CN111255723A - 一种防爆风机防爆性能的试验系统和方法 - Google Patents

一种防爆风机防爆性能的试验系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种防爆风机防爆性能的试验系统，包括：试验管道和数据采集单元；所述试验管道的中部设置有爆炸性气体混合物入口和出口，所述试验管道还设置有用于配比试验所需爆炸性气体的流量控制阀，所述试验管道的两端分别连接至待试验防爆风机的入口和出口；所述待试验防爆风机包括风机本体和两个阻火器，所述风机本体位于两个阻火器之间，所述风机本体的内部安装有第一压力检测装置、点火装置。本发明的试验系统分别在防爆风机工作、静止的不同情况下进行试验，更贴切模拟防爆风机在实际工作过程中的状态，检验防爆风机在安装有阻火器的前提下，风机内部发生爆炸时，是否会发生火焰传播，进而确定试验风机的阻火隔爆性能。

Description

一种防爆风机防爆性能的试验系统和方法
技术领域
本发明涉及爆炸性环境0区用防爆风机的检测技术领域，特别是涉及一种防爆风机防爆性能的试验系统和方法。
背景技术
目前国内关于防爆风机的标准有GB 26410-2011《防爆通风机》及GB/T11800《船用防爆轴流通风机》及两个标准，上述两个标准在风机的材料选择、结构设计等提出了一定的要求，并规定了关于风机的外观、动平衡、振动、机械运转以及噪声等试验要求，但针对防爆性能试验并未给出有效指导。GB 25286.1-2010《爆炸性环境用非电气设备第1部分：基本方法和要求》要求应对设备及其部件进行危险分析，并根据评定的结果，进行相关的机械试验、最高表面温度测定、涉及防爆性能的设备非金属部件的试验以及表面电阻试验等，上述一般要求对防爆风机仍然适用，但缺少针对防爆风机结构特点的防爆性能试验。
综上，目前国内防爆风机的检测主要从结构的稳定性上面考虑，较少涉及防爆性能部分。而火焰传播是确保防爆风机防爆性能的最后一道防线。因此，本行业内急需研发一种针对防爆风机防爆性能部分试验系统或者方法。
发明内容
针对现有技术中防爆风机防爆性能，特别是阻火隔爆性能检验检测存在的不足，本发明提供一种防爆风机防爆性能的试验系统和方法。
本申请的具体方案如下：
一种防爆风机防爆性能的试验系统，包括：试验管道和数据采集单元；所述试验管道设置有混合物入口和混合物出口，所述试验管道还设置有流量控制阀，所述试验管道的两端分别连接至待试验防爆风机的入口、出口；所述待试验防爆风机包括风机本体和两个阻火器，所述风机本体位于两个阻火器之间，所述风机本体的内部安装有第一压力检测装置、点火装置，待试验防爆风机的入口、出口均设置有火焰检测装置、温度检测装置和第二压力检测装置，所述数据采集单元和火焰检测装置、第一压力检测装置、第二压力检测装置均连接。
优选地，所述待试验防爆风机的入口、出口还设置观察窗口。
优选地，所述混合物出口安装有氧浓度仪。
一种防爆风机防爆性能的试验方法，包括：
S1，将流量控制阀完全打开，开启待试验防爆风机，在试验系统里充入爆炸性气体混合物，直到第二压力检测装置检测的压力值达到风机最大进口压力为止；
S2，将待试验防爆风机开启至最大转速下，进行第一实验状态的火焰传播试验，通过火焰检测装置检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第一实验状态下的阻火隔爆性能；
S3，将流量控制阀关闭至完全打开的K倍，在待试验防爆风机最大转速下进行第二实验状态下的火焰传播试验，通过火焰检测装置检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第二实验状态下的阻火隔爆性能；K在0和1之间；
S4，将待试验防爆风机关闭，在试验系统里充入爆炸性气体混合物，直到第二压力检测装置检测的压力值达到风机最大进口压力为止；进行第三实验状态下的火焰传播试验，通过火焰检测装置检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第三实验状态下的阻火隔爆性能。
优选地，步骤S1包括：打开混合物入口、混合物出口以及流量控制阀，将可燃性气体和空气的爆炸性气体混合物按一定比例充入试验管道中，并且通过待试验防爆风机的运行，不断的排出试验管道和风机本体内部的气体，直到氧浓度仪显示氧浓度比例达到计算值时，关闭混合物出口和混合物入口，根据第二压力检测装置检测到的进口压力值调节混合物入口开关，当第二压力检测装置检测到的进口压力值达到风机最大进口压力时，关闭混合物入口。
优选地，步骤S2包括：将伴热带缠绕在试验管道混合物入口的外圈，对试验管道内部的气体进行加热，当待试验防爆风机入口的温度检测装置检测的温度值上升到风机允许最大进口温度时，关闭伴热带开关，停止加热；风机本体内的温度分布稳定，在待试验防爆风机出口的温度检测装置测量出口温度，根据所述风机允许最大进口温度和出口温度确定当前的温度组别，同时在所述风机本体内的点火装置进行点火，通过第一压力检测装置得到风机本体内的爆炸压力，通过火焰检测装置检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第一实验状态下的阻火隔爆性能。
优选地，步骤S3包括：将流量控制阀关闭至完全打开时的K倍；将伴热带缠绕在试验管道混合物入口的外圈，对试验管道内部的气体进行加热，当待试验防爆风机入口的温度检测装置检测的温度值上升到风机允许最大进口温度时，关闭伴热带开关，停止加热；风机本体内的温度分布稳定，在待试验防爆风机出口的温度检测装置测量出口温度，根据所述风机允许最大进口温度和出口温度确定当前的温度组别，同时在所述风机本体内的点火装置进行点火，通过第一压力检测装置得到风机本体内的爆炸压力，通过火焰检测装置检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第二实验状态下的阻火隔爆性能。
优选地，步骤S4包括：将伴热带缠绕在试验管道混合物入口的外圈，对试验管道内部的气体进行加热，当待试验防爆风机入口的温度检测装置检测的温度值上升到风机允许最大进口温度时，关闭伴热带开关，停止加热；风机本体内的温度分布稳定，在待试验防爆风机出口的温度检测装置测量出口温度，根据所述风机允许最大进口温度和出口温度确定当前的温度组别，同时在所述风机本体内的点火装置进行点火，通过第一压力检测装置得到风机本体内的爆炸压力，通过火焰检测装置检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第三实验状态下的阻火隔爆性能。
优选地，所述防爆风机防爆性能的试验方法还通过观察窗口观察待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机的阻火隔爆性能。
优选地，所述风机允许最大进口温度为t℃，所述爆炸性气体混合物为可燃性气体和空气的爆炸性气体混合物。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明主要针对的是爆炸性环境用防爆风机的防爆性能试验研究，本发明的试验系统用于爆炸性环境0区用防爆风机的火焰传播试验，结合本发明的试验方法，分别在防爆风机工作、静止的不同情况下进行试验，更贴切模拟防爆风机在实际工作过程中的状态，检验防爆风机在安装有阻火器的前提下，点燃源点燃风机本体内部爆炸性气体混合物时，检测防爆风机是否会发生火焰传播，进而确定风机的阻火隔爆性能。本发明涉及的试验装置及试验方法得到的试验结果，可为爆炸性环境0区用防爆风机综合防爆性能评定提供数据支撑。
附图说明
图1为本发明的防爆风机防爆性能的试验系统的示意性结构图。
图2为本发明的防爆风机防爆性能的试验方法的示意性流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参见图1、一种防爆风机防爆性能的试验系统，包括：试验管道1和数据采集单元(图中未示出)；所述试验管道1的中部设置有混合物入口11和混合物出口12，所述试验管道1还设置有流量控制阀13，所述试验管道1的两端分别连接至待试验防爆风机2的入口23、出口24；所述待试验防爆风机2包括风机本体21和两个阻火器22，所述风机本体21位于两个阻火器22之间，所述风机本体21的内部安装有第一压力检测装置、点火装置，待试验防爆风机2的入口23、出口24均设置有火焰检测装置14、温度检测装置15和第二压力检测装置16，所述数据采集单元和火焰检测装置14、第一压力检测装置、第二压力检测装置16均连接。
在本实施例，所述第一压力检测装置和第二压力检测装置16均为压力传感器，所述火焰检测装置14为火焰传感器，所述温度检测装置15为温度传感器。第一压力检测装置用于测试过程中爆炸后的爆炸压力(灵敏度以及响应速度更高)，第二压力测试装置用于测试管道气体内压。
在本实施例，由于在试验管道1中间设置了流量控制阀13，利用流量阀流量的可调节性，可对在不同管道流量的情况下进行火焰传播试验，不同管道流量可代表不同实验状态，更贴切模拟防爆风机在实际工作过程中的状态。由于在待试验防爆风机2的入口23、出口24且位于试验管道1上分别设置了两个压力传感器和温度传感器，可以利用传感器的数据针对性的调节管道的压力和温度，模拟防爆风机实际运行的工况要求，并确定防爆风机的温升情况，进一步确定风机的温度组别。
在本实施例，所述待试验防爆风机2的入口23、出口24还设置观察窗口17。由于火焰传播试验装置中待试验防爆风机2的入口23、出口24分别设置了两个观察窗口17以及火焰传感器，使得在对防爆风机进行实验时，既能从观窗口直接观看到试验结果，又能利用数据采集单元对火焰传感器信号进行采集显示，提高试验的准确性。
在本实施例，所述混合物出口12安装有氧浓度仪。
参见图2、基于上述试验系统的一种防爆风机防爆性能的试验方法，包括：
S1，将流量控制阀13完全打开，开启待试验防爆风机2，在试验系统里充入爆炸性气体混合物，直到第二压力检测装置检测的压力值达到风机最大进口压力为止；具体的，步骤S1包括：打开混合物入口11、混合物出口12以及流量控制阀13，将可燃气和空气的爆炸性气体混合物按一定比例(一般为6.6％)充入试验管道1中，并且通过待试验防爆风机2的运行，不断的排出试验管道1和风机本体21内部的气体，直到氧浓度仪显示氧浓度比例达到试验要求值(对应为19.6％)时，关闭混合物出口12和混合物入口11，根据第二压力检测装置16的进口压力值调节混合物入口11开关，当第二压力检测装置16的进口压力值达到风机最大进口压力时，关闭混合物入口11。
其中，在所述风机本体21内部的进出口位置25、26均安装有第一压力检测装置、点火装置，点火装置用于防爆风机内部爆炸性气体混合物的点燃，压力传感器用于爆炸性气体混合物点燃后测试防爆风机内部爆炸压力的变化情况。在实验中，应按照规定要求的可燃性气体和空气爆炸性气体混合物进行试验，具体的试验配气根据防爆风机使用环境的气体组别进行确定，本实施例，使用为ⅡB气体时，试验采用乙烯与空气的爆炸性气体混合物进行试验，气体浓度在6.6％。在其他实施例，可以为IIA或者IIC类试验气体。其中步骤S2和S3各进行6次实验，防爆风机在最大转速下进行，通过开启节流阀使混合气循环。试验设备应充入可燃性气体和空气爆炸性气体混合物，直到风机吸入口达到最大允许压力为止。接下来应断开气源并点燃气体混合物。
S2，将待试验防爆风机2开启至最大转速下，进行第一实验状态下的火焰传播试验，通过火焰检测装置14检测待试验防爆风机2内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机2在第一实验状态下的阻火隔爆性能；其中步骤S2中的进行第一实验状态下的火焰传播试验包括：将伴热带缠绕在试验管道1混合物入口11的外圈，对试验管道1内部的气体进行加热，当待试验防爆风机2入口的温度检测装置15检测的温度值上升到风机允许最大进口温度(60℃)时，关闭伴热带开关，停止加热；风机本体21内的温度分布稳定(一般来说，稳态条件下入口温度为60℃或由制造商给出的最大允许温度)，在待试验防爆风机出口的温度检测装置测量出口温度，根据所述风机允许最大进口温度和出口温度确定当前的温度组别，同时在所述风机本体内的点火装置进行点火，通过第一压力检测装置得到风机本体21内的爆炸压力，通过火焰检测装置14检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第一实验状态下的阻火隔爆性能。由于在所述风机本体21内部的进出口位置25、26均安装有第一压力检测装置、点火装置，每个位置重复进行3次试验，记录防爆风机的最大爆炸压力，共6次试验。
S3，将流量控制阀13关闭至完全打开的K倍，在待试验防爆风机2最大转速下进行第二实验状态下的火焰传播试验，通过火焰检测装置14检测待试验防爆风机2内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机2在第二实验状态下的阻火隔爆性能；K在0和1之间；步骤S3包括：将流量控制阀13关闭至完全打开时的80％；将伴热带缠绕在试验管道1混合物入口11的外圈，对试验管道1内部的气体进行加热，当待试验防爆风机2入口的温度检测装置15检测的温度值上升到风机允许最大进口温度时，关闭伴热带开关，停止加热；风机本体21内的温度分布稳定，在待试验防爆风机出口的温度检测装置测量出口温度，根据所述风机允许最大进口温度和出口温度确定当前的温度组别，同时在所述风机本体21内的点火装置进行点火，通过第一压力检测装置得到风机本体21内的爆炸压力，通过火焰检测装置14检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第二实验状态下的阻火隔爆性能。由于在所述风机本体21内部的进出口位置25、26均安装有第一压力检测装置、点火装置，每个位置重复进行3次试验，记录防爆风机的爆炸压力，共6次试验。
需要说明的是，第一实验状态为将待试验防爆风机开启至最大转速下，将流量控制阀13完全打开，试验管道1内的气体流量达到最大时的情况；第二实验状态为将待试验防爆风机开启至最大转速下，将流量控制阀13打开至完全打开时的80％，试验管道1内的气体流量为气体流量最大的80％时的情况。第三实验状态为待试验防爆风机关闭，将流量控制阀13完全打开，试验管道1内的气体流量最大的情况。
步骤S4在静态风机上进行以下试验。
S4，将待试验防爆风机2关闭，在试验系统里充入爆炸性气体混合物，直到第二压力检测装置16检测的压力值达到风机最大进口压力为止；进行第三实验状态下的火焰传播试验，通过火焰检测装置14检测待试验防爆风机2内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机2在第三实验状态下的阻火隔爆性能。步骤S4中的进行第三实验状态下的火焰传播试验包括：将伴热带缠绕在试验管道1混合物入口11的外圈，对试验管道1内部的气体进行加热，当待试验防爆风机2入口的温度检测装置15检测的温度值上升到风机允许最大进口温度(60℃)时，关闭伴热带开关，停止加热；风机本体21内的温度分布稳定(一般来说，稳态条件下入口温度为60℃或由制造商给出的最大允许温度)，在待试验防爆风机出口的温度检测装置测量出口温度，根据所述风机允许最大进口温度和出口温度确定当前的温度组别，同时在所述风机本体内的点火装置进行点火，通过第一压力检测装置得到风机本体21内的爆炸压力，通过火焰检测装置14检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第三实验状态下的阻火隔爆性能。由于在所述风机本体21内部的进出口位置25、26均安装有第一压力检测装置、点火装置，每个位置重复进行3次试验，记录防爆风机的爆炸压力，共6次试验。
在本实施例，还通过观察窗口17观察观察待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机的阻火隔爆性能。
其中涉及到的传感器参数如下：风机本体21内部用于点燃爆炸性气体混合物的点火装置点燃能量应大于被点燃气体的最小点火能，点火头(点火装置)需配备电压互感器，额定电压比为6000/200。风机本体21内部的压力传感器需要配备的传感器应能检测到爆炸性气体混合物爆炸时爆炸的压力变化情况，传感器采用压电式传感器，响应频率1GHz以上，量程2MPa。
风机管道进出口火焰传感器应能检测到可燃性气体爆炸产生的火焰，压力传感器量程根据防爆风机最大工作压力进行确定，温度传感器在150℃以内，流量控制阀13与管道尺寸相匹配，采用DN200尺寸。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种防爆风机防爆性能的试验系统，其特征在于，包括：试验管道和数据采集单元；
所述试验管道设置有混合物入口和混合物出口，所述试验管道还设置有流量控制阀，所述试验管道的两端分别连接至待试验防爆风机的入口、出口；
所述待试验防爆风机包括风机本体和两个阻火器，所述风机本体位于两个阻火器之间，所述风机本体的内部安装有第一压力检测装置、点火装置，待试验防爆风机的入口、出口均设置有火焰检测装置、温度检测装置和第二压力检测装置，所述数据采集单元和火焰检测装置、第一压力检测装置、第二压力检测装置均连接。
2.根据权利要求1所述的防爆风机防爆性能的试验系统，其特征在于，所述待试验防爆风机的入口、出口还设置观察窗口。
3.根据权利要求1所述的防爆风机防爆性能的试验系统，其特征在于，所述混合物出口安装有氧浓度仪。
4.一种防爆风机防爆性能的试验方法，其特征在于，包括：
S1，将流量控制阀完全打开，开启待试验防爆风机，在试验系统里充入爆炸性气体混合物，直到第二压力检测装置检测的压力值达到风机最大进口压力为止；
S2，将待试验防爆风机开启至最大转速下，进行第一实验状态的火焰传播试验，通过火焰检测装置检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第一实验状态下的阻火隔爆性能；
S3，将流量控制阀关闭至完全打开的K倍，在待试验防爆风机最大转速下进行第二实验状态下的火焰传播试验，通过火焰检测装置检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第二实验状态下的阻火隔爆性能；K在0和1之间；
S4，将待试验防爆风机关闭，在试验系统里充入爆炸性气体混合物，直到第二压力检测装置检测的压力值达到风机最大进口压力为止；进行第三实验状态下的火焰传播试验，通过火焰检测装置检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第三实验状态下的阻火隔爆性能。
5.根据权利要求4所述的防爆风机防爆性能的试验方法，其特征在于，步骤S1包括：
打开混合物入口、混合物出口以及流量控制阀，将可燃性气体和空气的爆炸性气体混合物按一定比例充入试验管道中，并且通过待试验防爆风机的运行，不断的排出试验管道和风机本体内部的气体，直到氧浓度仪显示氧浓度比例达到计算值时，关闭混合物出口和混合物入口，根据第二压力检测装置检测到的进口压力值调节混合物入口开关，当第二压力检测装置检测到的进口压力值达到风机最大进口压力时，关闭混合物入口。
6.根据权利要求4所述的防爆风机防爆性能的试验方法，其特征在于，步骤S2包括：
将伴热带缠绕在试验管道混合物入口的外圈，对试验管道内部的气体进行加热，当待试验防爆风机入口的温度检测装置检测的温度值上升到风机允许最大进口温度时，关闭伴热带开关，停止加热；风机本体内的温度分布稳定，在待试验防爆风机出口的温度检测装置测量出口温度，根据所述风机允许最大进口温度和出口温度确定当前的温度组别，同时在所述风机本体内的点火装置进行点火，通过第一压力检测装置得到风机本体内的爆炸压力，通过火焰检测装置检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第一实验状态下的阻火隔爆性能。
7.根据权利要求4所述的防爆风机防爆性能的试验系统，其特征在于，步骤S3包括：
将流量控制阀关闭至完全打开时的K倍；将伴热带缠绕在试验管道混合物入口的外圈，对试验管道内部的气体进行加热，当待试验防爆风机入口的温度检测装置检测的温度值上升到风机允许最大进口温度时，关闭伴热带开关，停止加热；风机本体内的温度分布稳定，在待试验防爆风机出口的温度检测装置测量出口温度，根据所述风机允许最大进口温度和出口温度确定当前的温度组别，同时在所述风机本体内的点火装置进行点火，通过第一压力检测装置得到风机本体内的爆炸压力，通过火焰检测装置检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第二实验状态下的阻火隔爆性能。
8.根据权利要求4所述的防爆风机防爆性能的试验系统，其特征在于，步骤S4包括：
将伴热带缠绕在试验管道混合物入口的外圈，对试验管道内部的气体进行加热，当待试验防爆风机入口的温度检测装置检测的温度值上升到风机允许最大进口温度时，关闭伴热带开关，停止加热；风机本体内的温度分布稳定，在待试验防爆风机出口的温度检测装置测量出口温度，根据所述风机允许最大进口温度和出口温度确定当前的温度组别，同时在所述风机本体内的点火装置进行点火，通过第一压力检测装置得到风机本体内的爆炸压力，通过火焰检测装置检测待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机在第三实验状态下的阻火隔爆性能。
9.根据权利要求4所述的防爆风机防爆性能的试验系统，其特征在于，还通过观察窗口观察待试验防爆风机内部火焰是否发生传播，进而确定待试验防爆风机的阻火隔爆性能。
10.根据权利要求4所述的防爆风机防爆性能的试验系统，其特征在于，所述风机允许最大进口温度为t℃，所述爆炸性气体混合物为可燃性气体和空气的爆炸性气体混合物。
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