一種低溫瓦斯爆炸特性試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于安全領(lǐng)域，具體涉及一種低溫瓦斯爆炸特性試驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有關(guān)于特殊環(huán)境下可燃?xì)怏w爆炸特性實(shí)驗(yàn)研究方面的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)僅有中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB/T 12474 一 2008《空氣中可燃?xì)怏w爆炸極限測(cè)定方法》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了常溫常壓條件下可燃?xì)怏w爆炸極限的測(cè)定方法。但是，對(duì)于超低溫(0°C以下)環(huán)境可燃?xì)怏w爆炸極限的測(cè)定還缺乏相應(yīng)的技術(shù)手段。目前，我國(guó)部分科研院所雖有針對(duì)高溫或高壓環(huán)境下可燃?xì)怏w爆炸特性研究的相關(guān)設(shè)備，但不能實(shí)現(xiàn)低溫環(huán)境下瓦斯爆炸特性研究。
[0003]在煤層氣利用過(guò)程中，其中深冷液化工藝是利用甲烷與氧氣以及氮?dú)獾姆悬c(diǎn)不同，在超低溫下對(duì)甲烷實(shí)施分離的技術(shù)?，F(xiàn)有的低濃度煤層氣深冷液化工業(yè)化試驗(yàn)裝置在_182°C的低溫和0.3MPa的低壓下可把含氧煤層氣的分離和液化同步進(jìn)行。在深冷液化過(guò)程中，甲烷濃度穿越爆炸極限范圍。在此過(guò)程中，存在較大的爆炸危險(xiǎn)性，需對(duì)該工況條件下的甲烷爆炸極限進(jìn)行測(cè)定，以便保障系統(tǒng)安全。因此急需一種低溫瓦斯爆炸特性試驗(yàn)系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于此，本發(fā)明提供一種低溫瓦斯爆炸特性試驗(yàn)系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種低溫瓦斯爆炸特性試驗(yàn)系統(tǒng)，包括試驗(yàn)罐和分別與試驗(yàn)罐連接的配氣系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，所述試驗(yàn)罐，用于作為瓦斯爆炸特性試驗(yàn)的容器；所述配氣系統(tǒng)，用于向試驗(yàn)罐內(nèi)充入甲烷、氧氣和氮?dú)?，使試?yàn)罐內(nèi)的溫度、濃度和壓力達(dá)到試驗(yàn)要求；所述制冷系統(tǒng)，用于對(duì)進(jìn)入試驗(yàn)罐內(nèi)的氣體進(jìn)行降溫預(yù)處理以及對(duì)試驗(yàn)罐進(jìn)行降溫；所述測(cè)量系統(tǒng)，用于爆炸試驗(yàn)過(guò)程中瓦斯爆炸各特征參數(shù)數(shù)據(jù)以及環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)的測(cè)試及采集；所述點(diǎn)火系統(tǒng)，用于對(duì)試驗(yàn)罐內(nèi)的瓦斯混合氣體進(jìn)行點(diǎn)火；所述監(jiān)控系統(tǒng)，用于對(duì)試驗(yàn)罐的實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)控，所拍攝的畫(huà)面?zhèn)鬏數(shù)降孛鏀?shù)據(jù)處理設(shè)備并可在顯示屏幕上監(jiān)控到巷道內(nèi)情況。
[0006]進(jìn)一步，所述試驗(yàn)罐包括外膽1、內(nèi)膽2、設(shè)置于內(nèi)膽與外膽間的液氮夾層17、點(diǎn)火口 4、夾層壓力口 6、內(nèi)膽排氣口 7、爆破片8、法蘭9、夾層排氣口 10、夾層溫度測(cè)量口(11)、靜態(tài)壓力口 12、瞬時(shí)壓力口 13、溫度測(cè)量口 14、配氣進(jìn)口 15和夾層液氮進(jìn)口 16，所述內(nèi)層圍成一腔體，該腔體具有泄爆口 ；所述配氣進(jìn)口、溫度測(cè)量口、瞬時(shí)壓力口、靜態(tài)壓力口、內(nèi)膽排氣口分別與腔體連通；所述夾層排氣口、夾層溫度測(cè)量口、夾層壓力口、夾層液氮進(jìn)氣口分別與夾層連通；所述點(diǎn)火口與內(nèi)膽連通且點(diǎn)火通道伸入到內(nèi)膽內(nèi)，所述爆破片通過(guò)法蘭設(shè)置于泄爆口處。
[0007]進(jìn)一步，還包括設(shè)置于外膽外層的保溫層3。
[0008]進(jìn)一步，所述外膽外層與保溫層間填充有珠光砂。
[0009]進(jìn)一步，所述配氣系統(tǒng)包括空壓機(jī)18、液氮發(fā)生器19、氧氣發(fā)生器20、甲烷發(fā)生器21，所述液氮發(fā)生器、氧氣發(fā)生器、甲烷發(fā)生器合并到一根總管，該總管與配氣進(jìn)口連接。
[0010]進(jìn)一步，所述制冷系統(tǒng)包括液氮預(yù)冷槽22，所述液氮預(yù)冷槽連接一液氮發(fā)生器，所述液氮預(yù)冷槽的進(jìn)氣口與總管連接，出氣口與配氣進(jìn)口 15連接；所述制冷系統(tǒng)還包括與夾層液氮進(jìn)口 16連接的液氮發(fā)生器。
[0011]進(jìn)一步，所述測(cè)量系統(tǒng)包括與配氣進(jìn)口 15連接的溫度顯示器23、與靜態(tài)壓力口 12連接的壓力顯示器24、與夾層溫度測(cè)量口 11連接的溫度顯示器、與瞬時(shí)壓力口 13連接的壓力顯示器、與溫度測(cè)量口 14連接的溫度顯示器、與夾層壓力口 6連接的壓力顯示器、甲烷傳感器26和氧氣傳感器27，所述甲烷傳感器和氧氣傳感器分別連接一個(gè)組分顯示器25，所述甲燒傳感器與氧氣傳感器連接到一根總管，該總管分別與內(nèi)膽排氣口 7、瞬時(shí)壓力口 13連接。
[0012]進(jìn)一步，所述點(diǎn)火系統(tǒng)包括點(diǎn)火頭和與點(diǎn)火頭連接的點(diǎn)火能量發(fā)生器28，所述點(diǎn)火頭安裝于試驗(yàn)罐體上并伸入到罐體軸向中心線附近。
[0013]進(jìn)一步，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括攝像頭29和與攝像頭連接的視頻顯示器30。
[0014]進(jìn)一步，甲烷發(fā)生器21與總管、氧氣發(fā)生器20與總管、空壓機(jī)18與總管間都連接有一個(gè)手動(dòng)閥31，總管上設(shè)置有流量計(jì)32。
[0015]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0016]本發(fā)明主要測(cè)試任意低溫狀態(tài)下，可燃?xì)怏w的爆炸特性、填料的抑爆性能，以及安全裝置泄爆的可靠性，即在低溫狀態(tài)下，裝有規(guī)整填料和爆破片的壓力容器(如精餾塔)如果發(fā)生爆炸，規(guī)整填料與爆破片是否可以有效抑爆、泄爆，保護(hù)精餾塔本體免遭破壞，以避免人員傷亡。
【附圖說(shuō)明】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0020]一種低溫瓦斯爆炸特性試驗(yàn)系統(tǒng)，包括試驗(yàn)罐和分別與試驗(yàn)罐連接的配氣系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)；
[0021]所述試驗(yàn)罐，用于作為瓦斯爆炸特性試驗(yàn)的容器。
[0022]所述試驗(yàn)罐包括外膽1、內(nèi)膽2、設(shè)置于內(nèi)膽與外膽間的液氮夾層17、點(diǎn)火口 4、夾層壓力口 6、內(nèi)膽排氣口 7、爆破片8、法蘭9、夾層排氣口 10、夾層溫度測(cè)量口(11)、靜態(tài)壓力口 12、瞬時(shí)壓力口 13、溫度測(cè)量口 14、配氣進(jìn)口 15和夾層液氮進(jìn)口 16，所述內(nèi)層圍成一腔體，該腔體具有泄爆口 ；所述配氣進(jìn)口、溫度測(cè)量口、瞬時(shí)壓力口、靜態(tài)壓力口、內(nèi)膽排氣口分別與腔體連通；所述夾層排氣口、夾層溫度測(cè)量口、夾層壓力口、夾層液氮進(jìn)氣口分別與夾層連通；所述點(diǎn)火口與內(nèi)膽連通且點(diǎn)火通道伸入到內(nèi)膽內(nèi)，所述爆破片通過(guò)法蘭設(shè)置于泄爆口處。還包括設(shè)置于外膽外層的保溫層3。所述外膽外層與保溫層間填充有珠光砂。還包括設(shè)置于外膽外層的保溫層3，該保溫層為不銹鋼薄板，可用于防潮。所述外膽外層與保溫層間填充有珠光砂，形成珠光砂層，用于保溫。
[0023]為了保護(hù)設(shè)備及操作人員的安體，在所述點(diǎn)火口 4、夾層壓力口 6、內(nèi)膽排氣口 7、爆破片8、法蘭9、夾層排氣口 10、夾層溫度測(cè)量口 11、靜態(tài)壓力口 12、瞬時(shí)壓力口 13、溫度測(cè)量口 14、配氣進(jìn)口 15、夾層液氮進(jìn)口 16與外部連接的管道上都設(shè)置有安全閥。
[0024]所述罐體的內(nèi)徑為Φ250ι?πι，填料層高度為800mm，內(nèi)膽高度為1000mm，壓力為
2.5MPa.G0
[0025]所述配氣系統(tǒng)，用于向試驗(yàn)罐內(nèi)充入甲烷、氧氣和氮?dú)?，使試?yàn)罐內(nèi)的溫度、濃度和壓力達(dá)到試驗(yàn)要求。所述制冷系統(tǒng)，用于對(duì)進(jìn)入試驗(yàn)罐內(nèi)的氣體進(jìn)行降溫預(yù)處理以及對(duì)試驗(yàn)罐進(jìn)行降溫；所述測(cè)量系統(tǒng)，用于爆炸試驗(yàn)過(guò)程中瓦斯爆炸各特征參數(shù)數(shù)據(jù)以及環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)的測(cè)試及采集；所述點(diǎn)火系統(tǒng)，用于對(duì)試驗(yàn)罐內(nèi)的瓦斯混合氣體進(jìn)行點(diǎn)火；所述監(jiān)控系統(tǒng)，用于對(duì)試驗(yàn)罐的實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)控，所拍攝的畫(huà)面?zhèn)鬏數(shù)降孛鏀?shù)據(jù)處理設(shè)備并可在顯示屏幕上監(jiān)控到巷道內(nèi)情況。
[0026]所述配氣系統(tǒng)包括空壓機(jī)18、液氮發(fā)生器19、氧氣發(fā)生器20、甲烷發(fā)生器21，所述液氮發(fā)生器、氧氣發(fā)生器、甲烷發(fā)生器合并到一根總管，該總管與配氣進(jìn)口連接。所述制冷系統(tǒng)包括液氮預(yù)冷槽22，所述液氮預(yù)冷槽連接一液氮發(fā)生器，所述液氮預(yù)冷槽的進(jìn)氣口與總管連接，出氣口與配氣進(jìn)口 15連接；所述制冷系統(tǒng)還包括與夾層液氮進(jìn)口 16連接的液氮發(fā)生器。所述測(cè)量系統(tǒng)包括與配氣進(jìn)口 15連接的溫度顯示器23、與靜態(tài)壓力口 12連接的壓力顯示器24、與夾層溫度測(cè)量口 11連接的溫度顯示器、與瞬時(shí)壓力口 13連接的壓力顯示器、與溫度測(cè)量口 14連接的溫度顯示器、與夾層壓力口 6連接的壓力顯示器、甲烷傳感器26和氧氣傳感器27，所述甲烷傳感器和氧氣傳感器分別連接一個(gè)組分顯示器25，所述甲烷傳感器與氧氣傳感器連接到一根總管，該總管分別與內(nèi)膽排氣口 7、瞬時(shí)壓力口 13連接。所述點(diǎn)火系統(tǒng)包括點(diǎn)火頭和與點(diǎn)火頭連接的點(diǎn)火能量發(fā)生器28，所述點(diǎn)火頭安裝于試驗(yàn)罐體上并伸入到罐體軸向