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波纹阻火器的淬熄实验研究与试验方法

2020-12-19 15:15:26
发布者:东锐石化机械

波纹阻火器是一种防止易燃气体和可燃液体蒸气火焰蔓延的安然装置,按用途可分为储罐阻火器、加油站阻火器、加热炉阻火器、火炬阻火器、排气管阻火器、气体输送管阻火器等。

大多数点火器是由固体材料组成,可以穿过气体的许多小通道或孔,对这些通道或孔的要求尽可能小,以熄灭火焰。导致火焰熄灭的机理是传热效应和壁面效应。

急冷实验根据阻火器性能测试方法,采用中日两国广泛使用的测试方法,建立相关实验装置。实验装置分为管道,气体循环系统和点火装置四部分。爆炸测试管由爆轰管,加速管和观察管三部分组成,通过法兰连接在一起。管子上设有螺纹安装的测量孔,可根据实验需要安装压力,火焰等传感器和充气阀。当需要较高的火焰速度时,可在管道内安装一些环形气体扰动装置。其作用是使层流火焰尽快转化为湍流火焰,以求在有限长度的加速段获得较大的火焰速度。实验在半开放管内进行,即点火端封闭,爆炸时出口端全部开放,不受约束。为了做到这一点,管道的出口端用法兰密封。实验管道气体循环结束后,先拆下法兰再点火。

气体循环系统由气罐、流量计、风扇、连接软管、球阀和甲烷浓度检测器组成。它通过两个球阀连接到爆炸试验管上,点火前打开阀门,储气罐用甲烷排入管道。气体进入气体的体积分数由空气流量计控制,并打开鼓风机使气体在管道中循环,以达到均匀的密度。同时,利用甲烷浓度检测仪对甲烷浓度进行动态监测,单向阀在点火前关闭,爆炸只发生在爆炸实验管中。甲烷的爆炸优良为5%≤15%,但一些实验研究发现,8%以下和12.5%以上的甲烷混合物很难点火,因此有需要控制在这一范围内的浓度以便于点火。

点火装置由蓄电池、点火线圈、电容、火花塞和开关组成。接通开关a和b,蓄电池的电流从蓄电池的正极出发,经过开关a、点火线圈的一次绕组、开关b、壳体接地,流回蓄电池负极。由于回路中流过的是低压电流,所以称这条电路为低压电路或一次电路。电流通过点火线圈一次绕组时,在一次绕组的周围产生磁场,并由于铁心的作用而加强,当开关b断开时,一次电路被切断,一次电流速度适宜下降到零,铁心中的磁场随之速度适宜衰减以至消失,因此在匝数多、导线细的二次绕组中感应出很高的电压,称为高压电。二次绕组中产生的高压电,作用在火花塞的中心电极和侧电极之间,当高压电超过火花塞间隙的击穿电压时,火花塞的间隙被击穿,产生火花点燃混合气。实验时首先打开试验管道两端的阀门,将鼓风机运转一分钟,驱除管道内的空气,然后打开储气罐阀门,向管道内加入甲烷气,鼓风机运转3分钟后,用甲烷浓度检测仪监测甲烷浓度使其控制在8%-12.5%,关闭储气罐阀门以及管道的阀门点火引爆,使用光敏传感器监测有无火焰传播。曾观察到在火焰探测器的信号表明阻火成功的时候,却在管尾端看到有火焰喷出管口。国内也遇到过这种情况,他们分析认为是高温的燃烧产物离开狭缝并进入阻火器下游后,由于散热条件改变仍然可能重新点燃管道中的未燃气体。因此还需要人工观察尾端是否有火焰射出。