無能耗煤自然發火主動防控型煤倉的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種無能耗煤自然發火主動防控型煤倉，包括煤倉，煤倉內壁設有多個凹槽，每個凹槽固定設置有熱棒，熱棒為裝有低沸點工質的密封金屬管，熱棒分為蒸發段和冷凝段，其中，蒸發段位于凹槽內、與凹槽形狀相適配，冷凝段露出煤倉。本實用新型利用自然冷能對煤倉進行降溫，無需消耗點能等能源；強化煤倉散熱，破壞蓄熱環境，預防煤倉自燃；散熱效率和熱傳輸效率高；運行成本低；工作穩定、可靠。本實用新型提供一種儲存和運行成本低、能夠對煤倉內煤體進行有效散熱、預防煤倉自燃、既節能又環保的無能耗煤自然發火主動防控型煤倉。
【專利說明】無能耗煤自然發火主動防控型煤倉
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種煤自然發火防控型煤倉，尤其涉及一種利用熱棒作為散熱機構的無能耗煤自然發火主動防控型煤倉。
【背景技術】
[0002]煤炭作為我國的主體能源，多年以來其生產和消費量均位居世界第一。煤炭轉存量大，煤炭庫存居高不下，礦山、煉焦廠、發電廠和化工廠等都設有大量煤倉。煤炭在儲運過程中經常發生煤自燃現象，自燃產生大量的有毒有害氣體，降低煤的品位、浪費資源、污染環境。煤倉內部松散煤體的蓄熱條件好，儲存熱量大，難以釋放，高溫范圍廣，滅火難度大。特別是在企業停爐停產或檢修期間，倉中煤炭未能放空、滯留時間過長，極易導致存煤發生自燃，嚴重威脅企業安全生產，造成巨大損失。
[0003]煤倉中的煤與空氣接觸發生氧化反應造成熱量積聚，氧化放熱速率大于散熱速率，不斷升溫而最終導致自燃。其過程關鍵有兩點:一是熱量的自發產生；二是熱量的逐漸積聚。煤倉中原煤自然發火過程較長，自燃點難發現，不易檢測，治理難度大，滅火危險性大。目前常見的防控方法有諸多制約。對煤倉進行完全封閉，隔氧滅火，實施難度大，熱量難以釋放，時間長，極易自燃；現有阻化劑和膠體防滅火技術等影響煤質；注水容易引起水煤氣爆炸，氧化結塊后水流難流進煤堆內部，滅火降溫效果不理想；液態CO2和惰氣滅火成本高，施工工藝較復雜。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供一種儲存和運行成本低、能夠對煤倉內煤體進行有效散熱、預防煤倉自燃、既節能又環保的無能耗煤自然發火主動防控型煤倉。
[0005]本實用新型的技術方案是:
[0006]一種無能耗煤自然發火主動防控型煤倉，包括煤倉，其特殊之處在于:煤倉內壁設有多個凹槽，每個凹槽固定設置有熱棒，熱棒為裝有低沸點工質的密封金屬管，熱棒分為蒸發段和冷凝段，其中，蒸發段位于凹槽內、與凹槽形狀相適配，冷凝段露出煤倉。
[0007]上述低沸點工質是水、丙酮、甲醇、乙醇或庚烷。
[0008]上述凹槽的為長方體狀凹槽，所述蒸發段與煤倉內儲存的煤體能夠直接接觸。
[0009]上述熱棒是工作溫度范圍為O?400°C的熱棒，熱棒的長度范圍為10?30m，凹槽在煤倉內壁沿環形分布，凹槽的間距范圍為0.5?1.5m。
[0010]在蒸發段與冷凝段相接位置設有固定件，該固定件通過螺紋與煤倉固定連接。
[0011]上述密封金屬管是經過抽真空的密封金屬管，冷凝段上設有多個散熱片或翅片，熱棒的頂部設有吊裝夾持機構。
[0012]上述散熱片或翅片的表面設有防腐層，該防腐層外涂有減少吸收太陽輻射能的涂層。
[0013]上述冷凝段處安裝有監控機構，包括測溫單元和降溫設備。[0014]上述降溫設備采用風機。
[0015]本實用新型的優點:
[0016]1、利用自然冷能對煤倉進行降溫，無需消耗點能等能源；強化煤倉散熱，破壞蓄熱環境，預防煤倉自燃；
[0017]2、運行成本低、便于在化工廠、煤電廠、煉焦廠和煤礦等企業推廣應用；
[0018]3、散熱效率和熱傳輸效率高；工作穩定、可靠，建成后基本不需要維護；
[0019]4、通過熱棒的監控機構可以監測煤倉的內部溫度，判斷其自燃部位、程度和階段；
[0020]5、煤倉自燃較嚴重時，可與其他防滅火技術相配合，提高煤倉滅火治理效果，縮短治理工期。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的主視剖面示意簡圖；
[0022]圖2是圖1的A向視圖；
[0023]圖3是本實用新型熱棒的主視剖面示意簡圖。
[0024]圖4是圖3的B向視圖；
[0025]附圖標記:
[0026]1-煤倉；2_吊裝架持機構；3_散熱片；4_熱棒；5_固定件。
【具體實施方式】
[0027]如圖1和圖2所示，本實用新型提供一種無能耗煤自然發火主動防控型煤倉，包括煤倉1，煤倉是水泥、鋼、水泥鋼混合式結構、其結構形狀基本相同，上部呈方行、圓柱體，下部呈方錐、圓錐及雙曲線的形狀，煤倉內壁設有多個凹槽，每個凹槽內固定設置有熱棒4，熱棒為裝有低沸點工質的密封金屬管，具體可以由一根密封鋼管抽真空后內部充以工質制成。熱棒分為蒸發段和冷凝段，其中，蒸發段位于凹槽內、與凹槽形狀相適配，冷凝段露出煤倉、位于煤倉外的空氣中。
[0028]本實用新型凹槽的為長方體狀凹槽蒸發段與煤倉內儲存的煤體能夠直接接觸。熱棒蒸發段的橫截面的形狀優選矩形，采用矩形熱棒，更容易與煤倉壁契合，方便安裝以及鑲入凹槽；矩形熱棒可增大熱棒與煤倉中煤體的接觸面積，增強制冷降溫能力。
[0029]冷凝段上設有多個用于散熱的散熱片或翅片，散熱片或翅片材料可以是鋼、鋁、銅或者是質量輕的合金材料，散熱片3或翅片的表面設有防腐層，防腐層外涂有減少吸收太陽福射能的涂層，
[0030]為施工方便，熱棒的頂部設有吊裝夾持機構2。為進行監測，在熱棒冷凝段周圍設有監控熱棒溫度變化和工作狀態的監控機構，監控機構包括測溫單元和降溫設備；使用降溫設備可以強化煤倉內部的散熱降溫，降溫設備可以采用風機，當通過測溫單元發現煤倉內溫度較高，自然發火趨勢嚴重時，可以將風機運轉，強化熱棒的散熱降溫效果，在平時可以關閉風機。
[0031]在熱棒的蒸發段與冷凝段相接位置設有固定件5，該固定件通過螺紋(比如螺栓螺母)與煤倉固定連接。固定件的結構形式可以有多種，在煤倉頂部環卡或者設溝槽鑲入或者在頂部邊緣用三角板形式固定。固定件的作用是將熱棒定位在煤倉上，起固定作用，可用螺栓上緊，將熱棒固定在煤倉上，防止松動或者脫落；當熱棒損壞或出現問題需要更換時，亦方便拆卸。
[0032]熱棒是工作溫度范圍為O?400°C的熱棒，熱棒長度范圍可在10?30m，凹槽在煤倉內壁沿環形分布，凹槽的間距為0.5?1.5m，可以為水、丙酮、甲醇、乙醇、庚烷或導熱姆A
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[0033]當使用本實用新型時，熱棒的蒸發段與冷凝段之間的溫差為熱棒提供動力，一般煤倉內熱棒蒸發段處的溫度高于煤倉外空氣的溫度，熱棒內部工質吸熱蒸發成氣體，在氣壓差作用下上升至冷凝段，與較冷的管壁接觸放出汽化潛熱冷凝成液體，在重力作用下，冷凝后的工質沿管壁流回蒸發段再吸熱蒸發。如此往復循環，可對煤倉中自然發火蓄熱區域中的熱量進行轉移并加以利用，從而降低煤體溫度，加快煤倉內部熱量散失，破壞蓄熱環境，以防止煤倉自燃。
[0034]本實用新型的工作過程:
[0035]一般煤倉內部溫度較高，自熱氧化溫度比空氣高至少50°C，煤倉內外溫差大，故熱棒完全可以啟動工作，利用熱棒內部填充的低沸點工質氣液兩相轉換對流循環，便將大氣中的自然冷能傳輸到煤倉中，熱棒持續工作，降低煤倉溫度，達到利用自然冷能(加強散熱)進行煤倉降溫，破壞蓄熱環境，預防煤倉自燃的目的。另外煤倉一般較高，化工廠、煤電廠、煉焦廠和煤礦等企業的煤倉所處環境通常風速較大，更有利于熱棒冷凝段的散熱。
【權利要求】
1.一種無能耗煤自然發火主動防控型煤倉，包括煤倉，其特征在于:煤倉內壁設有多個凹槽，每個凹槽固定設置有熱棒，熱棒為裝有低沸點工質的密封金屬管，熱棒分為蒸發段和冷凝段，其中，蒸發段位于凹槽內、與凹槽形狀相適配，冷凝段露出煤倉。
2.根據權利要求1所述的無能耗煤自然發火主動防控型煤倉，其特征在于:所述低沸點工質是水、丙酮、甲醇、乙醇或庚烷。
3.根據權利要求2所述的無能耗煤自然發火主動防控型煤倉，其特征在于:所述凹槽的為長方體狀凹槽，所述蒸發段與煤倉內儲存的煤體能夠直接接觸。
4.根據權利要求2所述的無能耗煤自然發火主動防控型煤倉，其特征在于:所述熱棒是工作溫度范圍為O?400°C的熱棒，熱棒的長度范圍為10?30m，凹槽在煤倉內壁沿環形分布，凹槽的間距范圍為0.5?1.5m。
5.根據權利要求2或3或4所述的無能耗煤自然發火主動防控型煤倉，其特征在于:在蒸發段與冷凝段相接位置設有固定件，該固定件通過螺紋與煤倉固定連接。
6.根據權利要求5所述的無能耗煤自然發火主動防控型煤倉，其特征在于:所述密封金屬管是經過抽真空的密封金屬管，冷凝段上設有多個散熱片或翅片，熱棒的頂部設有吊裝夾持機構。
7.根據權利要求6所述的無能耗煤自然發火主動防控型煤倉，其特征在于:所述散熱片或翅片的表面設有防腐層，該防腐層外涂有減少吸收太陽輻射能的涂層。
8.根據權利要求7所述的無能耗煤自然發火主動防控型煤倉，其特征在于:所述冷凝段處安裝有監控機構，包括測溫單元和降溫設備。
9.根據權利要求8所述的無能耗煤自然發火主動防控型煤倉，其特征在于:所述降溫設備米用風機。
【文檔編號】B65D88/74GK203568237SQ201320699314
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】鄧軍, 李貝, 馬礪, 王偉峰, 文虎, 赫琳潔, 張瑩, 李海濤, 任立峰, 李珍寶 申請人:西安科技大學