專利名稱：一種測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣相燃燒爆炸測試裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種測試工況條件下 設(shè)備氣相燃爆特性的裝置。
背景技術(shù)：
在化工過程中，一些以液相為主的儲罐、反應(yīng)釜或塔等設(shè)備由于液相有機物揮發(fā) 進氣相，與氣相中的氧氣混合，導(dǎo)致氣相存在一定燃爆危險。化工和石油化工生產(chǎn)過程中， 可燃性氣體通常采用密閉容器或管道來儲存或輸送。由于受到約束作用，氣體爆炸會產(chǎn)生 較高的壓力和壓力上升速率，以至于造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。而在容器與管道連接的裝 置系統(tǒng)中，由于壓力累積效應(yīng)和二次爆炸，容器管道系統(tǒng)氣體爆炸事故的后果更加嚴(yán)重，常 常會導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。獲取設(shè)備氣相爆炸特性參數(shù)，預(yù)測設(shè)備氣相爆炸強度，對于設(shè)備的 抑爆、隔爆和熄爆的安全設(shè)計具有重要的意義。目前，國內(nèi)外用于設(shè)備氣相爆炸實驗的裝置因?qū)嶒炇叶?，功能比較單一，造價都 比較高。由于設(shè)備氣相容器或管道的壁面效應(yīng)，實驗結(jié)果與實際情況差別較大。國內(nèi)對于 設(shè)備氣相爆炸實驗涉及較少，目前還沒有相關(guān)文獻報道。目前的現(xiàn)有技術(shù)中，還沒有專用于測試設(shè)備氣相燃爆的測試裝置。一些以液相為 主的儲罐、反應(yīng)釜或塔等設(shè)備的氣相可能壓力并非常壓，或處于富氧或貧氧狀態(tài)，此時無法 用閃點判斷氣相燃爆的危險性。如果用測爆炸極限的裝置，則先要檢測設(shè)備氣相的組成，又 會帶來一定的測試不便以及測試結(jié)果不準(zhǔn)確等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于，提供了一種測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的 裝置，可以直接模擬工況條件下設(shè)備的溫度、液相的組成、氣相的壓力以及氧環(huán)境，通過高 壓放電點火，判斷工況條件下設(shè)備的氣相燃爆危險性。本發(fā)明所稱的工況(working conditions)是指設(shè)備的工作情況。即在各種負荷 狀態(tài)下的運行狀態(tài)。如發(fā)動機在燃料消耗率最低時的運行狀態(tài)稱“經(jīng)濟工況”；在負荷超 過額定值時的運行狀態(tài)稱“超載工況”；內(nèi)燃機在某一時刻的運行狀況簡稱工況，以該時刻 內(nèi)燃機輸出的有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示。曲軸轉(zhuǎn)速即為內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝 置，包括高壓釜、點火裝置和控制器。所述高壓釜進一步可以包括高壓釜釜體和釜蓋，所述高壓釜釜體進一步包括高 壓容器、攪拌器、傳動裝置、電加熱夾套、可拆卸壓力傳感器和溫度計。所述點火裝置可以進一步包括點火頭，用于采用高壓放電的方式點火。所述高壓釜可以用于模擬工況溫度、壓力、液相組成和氣相氧含量。所述控制器優(yōu)選與點火裝置相連，用于控制所述點火裝置采用高壓放電的方式在 氣相環(huán)境中點火。
所述控制器優(yōu)選與所述可拆卸壓力傳感器相連；所述可拆卸壓力傳感器進一步包 括精密壓力傳感器和真空表；所述精密壓力傳感器用于在氣相環(huán)境中點火時傳感壓力值變 化，并將傳感壓力值變化傳送給控制器；所述控制器，用于根據(jù)精密壓力傳感器傳送的傳感 壓力值變化判斷在氣相環(huán)境中點火時有無發(fā)生閃爆。所述溫度計可以進一步包括監(jiān)測液相溫度計和監(jiān)測氣相溫度計。所述裝置在使用時，高壓釜釜體內(nèi)可以進一步包括氣相環(huán)境和液相環(huán)境；所述點 火裝置進一步包括點火頭；所述點火頭位于氣相環(huán)境中，距釜蓋5 15cm處；所述釜蓋與 控制器相連，并進一步包括釜蓋加熱裝置和釜蓋保溫裝置，用于控制所述高壓釜釜體內(nèi)氣 相環(huán)境的溫度。所述可拆卸壓力傳感器可以進一步包括精密壓力傳感器和真空表；所述精密壓力 傳感器，其測試壓力能夠精確到IKpa ；所述裝置在常壓狀態(tài)使用時，可拆卸壓力傳感器為 精密壓力傳感器；所述裝置在抽真空狀態(tài)使用時，可拆卸壓力傳感器換用真空表，所述真空 表真空度能夠精確到0. IKPa0所述裝置在使用時，可以利用真空泵將所述高壓釜抽到真空度IOOKPa以上；利用 負壓吸入液相物料形成液相環(huán)境；加入指定氧含量氣體至工況壓力形成氣相環(huán)境；利用所 述電加熱夾套將所述液相環(huán)境加熱到指定溫度，利用釜蓋加熱裝置將所述氣相環(huán)境加熱到 與液相環(huán)境相同的溫度，并保持釜內(nèi)壓力為工況壓力；攪拌3-5分鐘，轉(zhuǎn)速為180 220轉(zhuǎn) /分，用于促進氣液平衡；攪拌停止后3 30分鐘，利用所述點火裝置高壓放電點火，若控 制器感知到壓力值變化不為零，則表明氣相出現(xiàn)閃爆，在此工況條件下，當(dāng)出現(xiàn)點火源時， 設(shè)備存在燃爆危險；若控制器感知到壓力值變化為零，則表明氣相中沒有出現(xiàn)閃爆，在此工 況條件下設(shè)備不存在燃爆危險。本發(fā)明測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置，能夠完全模擬工況條件，判斷 工況條件下設(shè)備的氣相燃爆危險性。本發(fā)明裝置裝置可用來測試工況溫度及壓力下氣相發(fā) 生閃爆的極限氧含量，從而為氧含量控制提供依據(jù)。亦可測試工況的最高氣相氧含量及壓 力下的最低閃爆溫度，從而為溫度控制提供依據(jù)。


圖1為本發(fā)明實施例所述測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置的示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，為本發(fā)明實施例所述測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置的示 意圖。其中，各個附圖標(biāo)記為1、插底管，2、氣相進樣口，3、攪拌器，4、電加熱夾套(即為加 熱保溫層)，5、監(jiān)測氣相溫度計，6、監(jiān)測液相溫度計，7、可拆卸壓力傳感器(可以為精密壓 力傳感器或真空表)，8、點火頭。在本發(fā)明的一實施例中，所述測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置主要由高 壓釜釜體、點火裝置及控制器組成。高壓釜釜體主要由高壓容器、攪拌器3及傳動裝置、電 加熱夾套4、精密壓力傳感器7、溫度計5、6組成。點火裝置利用高壓放電點火。模擬工況 溫度、壓力、液相組成、氣相氧含量，在氣相利用高壓放電點火，通過觀察精密壓力傳感器壓 力變化來判斷有無發(fā)生閃爆。
監(jiān)測氣相溫度計5和監(jiān)測液相溫度計6分別監(jiān)測液相和氣相的溫度。精密壓力傳 感器7，測試壓力精確到lKPa，但在抽真空時換用真空表7，真空度精確到0. IKPa0點火頭 8位置在氣相離釜蓋約IOcm處。釜蓋需要額外的加熱及保溫以控制氣相溫度。如在蒽醌法生產(chǎn)雙氧水裝置中，氧化液儲罐工藝溫度為45-55°C，液相物料閃點 為59. 8°C (閉杯)，由于儲罐中含有雙氧水，可能分解放出氧氣使儲罐氣相處于富氧環(huán)境， 因此有必要研究在富氧條件下儲罐的氣相燃爆危險性。利用模擬裝置進行實驗，實驗過程 為利用真空泵將壓力釜抽到真空度IOOKPa以上；利用負壓吸入氧化液4L，進待測不同氧含量混合氣至常壓；利用夾套將工作液加熱到指定溫度，利用電加熱帶將釜蓋加熱到與工作液相同的 溫度，保持釜內(nèi)壓力為常壓；點火前開3分鐘攪拌，攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘。停攪拌3分鐘后利用高壓放電 點火，若觀測到壓力變化，則表明氣相出現(xiàn)閃爆，該步實驗完成；若壓力無變化，則升溫約0. 5°C，繼續(xù)下一次點火，直至出現(xiàn)閃爆為止。若連續(xù)兩次 沒有點著，需要用新鮮混合氣對氣相氣體進行置換。
測試結(jié)果如下
表1氣相空間通入不同氧含量氣體時最低閃爆溫度
權(quán)利要求
1.一種測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置，其特征在于，包括高壓釜、點火裝 置和控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置，其特征在于，所述 高壓釜進一步包括高壓釜釜體和釜蓋，所述高壓釜釜體進一步包括高壓容器、攪拌器、傳 動裝置、電加熱夾套、可拆卸壓力傳感器和溫度計。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置，其特征在于，所述 點火裝置進一步包括點火頭，用于采用高壓放電的方式點火。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置，其特征在于，所述 高壓釜用于模擬工況溫度、壓力、液相組成和氣相氧含量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置，其特征在于，所述 控制器與點火裝置相連，用于控制所述點火裝置采用高壓放電的方式在氣相環(huán)境中點火。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置，其特征在于，所述 控制器與所述可拆卸壓力傳感器相連；所述可拆卸壓力傳感器進一步包括精密壓力傳感器 和真空表；所述精密壓力傳感器用于在氣相環(huán)境中點火時傳感壓力值變化，并將傳感壓力 值變化傳送給控制器；所述控制器，用于根據(jù)精密壓力傳感器傳送的傳感壓力值變化判斷 在氣相環(huán)境中點火時有無發(fā)生閃爆。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置，其特征在于，所述 溫度計進一步包括監(jiān)測液相溫度計和監(jiān)測氣相溫度計。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置，其特征在于，所述 裝置在使用時，高壓釜釜體內(nèi)進一步包括氣相環(huán)境和液相環(huán)境；所述點火裝置進一步包括 點火頭；所述點火頭位于氣相環(huán)境中，距釜蓋5 15cm處；所述釜蓋與控制器相連，并進一 步包括釜蓋加熱裝置和釜蓋保溫裝置，用于控制所述高壓釜釜體內(nèi)氣相環(huán)境的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置，其特征在于，所述 可拆卸壓力傳感器進一步包括精密壓力傳感器和真空表；所述精密壓力傳感器，其測試壓 力能夠精確到IKpa ；所述裝置在常壓狀態(tài)使用時，可拆卸壓力傳感器為精密壓力傳感器； 所述裝置在抽真空狀態(tài)使用時，可拆卸壓力傳感器換用真空表，所述真空表真空度能夠精 確到 0. 1KPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置，其特征在于，所述 裝置在使用時，利用真空泵將所述高壓釜抽到真空度IOOKPa以上；利用負壓吸入液相物料 形成液相環(huán)境；加入指定氧含量氣體至工況壓力形成氣相環(huán)境；利用所述電加熱夾套將所 述液相環(huán)境加熱到指定溫度，利用釜蓋加熱裝置將所述氣相環(huán)境加熱到與液相環(huán)境相同的 溫度，并保持釜內(nèi)壓力為工況壓力；攪拌3-5分鐘，轉(zhuǎn)速為180 220轉(zhuǎn)/分；攪拌停止后 3 30分鐘，利用所述點火裝置高壓放電點火，若控制器感知到壓力值變化不為零，則表明 氣相出現(xiàn)閃爆，在此工況條件下，當(dāng)出現(xiàn)點火源時，設(shè)備存在燃爆危險；若控制器感知到壓 力值變化為零，則表明氣相中沒有出現(xiàn)閃爆，在此工況條件下設(shè)備不存在燃爆危險。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置，包括高壓釜、點火裝置和控制器。所述高壓釜進一步包括高壓釜釜體和釜蓋，所述高壓釜釜體進一步包括高壓容器、攪拌器、傳動裝置、電加熱夾套、可拆卸壓力傳感器和溫度計。本發(fā)明測試工況條件下設(shè)備氣相燃爆特性的裝置，能夠完全模擬工況條件，判斷工況條件下設(shè)備的氣相燃爆危險性。能夠直接模擬工況條件下設(shè)備的溫度、液相的組成、氣相的壓力以及氧環(huán)境。本發(fā)明裝置可用來測試工況溫度及壓力下氣相發(fā)生閃爆的極限氧含量，從而為氧含量控制提供依據(jù)。亦可測試工況的最高氣相氧含量及壓力下的最低閃爆溫度，從而為溫度控制提供依據(jù)。
文檔編號G01N25/50GK101995419SQ20091016299
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者孫峰, 石寧, 謝傳欣, 黃飛 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院