CN104749217B - 超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统及方法，所述测试系统包括抽真空系统、配气系统、制冷系统、积分电路点火系统和数据采集系统，制冷系统内安装有爆炸容器，抽真空系统通过配气系统的连接管路与爆炸容器连通，配气系统通过其连接管路与爆炸容器的内部连通；积分点火系统包括点火能量试验台、位于爆炸容器内的点火电极、高压探头和电流互感器，点火能量试验台与点火电极相连，高压探头和电流互感器均分别与点火能量试验台和点火电极相连；数据采集系统包括数据采集器以及分别与数据采集器连接并安装于爆炸容器内的压力传感器和温度传感器。本发明测试系统安全性能高，具备精确测试性能，可精确测试超低温、高压下可燃气体爆炸的最小点火能，测得的数据对于指导含氧煤层气液化工艺安全生产具有重要意义。

Description

超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统及方法

技术领域

本发明属于工业生产安全技术领域，具体地说，涉及一种超低温环境下可燃性气体爆炸最小点火能特性研究的测试系统及方法。

背景技术

煤层气的脱氧是国内外的一项技术难题。目前主要的脱氧技术包括吸附法、膜分离法、燃烧脱氧法和低温分离法。其中，低温分离法杂质脱除彻底，产品纯度高，因而是较为常用的一种方法。现有的研究结果表明，整个煤层气低温工况下危险性较高的是分馏阶段(温度-160～-170℃、压力0.1～0.3MPa)，尤其在分馏塔顶部，甲烷浓度有可能位于爆炸极限范围内使得整个装置具有爆炸危险性。具有爆炸危险性的气体在液化过程中遇到残余重烃液滴及粉尘碰撞产生的零星火花或外界热源影响时，可能发生燃烧爆炸。最小点火能是设计安全标准和理解可燃气体点火过程的一个重要特性参数，确定可燃气体混合物的最小点火能，采取相应措施避免点火源，是最经济、合理的预防易燃易爆气体爆炸的方法。目前国内外对于常温下可燃气体最小点火能进行了大量的实验测试，其测试系统及实验数据也获得广泛的认可，但是缺少超低温下可燃气体最小点火能的数据，为了含氧煤层气低温液化工艺的安全以及可燃气体最小点火能的数据的完善，必须获得超低温下可燃气体最小点火能的数据。很多学者和技术人员在可燃气体最小点火能测试方面作了探索。

授权公告号为CN101692081B的中国发明专利公开了一种可燃气体或蒸气最小点火能测试系统，该装置包括：可燃性混合气体配置系统、反应器和点火能量控制系统，可燃性混合气体配置系统进一步包括：空气气瓶、可燃气体气瓶、温控系统、气体混合器和真空泵，所述装置在使用时，可燃性气体或蒸气与空气经过所述气体混合器混合后，进入所述反应器，所述反应器进一步包括：反应容器、电极、安全阀和保温系统，所述反应容器为有机玻璃材质的反应容器，所述电极为距离可调的电极。本发明可燃气体或蒸气最小点火能测试系统能够测量可燃气体或蒸气的最小点火能量，提供可燃性气体的燃爆特性参数数据。但其测试温度为25～100℃，所用反应容器为有机玻璃材质，且其测量的最小点火能量并不准确。而文献《一种低温有机玻璃压力容器的研制》(王军宁,李亚鹏.机电产品开发与创新,2014,27(1):50-51)中也明确说明了有机玻璃容器在低温状态下存在脆性增大、承压危险性大、密封困难的特点。

公布号为CN103954737A、申请号为201410146252.5的发明专利申请公开了一种最小点火能测试系统，该装置主要解决现有技术中测试温度范围较窄、测试精度较低的问题，并具体公开了如下技术特征：混合器主体设有空气入口管线、蒸汽入口管线、混合气出口管线，混合器内设有搅拌器，反应器设有进气口，两侧设有电极调节器，点火电极一端与电极调节器通过螺纹连接，另一端与精密电火花发生器相连，混合器的混合气出口管线与反应器的进气口相连，混合器的混合气出口与反应器进气口之间的连接管线上还接有真空泵。该发明申请中装置的温度控制范围为25～150℃，采用的点火电极材料为钨电极，而材料钨适合于高温下的点火，不能用于低温下的点火。

由上可知，现有的最小点火能测试系统除了所用材料不能满足低温测试工况外，所采用的点火电路不能准确测试实际最小点火能的值，根据现有设计的装置测试的最小点火能比实际的最小点火能的值大很多，原因具体描述如下：

现有最小点火能测试系统采用的点火放电电路如图1所示。放电的原理为：首先为电容器C充电，充电结束后，将充电电路断开，电容瞬间放电，击穿两电极之间的可燃气体，产生电火花。因此，现有的测试系统给出了相应点火电路测试的最小点火能计算公式，如式(1)：

E＝1/2CU² (1)

式中，E-最小点火能；C-充电电容值；U-电容器两端电压。

由于最小点火能的值本身很小，而且在放电过程中电阻R会消耗一部分能量，放电电极之间也会储存一部分能量，从而导致两点火电极实际放出的电火花能量远小于电容器C储存的能量。研究表明，实际火花能量不足电容器C储存能量的70％，甚至只有10％左右。因此，采用图1的放电电路以及公式(1)的能量计算公式得到的最小点火能的值远大于实际的火花能量。

而且现有公开的技术并没有涉及超低温下可燃气体爆炸最小点火能的测试方法。因此，有必要设计一种适用于超低温环境下的且能够准确测试最小点火能的装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有可燃气体爆炸最小点火能测试过程中存在的上述问题，提供一种超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统及方法，所述测试系统可以精确测试超低温、高压下可燃气体的最小点火能，测得的精确数据对于指导含氧煤层气液化工艺安全生产具有重要意义。

本发明的技术方案是：一种超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统，所述的测试系统包括一抽真空系统、一配气系统、一制冷系统、一积分电路点火系统和一数据采集系统，在所述制冷系统内安装有一爆炸容器，所述抽真空系统通过配气系统的连接管路与爆炸容器连通，用于对整个连接管路和爆炸容器快速抽真空，所述配气系统通过其连接管路与爆炸容器的内部连通，用于为爆炸容器的内部配气；所述积分点火系统包括一点火能量试验台、两个位于爆炸容器内的点火电极、一高压探头和一电流互感器，所述点火能量试验台与点火电极相连，所述高压探头和电流互感器均分别与点火能量试验台和点火电极相连；所述数据采集系统包括数据采集器以及分别安装于爆炸容器内的压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器均与数据采集器连接，用于压力和温度的数据采集。

进一步的，上述测试系统中，在所述爆炸容器外壁与制冷系统内壁之间形成的间隙内填充导热材料，所述爆炸容器的顶部端盖设有保温层。

作为优选，上述测试系统中，所述制冷系统采用一制冷剂压缩制冷的制冷箱，爆炸容器放于制冷箱腔体内，并与制冷箱腔体同轴，所述制冷箱腔体内壁温度低于-160℃，且能够使得爆炸容器内气体由室温降至-150℃的时间小于10小时，所述的导热材料为铝粉。

作为优选，上述测试系统中，所述爆炸容器为一采用304不锈钢制作而成的圆柱形容器，其长径比为3:1，设计压力为45MPa；所述爆炸容器上设有进气口、取样口、泄压口、安全阀和吊环拉手，所述安全阀位于爆炸容器顶端，安全阀压力为30MPa，爆炸容器压力超过30MPa时，自动泄压。

作为优选，上述测试系统中，所述的爆炸容器的尺寸取内径100mm、高度300mm、壁厚30mm，其有效容积为2.355L。

作为优选，上述测试系统中，所述的点火能量试验台包括高压电源、放电电容、充电开关和点火开关，高压电源串联充电开关后，连接在放电电容两端，为放电电容充电，所述放电电容的两端串联点火开关后与点火电极相连。

作为优选，上述测试系统中，所述抽真空系统包括真空泵、真空容器和真空计，真空泵与真空容器相连，真空容器通过连接管路与爆炸容器连通。

作为优选，上述测试系统中，所述真空容器采用有机玻璃制成，体积为1L，所述真空计的量程为0.1-1000Pa。

作为优选，上述测试系统中，所述配气系统包括气源和连接管路，气源通过连接管路与爆炸容器内部连通；所述气源包括相互并联的可燃气体钢瓶、氧气瓶和氮气瓶，所述可燃气体钢瓶、氧气瓶和氮气瓶出来的气体分别经连接管路进入爆炸容器内混合，且可燃气体钢瓶、氧气瓶和氮气瓶的出气口处的连接管路上均安装有针型阀，分别控制可燃气体、氧气和氮气的流量；所述连通气源和爆炸容器的连接管路上还安装有精密压力表和阻火器，其中，阻火器位于气体混合后且进入爆炸容器之前的连接管路上。

作为优选，上述测试系统中，所述的连接管路为304不锈钢材质，内径5mm，管路承压50MPa；所述的精密压力表为绝压型压力表，用来测试爆炸容器内可燃气体的初始压力，量程为0-1.6MPa，精度等级为0.02级；所述阻火器的主体材料为304不锈钢材质，口径15mm，压力5MPa，工作温度为-80℃～480℃。

进一步的，上述测试系统中，所述点火能量试验台还包括有一示波器，该示波器分别与高压探头和电流互感器连接，用于记录电压、电流随时间变化的波形；所述的压力传感器采用压电式传感器，量程为35MPa，使用温度为-240℃～316℃，瞬间耐高温1649℃，采用频率≥200kHz；所述的温度传感器采用热电偶型传感器，测温范围为-200℃～1300℃，响应时间为18ms，耐压68MPa。

本发明还提供了一种超低温下可燃气体爆炸特性测试方法，测试过程中采用超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统和气体搅拌系统，所述气体搅拌系统包括搅拌容器和对搅拌容器内气体进行搅拌的磁力搅拌装置，其测试的具体步骤如下：

(1)确定敏感条件：确定影响可燃气体最小点火能的敏感条件，所述敏感条件包括敏感电极间隙和敏感火花放电时间，选取点火电极的材料和形状，调整实验条件至敏感条件。

(2)选取测试工况：利用软件计算在不同初始温度和初始压力组合工况下可燃气体的相态，选择可燃气体不出现液化的温度压力工况。

(3)测试流程前吹扫：测试流程开始前，采用N₂对整个系统进行吹扫。

(4)测试流程抽真空：启动真空泵，将整个流程的系统设备抽真空，将系统抽真空至真空度≤667Pa，停止真空泵，5min后压力表压力变化≤267Pa，则认为密闭性符合要求。

(5)分压法配气：根据可燃气体的浓度，预先计算可燃气体的分压，利用反应体系的负压，通过进气阀、甲烷气体调节阀向搅拌容器自然吸入可燃气体，当压力升高至预先设定的压力时，关闭可燃气体进气阀，打开压缩空气进气阀，当压力达到初始压力工况时，关闭压缩空气进气阀。

(6)混合气体搅拌：打开磁力搅拌装置，对搅拌容器内的混合器气体进行搅拌，搅拌时间为3-5min，关闭磁力搅拌装置，等待1-2min，直至混合气体静止；从取样口取0.5L的混合气体，利用气体色谱仪测试甲烷的体积分数C，并以此值为准。

(7)混合气体进入爆炸容器：打开爆炸容器的进气阀门，利用爆炸容器的负压，搅拌容器的气体自然吸入爆炸容器中，待爆炸容器达到预先设定的压力时，关闭进气阀门。

(8)制冷：开启制冷系统，对爆炸容器内的气体进行降温，当温度达到试验要求的温度后，关闭制冷系统，并记录气体的初始压力和初始温度。

(9)选择一个足以引爆实验气体的放电能量，并记录气体压力-时间曲线，然后逐步减小能量值，直至某个点火能量下25次放电都不能点燃试验气体时为止，此时对应的点火能量为此种工况下的最小点火能。

(10)重复步骤(2)-(9)，获得不同初始温度和初始压力下可燃气体的最小点火能。

作为优选，上述测试方法步骤(2)中，所述的初始温度范围为-150～0℃，初始压力范围为0.1～1MPa。

本发明的有益效果是：

(1)本发明测试系统安全性能高，具备现有测试系统不具备的精确测试性能，可精确测试超低温(-160～-170℃)、高压(0.1～0.3MPa)下可燃气体爆炸的最小点火能，采用本发明测试系统测得的最小点火能数据，对于指导含氧煤层气液化工艺安全生产具有重要意义。

(2)本发明爆炸容器采用不锈钢材料，能够保证超低温下爆炸压力下材料的使用性能。

(3)本发明点火电路采用积分式放电电路，通过测试放电过程中的电压和电流随时间的变化曲线，积分得到实际放出的电火花能量，且点火材料采用不锈钢材料，能够确保超低温下的放电性能。

附图说明

图1为现有点火放电电路示意图。

图2为本发明具体实施例测试系统的结构图。

图3为本发明具体实施例积分点火系统的结构图。

图4为本发明具体实施例测试流程图。

其中，1、制冷箱，2、制冷箱腔体，3、铝粉，4、保温层，5、点火电极，6、爆炸容器，7、取样阀，8、安全阀，9、精密压力表，10、数据采集器，11、阻火器，12、可燃气体钢瓶，13、氧气瓶，14、氮气瓶，15、针型阀，16、真空容器，17、真空泵，18、高压电源，19、充电开关，20、点火开关，21、分压电阻，22、高压探头，23、放电电容，24、示波器，25、电流互感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图2所示，一种超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统，所述的测试系统包括一抽真空系统、一配气系统、一制冷系统、一积分电路点火系统和一数据采集系统，在所述制冷系统内安装有一爆炸容器6，所述抽真空系统通过配气系统的连接管路与爆炸容器6连通，用于对整个连接管路和爆炸容器6快速抽真空，所述配气系统通过其连接管路与爆炸容器6的内部连通，用于为爆炸容器6的内部配气；所述积分点火系统包括一点火能量试验台、两个位于爆炸容器6内的点火电极5、一高压探头22和一电流互感器25，所述点火能量试验台与点火电极5相连，所述高压探头22和电流互感器25均分别与点火能量试验台和点火电极5相连；所述数据采集系统包括数据采集器以及分别安装于爆炸容器内的压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器均与数据采集器连接，用于压力和温度的数据采集。

本实施例中，如图2所示，所述制冷系统采用一制冷剂压缩制冷的制冷箱1，爆炸容器6放于制冷箱腔体2内，并与制冷箱腔体2同轴，所述制冷箱腔体2内壁温度低于-160℃，且能够使得爆炸容器6内气体由室温降至-150℃的时间小于10小时。

本实施例中，在所述爆炸容器6外壁与制冷箱腔体2内壁之间形成的间隙内填充导热材料铝粉3，制冷箱1通过爆炸容器6的圆周壁以及底部进行传热，爆炸容器的顶部端盖并不进行换热，因此，在所述爆炸容器6的顶部端盖设有保温层4。

本实施例中，所述爆炸容器6为一采用304不锈钢制作而成的圆柱形容器，其长径比为3:1，设计压力为45MPa；所述爆炸容器6上设有进气口、取样口、泄压口、安全阀8和吊环拉手，所述安全阀8位于爆炸容器顶端，安全阀8压力为30MPa，爆炸容器6压力超过30MPa时，自动泄压。

本实施例中，上述爆炸容器6的尺寸取内径100mm、高度300mm、壁厚30mm，其有效容积为2.355L。

本实施例中，如图3所示，所述的点火能量试验台包括高压电源18、放电电容23、充电开关19和点火开关20，高压电源18串联充电开关19后，连接在放电电容23两端，为放电电容23充电，所述放电电容23的两端串联点火开关20后与点火电极5相连。

本实施例中，如图3所示，上述点火能量试验台还包括有一示波器24，该示波器24分别与高压探头22和电流互感器25连接，用于记录电压、电流随时间变化的波形。

如图3所示的点火能量试验台的工作原理为：首先闭合充电开关19，对放电电容23充电，充电结束后，断开充电开关19，闭合点火开关20，放电电容23放电，在两个点火电极5间产生电火花放电。同时，利用高压探头22和电流互感器25测得两个点火电极5间的电压及通过的电流，并用示波器24显示波形，最后利用积分法通过公式(2)获得实际放出的电火花能量。公式(2)的表达式如下：

E＝∫UIdt (2)

式中，E-实际点火能，U-点火电极两端电压，I-通过点火电极的电流，t-放电时间。

由于电容储存的能量很小，高压探头22的内阻有限(典型地，为100MΩ)，测试电压时有可能导致点火失败，即无法放电。其原因是：点火开关20闭合的瞬间，充电电容23作为放电电源，会通过高压探头22构成放电回路而泄漏。如果电容很大，高压探头22泄漏的电量可忽略，但气体爆炸点火用的储能很小，储存的电量会短时间泄放而导致电压迅速下降。因此，在高压探头22上串联一个分压电阻21，提高电压测量回路的内阻。

本实施例中，如图2所示，所述抽真空系统包括真空泵17、真空容器16和真空计，真空泵17与真空容器16相连，真空容器16与通过连接管路与爆炸容器6连通。

本实施例中，所述真空泵17能够实现对整个连通管路和爆炸容器6快速抽真空，且整个系统的绝压低于20Pa；所述真空容器16采用有机玻璃制成，体积为1L，所述真空计的量程为0.1-1000Pa。

本实施例中，如图2所示，所述配气系统包括气源和连接管路，气源通过连接管路与爆炸容器6内部连通；所述气源包括相互并联的可燃气体钢瓶12、氧气瓶13和氮气瓶14，所述可燃气体钢瓶12、氧气瓶13和氮气瓶14出来的气体分别经连接管路进入爆炸容器6内混合，且可燃气体钢瓶12、氧气瓶13和氮气瓶14的出气口处的连接管路上均安装有针型阀15，分别控制可燃气体、氧气和氮气的流量；所述连通气源和爆炸容器6的连接管路上还安装有精密压力表9和阻火器11，其中，阻火器11位于气体混合后且进入爆炸容器6之前的连接管路上。

本实施例中，所述可燃气体钢瓶12、氧气瓶13和氮气瓶14均配置2个，交替使用，每个瓶体的气压均在12MPa以上，体积为40L。

本实施例中，所述的连接管路为304不锈钢材质，内径5mm，管路承压50MPa。所述的精密压力表9为绝压型压力表，用来测试爆炸容器6内可燃气体的初始压力，量程为0-1.6MPa，精度等级为0.02级，在所述精密压力表9后设置有一阀门，在进行点火爆炸前关闭该阀门以保护精密压力表9使用。所述阻火器11的主体材料为304不锈钢材质，口径15mm，压力5MPa，工作温度为-80℃～-480℃。

本实施例中，所述的压力传感器采用压电式传感器，量程为35MPa，使用温度为-240℃～316℃，瞬间耐高温1649℃，采用频率≥200kHz，配合电荷放大器使用，能够对爆炸发生与否进行准确判断；所述的温度传感器采用热电偶型传感器，测温范围为-200℃～1300℃，响应时间为18ms，耐压68MPa，用来测试初始温度以及爆炸后的温度变化。

由于足够高的采样频率能够记录从爆炸开始到结束的完整的压力波形，从而能够对爆炸发生与否进行准确判断，采用的爆炸判据为压力升高初始压力7％。因此，在本实施例中，所述数据采集器的采集频率与压电式传感器的频率一致，实现压力和温度的采集。

本实施例中，如图4所示，还公开了一种超低温下可燃气体爆炸特性测试方法，测试过程中采用超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统和气体搅拌系统，所述气体搅拌系统包括搅拌容器和对搅拌容器内气体进行搅拌的磁力搅拌装置，其测试的具体步骤如下：

(1)确定敏感条件：确定影响可燃气体最小点火能的敏感条件，所述敏感条件包括敏感电极间隙和敏感火花放电时间，参照欧洲标准BS-EN-1839-2003《Determination ofexplosion limits of gases and vapors》选取点火电极的材料和形状，调整实验条件至敏感条件。

(2)选取测试工况：利用软件计算在不同初始温度和初始压力组合工况下可燃气体的相态，选择可燃气体不出现液化的温度压力工况，其中，所述的初始温度范围为-150～0℃，初始压力范围为0.1～1MPa。

(3)测试流程前吹扫：测试流程开始前，采用N₂对整个系统进行吹扫。

(4)测试流程抽真空：启动真空泵，将整个流程的系统设备抽真空，将系统抽真空至真空度≤667Pa，停止真空泵，5min后压力表压力变化≤267Pa，则认为密闭性符合要求。

(5)分压法配气：根据可燃气体的浓度，预先计算可燃气体的分压，利用反应体系的负压，通过进气阀、甲烷气体调节阀向搅拌容器自然吸入可燃气体，当压力升高至预先设定的压力时，关闭可燃气体进气阀，打开压缩空气进气阀，当压力达到初始压力工况时，关闭压缩空气进气阀。

(6)混合气体搅拌：打开磁力搅拌装置，对搅拌容器内的混合器气体进行搅拌，搅拌时间为3-5min，关闭磁力搅拌装置，等待1-2min，直至混合气体静止；从取样口取0.5L的混合气体，利用气体色谱仪测试甲烷的体积分数C，并以此值为准。

(7)爆炸容器进气：打开爆炸容器的进气阀门，利用爆炸容器的负压，搅拌容器的气体自然吸入爆炸容器中，待爆炸容器达到预先设定的压力时，关闭进气阀门。

(8)制冷：开启制冷系统，对爆炸容器内的气体进行降温，当温度达到试验要求的温度后，关闭制冷系统，并记录气体的初始压力和初始温度。

(9)选择一个足以引爆实验气体的放电能量，并记录气体压力-时间曲线，然后逐步减小能量值，直至某个点火能量下25次放电都不能点燃试验气体时为止，此时对应的点火能量为此种工况下的最小点火能。

(10)重复步骤(2)-(9)，获得不同初始温度和初始压力下可燃气体的最小点火能。

以上所举实施例仅用为方便举例说明本发明，并非对本发明保护范围的限制，在本发明所述技术方案范畴，所属技术领域的技术人员所作各种简单变形与修饰，均应包含在以上申请专利范围中。

Claims (10)

1.一种超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统，包括一抽真空系统和一配气系统，其特征在于：所述的测试系统还包括一制冷系统、一积分电路点火系统和一数据采集系统，在所述制冷系统内安装有一爆炸容器，所述抽真空系统通过配气系统的连接管路与爆炸容器连通，用于对整个连接管路和爆炸容器快速抽真空，所述配气系统通过其连接管路与爆炸容器的内部连通，用于为爆炸容器的内部配气；所述积分点火系统包括一点火能量试验台、两个位于爆炸容器内的点火电极、一高压探头和一电流互感器，所述点火能量试验台与点火电极相连，所述高压探头和电流互感器均分别与点火能量试验台和点火电极相连；所述高压探头上串联一个分压电阻；所述数据采集系统包括数据采集器以及分别安装于爆炸容器内的压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器均与数据采集器连接，用于压力和温度的数据采集；所述爆炸容器为一采用304不锈钢制作而成的圆柱形容器，所述爆炸容器的长径比为3:1，设计压力为45MPa。

2.根据权利要求1所述的超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统，其特征在于：在所述爆炸容器外壁与制冷系统内壁之间形成的间隙内填充导热材料，所述爆炸容器的顶部端盖设有保温层。

3.根据权利要求2所述的超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统，其特征在于：所述制冷系统采用一制冷剂压缩制冷的制冷箱，爆炸容器放于制冷箱腔体内，并与制冷箱腔体同轴，所述制冷箱腔体内壁温度低于-160℃，且能够使得爆炸容器内气体由室温降至-150℃的时间小于10小时，所述的导热材料为铝粉。

4.根据权利要求1或2任意一项所述的超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统，其特征在于：所述爆炸容器上设有进气口、取样口、泄压口、安全阀和吊环拉手，所述安全阀位于爆炸容器顶端，安全阀压力为30MPa，爆炸容器压力超过30MPa时，自动泄压。

5.根据权利要求1所述的超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统，其特征在于：所述的点火能量试验台包括高压电源、放电电容、充电开关和点火开关，高压电源串联充电开关后，连接在放电电容两端，为放电电容充电，所述放电电容的两端串联点火开关后与点火电极相连。

6.根据权利要求1所述的超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统，其特征在于：所述抽真空系统包括真空泵、真空容器和真空计，真空泵与真空容器相连，真空容器通过连接管路与爆炸容器连通。

7.根据权利要求1所述的超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统，其特征在于：所述配气系统包括气源和连接管路，气源通过连接管路与爆炸容器内部连通；所述气源包括相互并联的可燃气体钢瓶、氧气瓶和氮气瓶，所述可燃气体钢瓶、氧气瓶和氮气瓶出来的气体分别经连接管路进入爆炸容器内混合，且可燃气体钢瓶、氧气瓶和氮气瓶的出气口处的连接管路上均安装有针型阀，分别控制可燃气体、氧气和氮气的流量；所述连通气源和爆炸容器的连接管路上还安装有精密压力表和阻火器，其中，阻火器位于气体混合后且进入爆炸容器之前的连接管路上。

8.根据权利要求1所述的超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统，其特征在于：所述点火能量试验台还包括有一示波器，该示波器分别与高压探头和电流互感器连接，用于记录电压、电流随时间变化的波形；所述的压力传感器采用压电式传感器，所述的温度传感器采用热电偶型传感器。

9.一种超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试方法，其特征在于：测试过程中采用权利要求1-8任意一项所述的超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试系统和气体搅拌系统，所述气体搅拌系统包括搅拌容器和对搅拌容器内气体进行搅拌的磁力搅拌装置，其测试的具体步骤如下：

(1)确定敏感条件：确定影响可燃气体最小点火能的敏感条件，选取点火电极的材料和形状，调整实验条件至敏感条件；

(2)选取测试工况：利用软件计算在不同初始温度和初始压力组合工况下可燃气体的相态，选择可燃气体不出现液化的温度压力工况；

(3)测试流程前吹扫：测试流程开始前，采用N₂对整个系统进行吹扫；

(4)测试流程抽真空：启动真空泵，将整个流程的系统设备抽真空，将系统抽真空至真空度≤667Pa，停止真空泵，5min后精密压力表压力变化≤267Pa，则认为密闭性符合要求；

(5)分压法配气：根据可燃气体的浓度，预先计算可燃气体的分压，利用反应体系的负压，通过进气阀、甲烷气体调节阀向搅拌容器自然吸入可燃气体，当压力升高至预先设定的压力时，关闭可燃气体进气阀，打开压缩空气进气阀，当压力达到初始压力工况时，关闭压缩空气进气阀；

(6)混合气体搅拌：打开磁力搅拌装置，对搅拌容器内的混合器气体进行搅拌，搅拌时间为3-5min，关闭磁力搅拌装置，等待1-2min，直至混合气体静止；从取样口取0.5L的混合气体，利用气体色谱仪测试甲烷的体积分数C，并以此值为准；

(7)爆炸容器进气：打开爆炸容器的进气阀门，利用爆炸容器的负压，搅拌容器的气体自然吸入爆炸容器中，待爆炸容器达到预先设定的压力时，关闭进气阀门；

(8)制冷：开启制冷系统，对爆炸容器内的气体进行降温，当温度达到试验要求的温度后，关闭制冷系统，并记录气体的初始压力和初始温度；

(9)选择一个足以引爆实验气体的放电能量，并记录气体压力-时间曲线，然后逐步减小能量值，直至某个点火能量下25次放电都不能点燃试验气体时为止，此时对应的点火能量为此种工况下的最小点火能；

(10)重复步骤(2)-(9)，获得不同初始温度和初始压力下可燃气体的最小点火能。

10.根据权利要求9所述的超低温下可燃气体爆炸最小点火能测试方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的初始温度范围为-150～0℃，初始压力范围为0.1～1MPa。