CN110146643A - 模拟烃类火的实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油化工储罐安全技术领域，公开了一种模拟烃类火的实验装置，该装置包括：实验单元和安全单元；所述实验单元包括燃料罐(1)、气体混合装置(2)、喷射装置(4)、俯仰机构(5)、点火装置(6)及管道，所述燃料罐(1)通过管道与所述气体混合装置(2)的一端相连，气体混合装置(2)的另一端与喷射装置(4)通过管道连接，所述俯仰机构(5)上固定有喷射装置(4)，用于调节所述喷射装置相对于地面的角度，所述点火装置(6)用于引燃所述喷射装置(4)；所述安全单元(7)包括用于监测喷射装置(4)的火焰探测器报警装置。本发明提供的模拟烃类火的实验装置能够同时模拟池火和喷射火，并且能够调节辐射强度，满足不同实验需求。

Description

模拟烃类火的实验装置

技术领域

本发明涉及石油化工储罐安全技术领域，具体涉及一种模拟烃类火的实验装置。

背景技术

近年来，随着社会的发展，化工相关的生产和储运装置迅速增多，因此，相关的火灾事故频发。化工火灾事故与其它火灾事故的不同在于：化工火灾事故的物料主要为烃类，烃类物料易挥发，燃烧温度高，在极短的时间内就会对装置造成损坏，因此，有必要对化工火灾对周围装置的影响进行研究。

常见的烃类火灾事故主要包括局部池火，全面积池火和喷射火等。目前，国内尚没有关于喷射火研究实验装置的相关报道，而关于池火的研究较多，如CN102879305A公开了一种LNG流入托盘然后点燃从而模拟池火的实验装置；CN105551361A公开了利用小尺寸的液池点火提供模拟池火的实验装置，但上述专利申请中采用托盘或液池点火，当需要提供高强度辐射时，均需要更换实验用物料，过程繁琐。

因此，需要一种能够提供高强度辐射且能够同时模拟池火和喷射火的实验装置。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的实验装置在需要提供高强度辐射时操作复杂且无法同时模拟池火和喷射火的问题，而提供了一种模拟烃类火的实验装置，该装置能够同时模拟池火和喷射火，并且能够调节热辐射强度，满足实验需求。

为了实现上述目的，本发明提供一种模拟烃类火的实验装置，该装置包括：实验单元和安全单元；所述实验单元包括燃料罐、气体混合装置、喷射装置、俯仰机构、点火装置及管道，所述燃料罐通过管道与所述气体混合装置的一端相连，气体混合装置的另一端与喷射装置通过管道连接，所述俯仰机构上固定有喷射装置，用于调节所述喷射装置相对于地面的角度，所述点火装置用于引燃所述喷射装置；所述安全单元包括用于监测喷射装置的火焰探测器报警装置。

本发明提供的实验装置能够同时模拟池火和喷射火，并且能够模拟不同角度的喷射火，同时还可以根据需要调节热辐射强度，使其满足实验需求。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本发明模拟烃类火的实验装置的连接示意图；

图2为本发明实验装置的一种实施状态示意图；

图3为本发明圆孔板的放大示意图。

附图标记说明

1、燃料罐 11、丙烷气罐

12、氧气罐 2、气体混合装置

31、输气管 32、输气软管

4、喷射装置 5、俯仰机构

6、点火装置 61、点火器

62、电缆 63、点火杆

7、安全单元

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种模拟烃类火的实验装置，如图1所示，该装置包括：实验单元和安全单元；所述实验单元包括燃料罐1、气体混合装置2、喷射装置4、俯仰机构5、点火装置6及管道，所述燃料罐1通过管道与所述气体混合装置2的一端相连，气体混合装置2的另一端与喷射装置4通过管道连接，所述俯仰机构5上固定有喷射装置4，用于调节所述喷射装置4相对于地面的角度，所述点火装置6用于引燃所述喷射装置4；所述安全单元7包括用于监测喷射装置4处火焰的火焰探测器报警装置。

根据本发明，通过喷射装置来模拟喷射火/池火的实验条件，通过俯仰机构5改变喷射装置4的角度，能够模拟不同角度的喷射火实验条件，利用气体混合装置2进一步减少了由于燃烧不充分而产生的有害气体，在保证了燃料充分燃烧的同时，提供充分的热辐射，从而满足实验需求。

在本发明中，为了进一步模拟不同烃类火的实验条件，优选地，所述喷射装置4为喷枪和/或喷头。通过采用喷枪模拟喷射火的实验条件，喷头模拟池火的实验条件，同时采用喷枪和喷头，不需要更换主体实验设备仅通过同一实验装置就能够满足两种完全不同的实验需求。

对于上述喷射装置的材质没有特别的限定，优选具有耐高温特性的材质。作为这样的耐高温特性的材质例如可以选用不锈钢、铜或铝合金等。

根据本发明，从充分混合气体的方面来考虑，优选地，所述气体混合装置2包括筒体、中心轴及圆孔板，所述中心轴设置于所述筒体的中轴线上，所述圆孔板设置在所述中心轴上。通过圆孔板的设置，保证了通过气体的充分混合，进一步减少了因不充分燃烧产生的有害气体，在燃料充分燃烧的同时，提供充分的热辐射。

对于上述圆孔板的数量没有特别的限定，为了进一步保证气体充分混合，优选地，所述圆孔板的个数为2个或多个。

对于上述圆孔板的设置位置也没有特别的限定，优选地，所述多个圆孔板间隔地设置在所述中心轴上。

在本发明的一个具体实施方式中，如图3所示，圆孔板上均匀分布有圆孔，3个圆孔板分别固定在中心轴的前、中、后端，且相邻圆孔板的圆孔相互错开，此处的错开是指本发明的相邻圆孔板A板和B板上的孔相互错开，并不局限于A板上的孔投影在B板上未开孔处，只要A板上的孔在B板上的投影与B板上的孔错开即可。

在本发明中，所述燃料罐1包括丙烷气罐11和氧气罐12。采用丙烷作为燃料提供热量，与氧气配合，进一步促进丙烷的充分燃烧，从而提供充分的热辐射。

对于上述丙烷气罐11的个数没有特别的限定，根据所需热辐射的强度可以适应性的增加丙烷气罐的个数，优选地，丙烷气罐11的数量为1个或多个，更优选地，所述丙烷气罐11的数量为2个或2个以上。

对于上述氧气罐12的个数没有特别的限定，根据所需热辐射的强度及丙烷气罐的个数可以进行适应性的增加，优选地，所述氧气罐12的数量为1个或多个。

通过增加丙烷及氧气燃料的供应，从而提供充分的燃烧热，满足对不同强度热辐射的需求。

根据本发明，优选地，如图2所示，所述点火装置6为远程点火装置，所述远程点火装置包括点火器61、电缆62和点火杆63。点火器61通过电联62与点火杆63相连，点火杆63位于喷射装置4的火焰燃烧处。

根据本发明，对丙烷气罐11及氧气罐12接入气体混合装置的输气管的设置位置没有特别的限定，可以采用一种气罐输气管中心设置，四周设置另一种气罐输气管的方式，也可以采用两种气罐的输气管交叉设置的方式，优选地，所述氧气罐的输气管居中设置，丙烷气罐的输气管四周均匀设置的方式。通过采用丙烷气罐输气管围绕氧气罐输气管的设置方式，保证了氧气与丙烷的充分接触，进一步促进丙烷燃烧，提供充分的热辐射。

在本发明中，优选地，所述安全单元7包括排风扇，该排风扇用于吹除喷射装置出口处的燃料气体。当火焰探测报警装置监测到喷射装置的火焰未被引燃时，启动报警，并通过连接在燃料罐1上的电磁阀关闭燃料供应，同时启动排风扇，对丙烷和氧气的混合气体进行吹除，从而保证实验系统的安全性。

根据本发明，优选地，所述燃料罐1上设有流量控制阀；通过流量控制阀控制燃料的供应来控制火焰的温度，从而进一步控制热辐射的强度。进一步优选地，所述燃料罐1上设有电磁阀，该电磁阀用于控制燃料的供应。通过电磁阀的设置，进一步满足不同火焰温度及热辐射的供应需求。

下面结合附图进一步说明本发明的实验装置的使用方法。

图1为本发明模拟烃类火的实验装置的连接示意图；图2为本发明实验装置的一种实施状态示意图；图3为本发明圆孔板的示意图。如图1-3所示，燃料罐1包括2个丙烷气罐11和一个氧气罐12，每个气罐的出口处安装有电磁阀和流量控制阀，气罐通过管道与气体混合装置2的一端相连，气体混合装置2的另一端输气管31通过输气软管32与喷射装置4连接，喷射装置4固定在俯仰机构5上，通过俯仰机构5调节喷射装置4相对于地面的角度，点火装置6用于引燃喷射装置4，安全单元7包括用于监测喷射装置4的火焰探测器报警装置(图中未示出)和排风扇(图中未示出)，当喷射装置未被引燃时，启动报警器，并通过连接在燃料罐1上的电磁阀关闭燃料供应，同时启动排风扇(图中未示出)，对丙烷和氧气的混合气体进行吹除，使其浓度降至安全范围内，从而保证实验系统的安全性。

其中，上述气体混合装置2通过3个圆孔板分别固定在中心轴的前、中、后端(图中未示出)，且相邻圆孔板的圆孔相互错开；上述点火装置6的点火器61通过电缆62与点火杆63相连，喷射装置固定于俯仰机构5上，点火杆63位于喷射装置附近。

本发明提供的模拟烃类火的实验装置的使用方法为：

模拟喷射火实验条件：打开丙烷气罐11的流量控制阀或者同时开启丙烷气罐11和氧气罐12的流量控制阀，通过俯仰机构5使得喷枪相对于地面具有一定的倾角，通过点火装置6点燃喷枪，从而模拟喷射火的实验条件。其中火焰探测器报警装置用于检测喷枪是否被引燃，当喷枪未被引燃时，启动报警器，并通过连接在燃料罐1上的电磁阀关闭燃料供应，同时启动排风扇，对丙烷和氧气的混合气体进行吹除，使其浓度降至安全范围内，从而保证实验系统的安全性。

调节流量控制阀，通过调节火焰温度和热辐射强度，能够满足不同热辐射强度的实验要求。

通过俯仰机构5，从而改变喷枪相对于地面的倾角，实现模拟具有不同角度喷射火的实验条件。

模拟池火实验条件：开启多个丙烷气罐11的流量控制阀并同时开启1个或多个氧气罐12的流量控制阀，通过俯仰机构5，实现喷头上的喷射孔垂直向上，通过点火装置4点燃丙烷和氧气的混合气体，多个喷射孔同时燃烧，火焰全部向上且火焰燃烧面积增大，此时，可以模拟无风状态下池火的实验条件。其中火焰探测器报警装置用于检测喷头是否被引燃，当喷头未被引燃时，启动报警器，并通过连接在燃料罐1上的电磁阀关闭燃料供应，同时启动排风扇，对丙烷和氧气的混合气体进行吹除，使其浓度降至安全范围内，从而保证实验系统的安全性。

调节流量控制阀，通过调节火焰温度和热辐射强度，能够满足不同热辐射强度的实验要求。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种模拟烃类火的实验装置，其特征在于，该装置包括：实验单元和安全单元；

所述实验单元包括燃料罐(1)、气体混合装置(2)、喷射装置(4)、俯仰机构(5)、点火装置(6)及管道，所述燃料罐(1)通过管道与所述气体混合装置(2)的一端相连，气体混合装置(2)的另一端与喷射装置(4)通过管道连接，所述俯仰机构(5)上固定有喷射装置(4)，用于调节所述喷射装置相对于地面的角度，所述点火装置(6)用于引燃所述喷射装置(4)；

所述安全单元(7)包括用于监测喷射装置(4)的火焰探测器报警装置。

2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述喷射装置(4)为喷枪和/或喷头。

3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述气体混合装置(2)包括筒体、中心轴及圆孔板，所述中心轴设置于所述筒体的中轴线上，所述圆孔板设置在所述中心轴上。

4.根据权利要求3所述的实验装置，其特征在于，所述圆孔板的个数为2个或多个；

优选地，多个所述圆孔板间隔地设置在所述中心轴上，且相邻圆孔板的圆孔相互错开。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的实验装置，其特征在于，所述燃料罐(1)包括丙烷气罐(11)和氧气罐(12)。

6.根据权利要求5所述的实验装置，其特征在于，所述丙烷气罐的数量为1个或多个；

优选地，所述丙烷气罐的数量为2个或2个以上；

优选地，所述氧气罐的数量为1个或多个。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的实验装置，其特征在于，所述点火装置(6)为远程点火装置，所述远程点火装置包括点火器(61)、电缆(62)和点火杆(63)。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的实验装置，其特征在于，所述安全单元(7)包括排风扇，该排风扇用于吹除喷射装置出口处的燃料气体。

9.根据权利要求1-3中任意一项所述的实验装置，其特征在于，所述燃料罐(1)上设有流量控制阀。

10.根据权利要求9所述的实验装置，其特征在于，所述燃料罐(1)上设有电磁阀，该电磁阀用于控制燃料的供应。