CN103962190A - 用于安全试验舱系统的气体置换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于化学品火灾爆炸安全试验舱系统的气体置换装置，其包括真空泵、气体检测器、启动调节阀、进气口遥控切断阀和排气口遥控切断阀。具有该气体置换装置的化学品火灾爆炸安全试验舱系统，其消除大尺度化学品危险性评估试验过程中产生的失控反应、燃烧爆炸、分解爆炸等方面的危害，同时收集试验过程产生的废液、废气、废渣进行集中处理，在提高火灾爆炸危险性测试过程本质安全性的同时，还起到了降低环境污染的作用。

Description

用于安全试验舱系统的气体置换装置

技术领域

本发明涉及化工安全生产技术领域，尤其涉及用于化学品的危险性鉴定评估的安全试验舱系统的气体置换装置。

背景技术

在化学品危险性评估试验过程中，通常需要开展危险化学品存储、混装等方面的失控反应试验，可能遇到潜在危险材料和高能反应，如果操作控制不当就会引起火灾、爆炸、中毒等事故，其中以爆炸事故危害最大。一旦发生爆炸，瞬时泄出大量气体、爆炸碎片、零件等，使在场试验人员遭受伤害，建筑物遭到破坏。如果泄出的大量易燃或可燃化学品发生着火，会使火灾蔓延，造成严重的损失。因此，化学品火灾爆炸危险性大型试验平台的防爆安全及防护问题非常重要。

国外关于化学品火灾爆炸安全试验测试舱的报道较少。

US6644165公开了一种抗爆密封舱，用于存储爆炸品，防止爆炸品爆炸后造成严重事故后果。

US7506568和US7765910公开了一种爆炸密封舱，用于含有爆炸性生物或化工试剂的设备的存储、运输和处理。

目前，国外安全技术公司开发的火灾爆炸试验舱多为纯爆炸性测试密闭舱体，以美国爱迪赛恩公司为代表。该公司开发了试验室爆炸舱和工业爆炸舱，能够开展爆炸性试验测试，但在售的舱体最大直径仅为两米，无气体置换、温湿度控制、视频采集等辅助系统，大大限制了其在危险化学品存储、混装等方面的应用。

国内石油化工领域涉及大量危险化学品，在化学品危险性评估试验过程中，如遇潜在危险材料和高能反应，存在引起火灾爆炸事故的可能。国内大量危险性较高的大尺度化学品危险性测试研究，如化学相容性试验、混装爆炸试验、绝热储存试验、等热储存试验、化学品包装热稳定性试验等热失控反应试验，以及气相燃爆试验和化学品爆炸特性试验，由于危险性较大，试验难度大，相关试验研究较难开展，许多关键性安全基础数据无法获得。而 火灾爆炸试验舱则是解决上述化学品危险性测试过程安全问题的有效途径之一。国内火灾爆炸试验舱主要应用于军工领域爆炸品的测试研究，尚未对外公开。而将爆炸试验舱用于化学品危险性测试领域的研究也未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有气体置换装置的化学品火灾爆炸安全试验舱系统，其消除大尺度化学品危险性评估试验过程中产生的失控反应、燃烧爆炸、分解爆炸等方面的危害，同时收集试验过程产生的废液、废气、废渣进行集中处理，在提高火灾爆炸危险性测试过程本质安全性的同时，还起到了降低环境污染的作用。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于安全试验舱系统的气体置换装置，其包括真空泵、气体检测器、对空管路、对空管路可调式电动调节阀、抽真空管路、抽真空管路遥控切断阀。

其中，所述排气口位于安全试验舱顶端的排气口处，所述对空管路与抽真空管路并联共同连接到舱顶排气口处，所述抽真空管路遥控切断阀位于真空泵前端，所述对空管路可调式电动调节阀位于对空管路上，所述气体检测器位于真空泵的出口管路上，所述真空泵为干式真空泵，所述各种阀为可调式电动阀。

其中，所述气体置换装置仅由上述装置构成。

本发明还提供了上述气体置换装置的使用方法，具体为：在试验结束后，试验舱排气口连接遥控切断阀打开，接着气动调节阀缓慢打开，释压排放废气至处理装置，在舱内压力降到0.1Mpa(表压)以下后开启试验舱进气口遥控切断阀，通过气动调节阀调节供气速率进行置换，待舱内气体各项检测指标合格后停止运行压缩机，关闭试验舱进气阀，置换完毕。

本发明还提供了一种安全试验舱系统，其包括上述的气体置换装置。

本发明还提供了上述气体置换装置在测试化学品火灾爆炸安全试验过程中的应用。

本发明的有益效果：

本发明提供的具有气体置换装置的化学品火灾爆炸安全试验舱系统，针对具有危险化学品爆炸危险性的测试试验而建立，对抵御爆炸碎片和气体压 力的冲击应具有极强的抗疲劳性和耐久性，不同于普通常规的防火防爆试验室：

化学品火灾爆炸安全试验舱应具有一定的防爆性，以适应爆炸试验的需要。在试验过程中发生爆炸时，舱体承重结构不仅能够经受爆炸最高正压和最低负压变化的冲击，还能够经受钢板碎片及零件的射击，避免遭受破坏。

化学品火灾爆炸安全试验舱能够消除大尺度化学品危险性评估试验过程中产生的失控反应、燃烧爆炸、分解爆炸等方面的危害，对于提高火灾爆炸危险性测试过程中的本质安全性十分必要。

化学品火灾爆炸安全试验舱能够收集实验过程产生的废液、废气、废渣进行集中处理，消除了火灾爆炸实验过程的环境污染。

附图说明

图1安全实验舱系统平面布局图；

图2安全试验舱侧面图；

图3安全试验舱正面图；

图4安全实验舱壁结构图。

具体实施方式

本发明提供一种安全试验舱系统，该安全试验舱系统安装于厂房内，其包括试验舱本体、灭火消防装置、温度湿度调节装置、气体置换装置、测试监视控制装置、主控制装置，灭火消防装置、温度湿度调节装置、气体置换装置并列布置在厂房一侧，测试监视控制装置包括测试监视控制屏和测试监视控制柜，主控制装置包括主控制屏和主控制柜，测试监视控制屏、主控制屏、测试监视控制柜、主控制柜布置在独立的同一房间内，在灭火消防装置右侧设置试验气源控制室，用户试验气源控制室与试验舱本体通过气源管道相连接，气源管道设置在气源管沟里，测试监视控制屏和和主控制屏与试验舱本体通过电缆相连接，温度湿度调节装置、灭火消防装置与试验舱本体通过管路相连接。

所述试验舱本体可以保证在爆炸试验过程中，在静态压力0～10.0MPa，瞬态温度10～500℃条件下完好，试验舱本体优选采用卧式圆柱结构，舱内 内径长为2～5m，长为4～10m。

所述筒体材料采用不锈钢板，所使用的法兰采用16Mn II级锻件。

在所述试验舱本体上设置有快开门装置，其采用35CrMo II级锻件。

所述舱体的壁部包括五层，由内到外分别为内牺牲层、内缓冲层、试验舱壁、隔热层和外包层。

内牺牲层为可替换的层，与内缓冲层采用可拆卸的螺栓连接能够方便的在不破坏密封舱整体性的前提下进行更换，其材料选用不锈钢或硬铝。

内缓冲层采用聚碳酸脂材料；试验舱壁采用304不锈钢，厚度范围10～80mm，优选50mm；隔热层采用玻璃纤维、石棉、岩棉或硅酸盐材料；外包层为镀锡薄钢板；内缓冲层和牺牲层可相互替换。

试验舱本体内的地板采用可拆卸栅格地板，须承受1t/m²，舱体内栅格地板运输轨道及顶部吊装装置，承受重物能力为1t。

在试验舱本体上还具有观察窗、上排气口、下排液口、水电气进出口、数据线转接口、消防系统入口，各种接口须不影响密封舱对于静态压力、温度的设计要求，水、气接口能够实现关闭功能。各种接口设计成插盘式，保证舱体的密封。

水电气进口为三个接口，分别为水进口，电进口和气进口，水电气进口整体上是一组快插接口，数据线转接口与控制系统和记录系统相连接。

在试验舱本体内还具有爆破片或安全阀等防超压装置，舱内设置有照明系统，具有防爆功能，满足实时视频监控采光的需要。

进一步，还可以在化学品火灾爆炸安全试验舱本体上设置舱体开门、关门的声光报警装置。

所述快开门装置设置成两半式卡箍型结构，其由球冠形封头门体、卡箍、法兰、安全联锁装置、快开机构、密封圈、液压驱动装置、辅助支承构成，球冠形封头门体的开合动作依靠液压驱动装置来完成，球冠形封头门体与法兰面的密封通过卡箍的凹槽斜面实现紧固，并在门体下部设计有辅助支承，使门体不因自重等原因产生位移变形，确保门体的安装精度及开合精度，在所述球冠形封头门体的中心处设置一个观察窗，在观察窗内部设置盖板。

球冠形封头门体及法兰采用16Mn II级锻件，卡箍选用35CrMo II级锻件加工而成。

所述温度湿度调节装置可以调节试验舱内的温度范围为0℃～100℃，湿度范围为5％～95％，舱内环境是保证试验成功进行的必要条件，根据工艺的要求，控制系统可采集试验舱内的温度和湿度信号，对相应的设备进行连续控制，使舱内的温度和湿度达到试验的要求。

所述温度湿度调节装置中的温度调节装置包括风冷低温乙二醇冷水机组和电加热器，风冷低温乙二醇冷水机组输出温度可以达到-4～-8℃，能够实现低温段的试验舱内环境温度调节，其可以调节试验舱内的低温段温度0℃～25℃，电加热器可以调节试验舱内的高温段温度25℃～100℃，乙二醇冷水机组安装于试验舱本体的内部，电加热器可以安装在试验舱本体的内部或者外部，安装在试验舱内部时，使用时对内部空气进行直接加热，这种方式的好处是减少外部设备和管道及高温的隐患，加热效率高，但须考虑设备内部电加热器的安装结构及加热使用时对设备的影响，当安装于试验舱本体外部，需要增加热风机以及连接到试验舱本体的热风管道，此方式的弊端是新增设备及需场地布置，试验舱内环境要达到100℃时，对设备和热风管的要求很高(热风约接近150℃)，同时阻燃防火要求等级提高，好处是减少加热器对设备的影响。

所述温度湿度调节装置的湿度控制设备包括手动截止阀、电动蝶阀、高效鼓风机、湿度测量装置和湿度控制装置，所述湿度测量装置为3个，分别位于舱体的进口、出口和舱体中间，所述高效鼓风机的个数为2个，分别位于舱体的进口和出口管路处，鼓风机管路设电动阀；所述手动截止阀和电动蝶阀位于湿度控制装置的进出口管路上，手动截止阀位于靠近舱体的一端，所述电动蝶阀位于所述靠近湿度控制设置一端。

所述气体置换装置包括真空泵、气体检测器、对空管路、对空管路可调式电动调节阀、抽真空管路、抽真空管路遥控切断阀，所述排气口位于安全试验舱顶端的排气口处，所述对空管路与抽真空管路并联共同连接到舱顶排气口处，所述抽真空管路遥控切断阀位于真空泵前端，所述对空管路可调式电动调节阀位于对空管路上，所述气体检测器位于真空泵的出口管路上，所述真空泵为干式真空泵，所述各种阀为可调式电动阀。进气口和排气口都连接在同一个接口上。

所述气体置换设备是为安全试验舱气体置换排放而设计，在试验结束后， 试验舱对空管路可调式电动调节阀CV302打开，接着气动调节阀缓慢打开，释压排放废气至处理装置，在舱内压力降到0.1Mpa(表压)以下后，关闭CV302，开启抽真空管路遥控切断阀，抽真空至舱内压力降至5kPa，打开CV302通入空气进行置换，重复上述操作，待舱内气体各项检测指标合格后停止置换，关闭试验舱进气阀，置换完毕。

灭火消防装置中的灭火装置包括混合气体IG541灭火瓶、二氧化碳灭火瓶、氮气灭火瓶和水灭火瓶，消防装置包括感烟预警装置、感温报警装置以及灭火装置。

灭火消防装置设计分为自动、电气手动、机械手动三种工况，以二氧化碳为例。

a自动工况：当保护区内感烟预警装置探测报警，发出火警预警信号，报警主机发出预警信号，声光报警器报警，当感温报警装置报警，发出火灾报警信号，主机启动30秒延时，30秒后启动灭火装置灭火；

b电气手动工况：自动探测报警，发出火警信号，经人工电气手动启动灭火系统执行灭火，不论灭火控制按钮处于那一种工况，当认为发出火警时，都可以使用该火警区的手动控制盒，电气手动启动灭火系统进行灭火；

c机械手动工况：

目测报警，发出火警信号，在电气控制部分出现故障，不能执行灭火指令的情况下；发现火警，由于电源发生故障或者自动探测报警失灵，不能执行灭火指令的情况下；

必须在二氧化碳灭火瓶站进行，首先拔去灭火区域的启动装置电磁阀上的保险，按下应急手柄，使灭火系统工作，执行灭火功能，但这务必在提前关闭影响灭火效果的设备。

灭火系统释放二氧化碳灭火剂后，经检验确认火灾已经扑灭的情况下，打开通风置换系统，废气排出干净后，才允许人员进入。

进一步，所述安全试验舱系统仅由上述装置构成。

所述化学品火灾爆炸安全试验舱系统还具有连锁逻辑控制系统，该控制系统设置在主控制装置上，通过连锁逻辑控制系统控制安全试验舱中的各装置的运转和控制，从而实现整个火灾爆炸安全试验过程。

所述连锁逻辑控制系统包括：

数据采集和处理模块，其用于采集和处理安全试验舱系统各测试装置与仪表舱门机构、消防设备、温湿度控制、真空泵、管路阀门、气体监测、温度监测、压力监测、视频监测、动压监测等获得数据，通过数据通讯网络，传递给触摸屏计算机，在触摸屏计算机内进行数据处理，在反馈给安全试验舱的各控制装置，从而实现整个火灾爆炸安全试验过程；

温湿度调控模块，其用于采集安全试验舱内的温度和湿度信号，对控制试验舱内温度和湿度的阀门进行连续控制，使安全试验舱内的温度和湿度达到试验要求；

舱体自动控制模块，其是一个顺序逻辑控制模块，可根据不同步骤的要求，如舱门的开关、舱体带电后联锁保护，对安全试验舱的单个设备进行控制或者采用自动连锁控制；

消防控制模块，其控制火灾温度传感器，将信号传输到PLC模拟量输入模块，PLC经过运算后，采用相应的逻辑判断舱内是否发生火灾，以及是否启动灭火消防装置装置，消防控制模块也可以切换到手动控制，通过人工判断是否启动消防灭火装置；

气体置换排放和废液排放控制模块，在需要进行气体置换时，通过对排气调节阀的控制，使排气调节阀能被缓慢的打开，以控制和缓解舱体内的压力；当舱体内压力降到一定的程度时，可控制压缩空气进气调节阀的开度，从而实现供气速率的调节；对废液排放也可通过控制相应的废液排放阀门来实现排放废液；

公用系统控制模块，其控制供水、供电、供气及蒸汽工艺管道和阀门设备，其参数通过传感器传送到PLC的输入模块，PLC可根据工艺的要求分别对它们进行控制。

进一步，所述连锁逻辑控制系统仅由上述模块构成。

本发明还提供了一种测试化学品火灾爆炸安全试验的方法，将待检测的化学品放置于上述的设有连锁逻辑控制系统的化学品火灾爆炸安全试验舱的舱内，关闭舱门，通过外接数据线进行试验过程的控制，试验结束时，将试验过程产生的废液、废气、废渣进行集中处理，降低环境污染。

在开展化学品火灾爆炸试验的过程中，本发明提供的设有连锁控制系统的安全试验舱不仅能够获取温度、静态/动态压力、视频数据，而且舱体承重 结构以及内缓冲层、内牺牲层的设计能够经受爆炸最高正压和最低负压变化的冲击，并经受钢板碎片及零件的射击，避免舱体遭受破坏。牺牲层设计为可拆卸模式，在受到破坏时，可进行更换。本安全试验舱还可以将试验过程产生的废液、废气、废渣进行集中处理，降低环境污染。试验过程中，由联锁逻辑控制系统控制试验舱内相关参数的变化，保证舱内安全稳定运行。

试验舱开门具体条件验证：温度低于50度、氧浓度大于19.5％、可燃气体浓度小于0.4％、CO浓度大于24ppm、-1kPa<表压<1kPa、硫化氢浓度小于10ppm、灭火消防装置设备、排气调节阀处于关闭状态。

试验舱门打开状态时的操作验证：气体置换排放模块不能启动、消防系统控制模块不能启动，有特殊按钮在紧急情况下能按下启动消防系统控制模块。

试验舱门关闭状态时的操作验证：除温湿度控制系统循环管路的手动截止阀外，所有的阀门处于关闭状态。

试验舱停电状态验证：所有电动阀皆处于关闭状态。

其他联锁控制状态验证：抽负压系统与排气口阀门不能同时打开、抽负压系统与排水口阀门不能用时打开、抽负压到一定压力时有保护，真空泵联锁停车、设置一个手动打开按钮，必要时确保能及时打开舱门、舱体带电后联锁保护、设置舱体开门、关门的声光报警装置，应与消防系统有区别、设置舱内报警按钮，防止将操作人员关入舱内。

在开展化学品火灾爆炸实验的过程中，不仅能够获取温度、静态/动态压力、视频数据，而且舱体承重结构以及内缓冲层、内牺牲层的设计能够经受爆炸最高正压和最低负压变化的冲击，并经受钢板碎片及零件的射击，避免舱体遭受破坏。牺牲层设计为可拆卸模式，在受到破坏时，可进行更换。本安全试验舱还可以将实验过程产生的废液、废气、废渣进行集中处理，降低环境污染。实验过程中，由联锁逻辑控制系统控制实验舱内相关参数的变化，保证舱内安全稳定运行。

以下采用实施例及附图来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

如图1所示，本发明提供的安全实验舱系统包括试验舱本体、灭火消防 装置、温度湿度调节装置、气体置换装置、测试监视控制装置、主控制装置和试验舱本体，灭火消防装置、温度湿度调节装置、气体置换装置并列布置在厂房一侧，测试监视控制装置包括测试监视控制屏和测试监视控制柜，主控制装置包括主控制屏和主控制柜，测试监视控制屏、主控制屏、测试监视控制柜、主控制柜布置在独立的同一房间内，在灭火消防装置右侧设置试验气源控制室，用户试验气源控制室与试验舱本体通过气源管道相连接，气源管道设置在气源管沟里，测试监视控制屏和和主控制屏与试验舱本体通过电缆相连接，温度湿度调节装置、灭火消防装置与试验舱本体通过管路相连接。

如图2和图3所示，在所述试验舱本体上设置有快开门装置，试验舱本体内的地板采用可拆卸栅格地板，在试验舱本体上还具有观察窗、上排气口、下排液口、水电气进出口、数据线转接口、消防系统入口，在试验舱本体内还具有爆破片或安全阀等防超压装置，舱内设置有照明系统，具有防爆功能，满足实时视频监控采光的需要，在化学品火灾爆炸安全试验舱本体上设置舱体开门、关门的声光报警装置。

所述快开门装置设置成两半式卡箍型结构，其由球冠形封头门体、卡箍、法兰、安全联锁装置、快开机构、密封圈、液压驱动装置、辅助支承构成，球冠形封头门体的开合动作依靠液压驱动装置来完成，球冠形封头门体与法兰面的密封通过卡箍的凹槽斜面实现紧固，并在门体下部设计有辅助支承，使门体不因自重等原因产生位移变形，确保门体的安装精度及开合精度，在所述球冠形封头门体的中心处设置一个观察窗，在观察窗内部设置盖板。

如图4所示，所述舱体的壁部包括五层，由内到外分别为内牺牲层、内缓冲层、试验舱壁、隔热层和外包层，内牺牲层为可替换的层，与内缓冲层采用可拆卸的螺栓连接能够方便的在不破坏密封舱整体性的前提下进行更换，其材料选用不锈钢或硬铝。

所述温度湿度调节装置可以调节试验舱内的温度范围为0℃～100℃，湿度范围为5％～95％，舱内环境是保证试验成功进行的必要条件，根据工艺的要求，控制系统可采集试验舱内的温度和湿度信号，对相应的设备进行连续控制，使舱内的温度和湿度达到试验的要求。所述温度湿度调节装置中的温度调节装置包括风冷低温乙二醇冷水机组和电加热器，风冷低温乙二醇冷水机组输出温度可以达到-4～-8℃，能够实现低温段的试验舱内环境温度调节， 其可以调节试验舱内的低温段温度0℃～25℃，电加热器可以调节试验舱内的高温段温度25℃～100℃，乙二醇冷水机组安装于试验舱本体的内部，电加热器可以安装在试验舱本体的内部或者外部，安装在试验舱内部时，使用时对内部空气进行直接加热，这种方式的好处是减少外部设备和管道及高温的隐患，加热效率高，但须考虑设备内部电加热器的安装结构及加热使用时对设备的影响，当安装于试验舱本体外部，需要增加热风机以及连接到试验舱本体的热风管道，此方式的弊端是新增设备及需场地布置，试验舱内环境要达到100℃时，对设备和热风管的要求很高(热风约接近150℃)，同时阻燃防火要求等级提高，好处是减少加热器对设备的影响。

所述温度湿度调节装置的湿度控制设备包括手动截止阀、电动蝶阀、高效鼓风机、湿度测量装置和湿度控制装置，所述湿度测量装置为3个，分别位于舱体的进口、出口和舱体中间，所述高效鼓风机的个数为2个，分别位于舱体的进口和出口管路处，鼓风机管路设电动阀；所述手动截止阀和电动蝶阀位于湿度控制装置的进出口管路上，手动截止阀位于靠近舱体的一端，所述电动蝶阀位于所述靠近湿度控制设置一端。

所述气体置换装置包括真空泵、气体检测器、启动调节阀、进气口遥控切断阀和排气口遥控切断阀，所述排气口遥控切断阀位于安全试验舱的排气口处，所述进气口遥控切断阀位于安全试验舱的进气口处，所述气体检测器位于真空泵的出口管路上，所述真空泵为干式真空泵，所述各种阀为可调式电动阀。所述气体置换设备是为安全试验舱气体置换排放而设计，在试验结束后，试验舱排气口连接遥控切断阀打开，接着气动调节阀缓慢打开，释压排放废气至处理装置，在舱内压力降到0.1Mpa(表压)以下后开启试验舱进气口遥控切断阀，通过气动调节阀调节供气速率进行置换，待舱内气体各项检测指标合格后停止运行压缩机，关闭试验舱进气阀，置换完毕。

所述灭火消防装置中的灭火装置包括混合气体IG541灭火瓶、二氧化碳灭火瓶、氮气灭火瓶和水灭火瓶，消防装置包括感烟预警装置、感温报警装置以及灭火装置。灭火消防装置设计分为自动、电气手动、机械手动三种工况，以二氧化碳为例。a自动工况：当保护区内感烟预警装置探测报警，发出火警预警信号，报警主机发出预警信号，声光报警器报警，当感温报警装置报警，发出火灾报警信号，主机启动30秒延时，30秒后启动灭火装置灭 火；b电气手动工况：自动探测报警，发出火警信号，经人工电气手动启动灭火系统执行灭火，不论灭火控制按钮处于那一种工况，当认为发出火警时，都可以使用该火警区的手动控制盒，电气手动启动灭火系统进行灭火；c机械手动工况：目测报警，发出火警信号，在电气控制部分出现故障，不能执行灭火指令的情况下；发现火警，由于电源发生故障或者自动探测报警失灵，不能执行灭火指令的情况下；必须在二氧化碳灭火瓶站进行，首先拔去灭火区域的启动装置电磁阀上的保险，按下应急手柄，使灭火系统工作，执行灭火功能，但这务必在提前关闭影响灭火效果的设备。灭火系统释放二氧化碳灭火剂后，经检验确认火灾已经扑灭的情况下，打开通风置换系统，废气排出干净后，才允许人员进入。

所述化学品火灾爆炸安全试验舱系统还具有连锁逻辑控制系统，该控制系统设置在主控制装置上，通过连锁逻辑控制系统控制安全试验舱中的各装置的运转和控制，从而实现整个火灾爆炸安全试验过程。

所述连锁逻辑控制系统包括：数据采集和处理模块，其用于采集和处理安全试验舱内各测试装置获得数据，通过数据通讯网络，传递给触摸屏计算机，在触摸屏计算机内进行数据处理，在反馈给安全试验舱的各控制装置，从而实现整个火灾爆炸安全试验过程；温湿度调控模块，其用于采集安全试验舱内的温度和湿度信号，对控制试验舱内温度和湿度的阀门进行连续控制，使安全试验舱内的温度和湿度达到试验要求；舱体自动控制模块，其是一个顺序逻辑控制模块，可根据不同步骤的要求，如舱门的开关、舱体带电后联锁保护，对安全试验舱的单个设备进行控制或者采用自动连锁控制；消防控制模块，其控制火灾温度传感器，将信号传输到PLC模拟量输入模块，PLC经过运算后，采用相应的逻辑判断舱内是否发生火灾，以及是否启动灭火消防装置装置，消防控制模块也可以切换到手动控制，通过人工判断是否启动消防灭火装置；气体置换排放和废液排放控制模块，在需要进行气体置换时，通过对排气调节阀的控制，使排气调节阀能被缓慢的打开，以控制和缓解舱体内的压力；当舱体内压力降到一定的程度时，可控制压缩空气进气调节阀的开度，从而实现供气速率的调节；对废液排放也可通过控制相应的废液排放阀门来实现排放废液；公用系统控制模块，其控制供水、供电、供气及蒸汽工艺管道和阀门设备，其参数通过传感器传送到PLC的输入模块，PLC可 根据工艺的要求分别对它们进行控制。

本发明还提供了一种测试化学品火灾爆炸安全试验的方法，将待检测的化学品放置于上述的化学品火灾爆炸安全试验舱系统的舱体内，关闭舱门，通过外接数据线进行试验过程的控制，试验结束时，将试验过程产生的废液、废气、废渣进行集中处理，降低环境污染。

在开展化学品火灾爆炸试验的过程中，本发明提供的设有连锁控制系统的安全试验舱不仅能够获取温度、静态/动态压力、视频数据，而且舱体承重结构以及内缓冲层、内牺牲层的设计能够经受爆炸最高正压和最低负压变化的冲击，并经受钢板碎片及零件的射击，避免舱体遭受破坏。牺牲层设计为可拆卸模式，在受到破坏时，可进行更换。本安全试验舱还可以将试验过程产生的废液、废气、废渣进行集中处理，降低环境污染。试验过程中，由联锁逻辑控制系统控制试验舱内相关参数的变化，保证舱内安全稳定运行。

试验舱开门具体条件验证：温度低于50度、氧浓度大于19.5％、可燃气体浓度小于0.4％、CO浓度大于24ppm、-1kPa<表压<1kPa、硫化氢浓度小于10ppm、灭火消防装置设备、排气调节阀处于关闭状态。

试验舱门打开状态时的操作验证：气体置换排放模块不能启动、消防系统控制模块不能启动，有特殊按钮在紧急情况下能按下启动消防系统控制模块。

试验舱门关闭状态时的操作验证：除温湿度控制系统循环管路的手动截止阀外，所有的阀门处于关闭状态。

试验舱停电状态验证：所有电动阀皆处于关闭状态。

其他联锁控制状态验证：抽负压系统与排气口阀门不能同时打开、抽负压系统与排水口阀门不能用时打开、抽负压到一定压力时有保护，真空泵联锁停车、设置一个手动打开按钮，必要时确保能及时打开舱门、舱体带电后联锁保护、设置舱体开门、关门的声光报警装置，应与消防系统有区别、设置舱内报警按钮，防止将操作人员关入舱内。

在开展化学品火灾爆炸实验的过程中，不仅能够获取温度、静态/动态压力、视频数据，而且舱体承重结构以及内缓冲层、内牺牲层的设计能够经受爆炸最高正压和最低负压变化的冲击，并经受钢板碎片及零件的射击，避免舱体遭受破坏。牺牲层设计为可拆卸模式，在受到破坏时，可进行更换。本安全 试验舱还可以将实验过程产生的废液、废气、废渣进行集中处理，降低环境污染。实验过程中，由联锁逻辑控制系统控制实验舱内相关参数的变化，保证舱内安全稳定运行。

所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于安全试验舱系统的气体置换装置，其特征在于：包括真空泵、气体检测器、对空管路、对空管路可调式电动调节阀、抽真空管路、抽真空管路遥控切断阀。

2.如权利要求1所述的气体置换装置，其特征在于：所述排气口位于安全试验舱顶端的排气口处，所述对空管路与抽真空管路并联共同连接到舱顶排气口处，所述抽真空管路遥控切断阀位于真空泵前端，所述对空管路可调式电动调节阀位于对空管路上，所述气体检测器位于真空泵的出口管路上，所述真空泵为干式真空泵，所述各种阀为可调式电动阀。

3.权利要求1或2所述气体置换装置的使用方法，其特征在于：在试验结束后，试验舱排气口连接遥控切断阀打开，接着气动调节阀缓慢打开，释压排放废气至处理装置，在舱内压力降到0.1Mpa(表压)以下后开启试验舱进气口遥控切断阀，通过气动调节阀调节供气速率进行置换，待舱内气体各项检测指标合格后停止运行压缩机，关闭试验舱进气阀，置换完毕。

4.一种安全试验舱系统，其特征在于：包括权利要求1或2所述的气体置换装置。

5.权利要求1或2所述的气体置换装置在测试化学品火灾爆炸安全试验过程中的应用。