CN108627608A - 流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工业气体爆炸防护技术领域，具体涉及一种流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置及测试方法。本发明的技术方案如下：流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，包括气瓶组、真空泵、配气罐、燃烧管、空气泵、电极组和电火花发生器，所述气瓶组和真空泵通过管路与所述配气罐连接；所述燃烧管设有进气口和出气口，所述进气口和出气口设置阻火器，所述进气口通过管路与所述配气罐和空气泵连接，所述出气口设有安全阀，所述燃烧管中段对称开有电极孔，所述电极组安装在所述电极孔中，所述电火花发生器的正负两极通过导线与所述电极组连接。本发明有效满足在流动状态下可燃气体在多种静电放电形式下的着火敏感性测试。
Description
技术领域
本发明属于工业气体爆炸防护技术领域，具体涉及一种流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置及测试方法。
背景技术
在可燃气体使用过程中，静电产生的电火花是较为常见的可燃气体爆炸点火源，常见的静电类型包括火花放电、刷形放电及传播型刷形放电等，为了评价可燃气体在静电作用下的爆炸风险，国内外颁布有成套的可燃气体最小点火能量测试标准，均是用一对针尖电极模拟火花放电进行的，例如GB/T 14288-93、ASTM E 582-07等。
但在实际工业生产中，可燃气体在输送过程中常处于流动的状态下，且现实情形中静电的出现往往较为复杂，并非是简单的火花放电。根据现有的研究结果表明，湍流作用对于可燃气体着火敏感性具有较大影响，而不同静电放电形式对其最小点火能也有很大的影响。
然而，对于如何测试流动状态下可燃气体尤其是非火花放电情形下的最小点火能，现阶段仍未有相关的测试标准颁布过，更没有基于标准的测试装置，对于现有的可燃气体着火敏感性测试标准，均是在静止条件下使用火花放电形式进行的可燃气体着火敏感性测试。
因此，亟需设计一套全新的可燃气体着火敏感性测试装置及方法，其应满足在流动状态下可燃气体在多种静电放电形式下的着火敏感性测试，用以完善现有可燃气体着火敏感性评价指标体系，弥补现有可燃气体着火敏感性测试标准的空白。
发明内容
本发明提供一种流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置及测试方法，有效满足在流动状态下可燃气体在多种静电放电形式下的着火敏感性测试，有效完善了现有可燃气体着火敏感性评价指标体系，有效弥补了现有可燃气体着火敏感性测试标准的空白。
本发明的技术方案如下：
流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，包括气瓶组、真空泵、配气罐、燃烧管、空气泵、电极组和电火花发生器，所述气瓶组和真空泵通过管路与所述配气罐连接；所述燃烧管设有进气口和出气口，所述进气口和出气口设置阻火器，所述进气口通过管路与所述配气罐和空气泵连接，所述出气口设有安全阀，所述燃烧管中段对称开有电极孔，所述电极组安装在所述电极孔中，所述电火花发生器的正负两极通过导线与所述电极组连接。
所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其优选方案为，所述燃烧管的进气口和出气口的管路上设有气体流量计，所述进气口处的气体流量计配有流量调节阀。
所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其优选方案为，所述配气罐配备数字压力表。
所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其优选方案为，所述电极组上设有电极调节螺母。
所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其优选方案为，所述电极组为可替换钨电极，包括3对电极，分别为针尖电极对、针尖-平板电极和球型-平板电极，分别对应火花放电、刷形放电、传播型刷形放电。
所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其优选方案为，所述燃烧管采用有机玻璃材料制造。
所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其优选方案为，所述气瓶组包括高压空气瓶和可燃气体气瓶。
所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其优选方案为，所述导线以及所述电极组外部均包覆有高压绝缘保护套。
流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试方法，利用上述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，包括如下步骤：
步骤一：开启真空泵对配气罐抽真空，关闭真空泵后罐内负压让空气进入配气罐，重复进行5次，为配气罐洗气，保证配气罐内为空气；
步骤二：计算需配置可燃气体的分压，打开相应可燃气体气瓶，观察数字压力表读数向配气罐内充气，可燃气体加入完毕后，打开高压空气瓶继续向配气罐内充气直至数字压力表上限；
步骤三：选择所需电极，使用导线分别将电极与电火花发生器的正、负极连接在一起，通过电极调节螺母调节电极间距至设定值；
步骤四：启动电火花发生器，由小到大调节输出电压，观察所设置电极间隙下的最低击穿电压，选取一超过最低击穿电压的数值为所设置电极间距对应的实验电压，保证电极之间稳定的出现电火花；
步骤五：使用空气泵对燃烧管内洗气，持续10秒后，确保燃烧管内无残留的可燃气体；
步骤六：打开流量调节阀，保持燃烧管内气体处于流动状态，调节流量调节阀使得燃烧管内的流动速度处于设定值；
步骤七：当进气口的气体流量计数值与出气口的气体流量计数值相等且等于设定值时，启动电火花发生器选择电容充电，并触发电火花，在燃烧管内观测到火焰传播后，重复步骤五和步骤六，选择更小电容以获得更小能量的火花，直至连续10次放电均不能成功引燃混合可燃气体，则能成功点火的最小火花能量即为该流动状态下可燃气体的最小点火能。
本发明的有益效果为：
1、本发明有效满足在流动状态下可燃气体在多种静电放电形式下的着火敏感性测试，有效完善了现有可燃气体着火敏感性评价指标体系，有效弥补了现有可燃气体着火敏感性测试标准的空白。
2、所述燃烧管体积小，用气量小且气密性好，提高实验效率，减少气体消耗。
3、若干可燃气体气瓶内的可燃气体种类各不相同，方便测试。
4、所述燃烧管上端装有安全阀保证燃烧管不受损坏。
5、所述气体流量计可调节燃烧管内可燃气体流动速度，使用方便，能够满足测试流动状态下的可燃气体着火敏感性。
6、所述电极组包括3对电极可模拟火花放电、刷形放电及传播型刷形放电，能够研究不同静电放电形式下可燃气体的着火敏感性。
7、所述燃烧管上端装有安全阀保证燃烧管不受损坏，在所述导线以及电极外部均包覆有高压绝缘保护套，能够防止燃烧管损坏以及发生高压触电。
附图说明
图1流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置的结构示意图。
图中，1—高压空气瓶，2—可燃气体气瓶一,3—可燃气体气瓶二,4—可燃气体气瓶三，5—真空泵，6—空气进口，7—配气罐，8—数字压力表，9—气体流量计，10—燃烧管，11—电极组，12—安全阀，13—阻火器，15—排气口，17—电极调节螺母，18—流量调节阀，21—空气泵，22—电火花发生器。
具体实施方式
如图1所示，流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，包括气瓶组、真空泵5、配气罐7、燃烧管10、空气泵21、电极组11和电火花发生器22，所述气瓶组和真空泵5通过管路与所述配气罐7连接；所述燃烧管10设有进气口和出气口，所述进气口和出气口设置阻火器13，所述进气口通过管路与所述配气罐7和空气泵21连接，所述出气口设有安全阀12，所述燃烧管10中段对称开有电极孔，所述电极组11安装在所述电极孔中，所述电火花发生器22的正负两极通过导线与所述电极组11连接；所述燃烧管10的进气口和出气口的管路上设有气体流量计9，所述进气口处的气体流量计9配有流量调节阀18；所述配气罐7配备数字压力表8；所述电极组11上设有电极调节螺母17；所述电极组11为可替换钨电极，包括3对电极，分别为针尖电极对、针尖-平板电极和球型-平板电极，分别对应火花放电、刷形放电、传播型刷形放电；所述燃烧管10采用有机玻璃材料制造；所述气瓶组包括高压空气瓶1、可燃气体气瓶一2、可燃气体气瓶二3和可燃气体气瓶三4；所述导线以及所述电极组11外部均包覆有高压绝缘保护套；电火花发生器22内高压电源的输出电压为1kV～10kV，电火花发生器22内电容组的可选电容为10pF、20pF、40pF、80pF、100pF、200pF、500pF、1nF、2nF及5nF，电火花发生器22的输出能量(点火能量)可在0.1mJ至250mJ任意调节；其中，输出能量通过公式E＝CU2/2计算得到，式中，E为输出能量，C为电容，U为输出电压。
利用上述测试装置进行流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试方法，包括如下步骤：
步骤一：开启真空泵5对配气罐7抽真空，关闭真空泵5后罐内负压让空气进入配气罐7，重复进行5次，为配气罐7洗气，保证配气罐7内为空气；
步骤二：计算需配置可燃气体的分压，打开相应可燃气体气瓶，观察数字压力表8读数向配气罐7内充气，可燃气体加入完毕后，打开高压空气瓶1继续向配气罐7内充气直至数字压力表8上限；
步骤三：选择所需电极，使用导线分别将电极与电火花发生器22的正、负极连接在一起，通过电极调节螺母17调节电极间距至设定值；
步骤四：启动电火花发生器22，由小到大调节输出电压，观察所设置电极间隙下的最低击穿电压，选取一超过最低击穿电压的数值为所设置电极间距对应的实验电压，保证电极之间稳定的出现电火花；
步骤五：使用空气泵21对燃烧管10内洗气，持续10秒后，确保燃烧管10内无残留的可燃气体；
步骤六：打开流量调节阀18，保持燃烧管10内气体处于流动状态，调节流量调节阀18使得燃烧管10内的流动速度处于设定值；
步骤七：当进气口的气体流量计9数值与出气口的气体流量计9数值相等且等于设定值时，启动电火花发生器22选择电容充电，并触发电火花，在燃烧管10内观测到火焰传播后，重复步骤五和步骤六，选择更小电容以获得更小能量的火花，直至连续10次放电均不能成功引燃混合可燃气体，则能成功点火的最小火花能量即为该流动状态下可燃气体的最小点火能。
Claims (9)
1.流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其特征在于，包括气瓶组、真空泵、配气罐、燃烧管、空气泵、电极组和电火花发生器，所述气瓶组和真空泵通过管路与所述配气罐连接；所述燃烧管设有进气口和出气口，所述进气口和出气口设置阻火器，所述进气口通过管路与所述配气罐和空气泵连接，所述出气口设有安全阀，所述燃烧管中段对称开有电极孔，所述电极组安装在所述电极孔中，所述电火花发生器的正负两极通过导线与所述电极组连接。
2.根据权利要求1所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其特征在于，所述燃烧管的进气口和出气口的管路上设有气体流量计，所述进气口处的气体流量计配有流量调节阀。
3.根据权利要求1所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其特征在于，所述配气罐配备数字压力表。
4.根据权利要求1所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其特征在于，所述电极组上设有电极调节螺母。
5.根据权利要求1所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其特征在于，所述电极组为可替换钨电极，包括3对电极，分别为针尖电极对、针尖-平板电极和球型-平板电极，分别对应火花放电、刷形放电、传播型刷形放电。
6.根据权利要求1所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其特征在于，所述燃烧管采用有机玻璃材料制造。
7.根据权利要求1所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其特征在于，所述气瓶组包括高压空气瓶和可燃气体气瓶。
8.根据权利要求1所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，其特征在于，所述导线以及所述电极组外部均包覆有高压绝缘保护套。
9.流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试方法，其特征在于，利用如权利要求1-8之一所述的流动状态下可燃气体着火敏感性管式测试装置，包括如下步骤：
步骤一：开启真空泵对配气罐抽真空，关闭真空泵后罐内负压让空气进入配气罐，重复进行5次，为配气罐洗气，保证配气罐内为空气；
步骤二：计算需配置可燃气体的分压，打开相应可燃气体气瓶，观察数字压力表读数向配气罐内充气，可燃气体加入完毕后，打开高压空气瓶继续向配气罐内充气直至数字压力表上限；
步骤三：选择所需电极，使用导线分别将电极与电火花发生器的正、负极连接在一起，通过电极调节螺母调节电极间距至设定值；
步骤四：启动电火花发生器，由小到大调节输出电压，观察所设置电极间隙下的最低击穿电压，选取一超过最低击穿电压的数值为所设置电极间距对应的实验电压，保证电极之间稳定的出现电火花；
步骤五：使用空气泵对燃烧管内洗气，持续10秒后，确保燃烧管内无残留的可燃气体；
步骤六：打开流量调节阀，保持燃烧管内气体处于流动状态，调节流量调节阀使得燃烧管内的流动速度处于设定值；
步骤七：当进气口的气体流量计数值与出气口的气体流量计数值相等且等于设定值时，启动电火花发生器选择电容充电，并触发电火花，在燃烧管内观测到火焰传播后，重复步骤五和步骤六，选择更小电容以获得更小能量的火花，直至连续10次放电均不能成功引燃混合可燃气体，则能成功点火的最小火花能量即为该流动状态下可燃气体的最小点火能。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20181009 |