开采过程中防火灭火、瓦斯及煤气稀释。制氮机前置空气储罐通常设置车间内部，生产氮气过程中容易产生高温。根据2016版《煤矿安全规程》第四百三十四条第二款规定：储气罐内的温度应当保持在120℃以下，并装有超温保护装置，在超温时能自动切断电源并报警。

2. 研究内容及创新点

   该项目采用KZB-3型空压机储气罐超温保护装置。该仪器能对空压机和储气罐温度超标故障时时进的一种安全保护行监控，数显度数值直观准确，并且可声光报警。可对设备的安全运行起到有效的保护作用。

                                         

   装置实物图

   工作原理

   KZB-3型空压机储气罐超温保护装置通过对储气罐温度信号的采集，实现对空压机和储气罐的超温保护。该装置主机由高精度测控微处理器、数据存贮器、输入、输出开关量接口及键盘等组成。高精度测控微处理器分时检测、处理设备接口电路输入的数据信号，经过程序的数据处理，再输出至控制电路完成对空压机和储气罐(风包)的超温保护。数显风包温度检测点的温度超过温度设定值时，装置切断空压机急停回路，同时声、光报警。该装置抗干扰能力强，实用可靠，可广泛应用于煤矿、冶金、矿山、化工等行业。

   主要功能

   1.数显一路温度测定值：本装置可数显储气罐(风包)温度;

   2.超温报警功能：当测定的储气罐(风包)温度超过设定温度(出厂设定120℃)时其对应输出报警指示灯变亮，其对应输出报警指示灯变亮时，警报器输出高强度报警;

   3.喇叭报警保护控制输出后，设备中的保护继电器输出，控制空压机停机。

   4.调试过程中脱机功能;保护温度可自行设定。

    

                                                                                         

    

   安装调试

   本装置由主机、一路温度传感器和输出继电器等组成，安装过程如下：

1. 主机安装：将KZB-3型空气储罐超温保护装置安装于制氮车间内部，电源采用AC220V供电。

2. 温度传感器安装：本装置为一路温度传感器来检测储罐温度，温度传感器有三只引线端子，需接三根线至主机，即有两根线并联至主机，如下图所示： 

    

    

    

    

    以下均为每只温度传感器的引线如上图所示定义为A、B、C、。

   温度传感器应安装在储气罐对应检测点

   其接线如下：

   输入3芯航空插头：

温度传感器为：高精度数字式热电阻传感器

超温保护装置及释压阀的安装步骤

警告：安装前必须将储气罐及管路内的压缩空气放空

1. 空压机储气罐综合保护装置的安装（螺杆式空压机）

1. 空压机储气罐综合保护功能的安装（如图（1）所示）

    

    热敏传感器的安装：

   ①将主机装置放在机房合适的位置

   ②将温度传感器与其所配套的三通连接在一起，再将风包储气罐上面的压力表取下，安装在所配三通的压力表接口上，随后把整套的三通外螺纹端，旋转连接在风包储气罐上面的压力表接口处（注：温度传感器的安装必须要配带‘O’型垫圈，防止漏气，压力表的安装及整套三通与风包储气罐的连接必须用生胶带做好防漏气处理）

2. 安全控制回路的安装：

   取适当的两芯线缆将一端分别连接在控制回路上，另一端串联接在压风机急停回路上。

3. 电源

   本机器使用的电源为交流220V电源，需要安装一个三孔插座。（注意：接地必须可靠）

   KZB-3型空压机综合保护装置的操作：

1. 复位：当储气罐超温时空压机综合保护装置保护输出时，故障灯亮起；只有当工作人员确认工矿安全后按下复位按钮空压机才能再次启动。

2. 脱机：当本空压机综合保护装置只用于温度检测并报警而不对空压机保护时可以打成脱机模式，同时脱机指示灯亮起。

1. 风包释压阀的安装（如图（2）所示）

    

   在出风口管路上焊接与释压阀尺寸相匹配的三通装置，将释压阀固定在三通座上（释压阀方向严禁朝下）

    

    

   三、应用情况及经济社会效益

   该项目已在煤业公司实地应用，极大提高了制氮系统的可靠性及安全性，减少人工维护成本，降低了压力容器使用风险。

   四、推广应用前景

   目前该设备在煤业公司使用效果很好，适合在集团公司进行推广。