CN206906014U - 一种可燃气体管道阻火器性能测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可燃气体管道阻火器性能测试系统，包括实验装置、可燃气体充配气系统和数据采集及处理系统；实验装置包括试验管道和点火装置；试验管道由引爆侧管段和保护侧管段组成，引爆侧管段和保护侧管段呈直线排布，在引爆侧管段和保护侧管段之间留有空间用于安装待测阻火器；在引爆侧管段左侧设有进气孔和电火花起爆器连接孔，在引爆侧管段中部设有真空压力计安装孔，真空压力计安装孔安装有真空压力计，在引爆侧管段右侧等间距设有第一火焰传感器安装孔和压力传感器安装孔；在保护侧管段左侧等间距设有第二火焰传感器安装孔，在保护侧管段右侧出气孔。本实用新型结构合理、易于拆卸，操作简单，可以测试出多种类型阻火器的阻火性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种可燃气体管道阻火器性能测试系统。
背景技术
阻火器作为可燃油气输送管线及生产装置的重要安全部件，在石油化工行业甚至制造行业的某些企业中应用十分广泛。我国在阻火器试验研究方向起步较晚，在相关的测试试验中存在一些问题，这些问题直接影响阻火器的性能合格判定。同时，目前国内阻火器性能测试方法也不完善，降低了阻火器在使用过程中的可靠性。
全国范围内，阻火器性能检测机构和检测仪器数量有限，阻火器性能检测机构主要分布在北方地区，主要的检测研究单位有：公安部天津消防研究所检测中心、大连理工大学、中国科学技术大学以及部分阻火器生产企业。其中，公安部天津消防研究所检测中心主要承担了目前市场中大部分的阻火器性能检测；而大连理工大学于2011年研制的阻火器性能测试试验系统主要用于科学实验研究，不能满足市场需求。
据不完全统计，全国有大型石油化工企业约10.6万家，其中在江苏省内，大型石化企业约300余家。另外，在江苏省周边地区、相邻省份，各大型石化企业数量可观。而作为石油化工产业相对发达的江苏及周边地区缺少相应的检测机构，由此可见，阻火器性能检测行业具有巨大的市场需求。
实用新型内容
本实用新型的目的旨在提供一种可燃气体管道阻火器性能测试系统，该测试系统制造成本低，操作简单，通过一套完善的性能测试方法可以测试阻火器的阻火性能。
本实用新型的技术方案如下：
一种可燃气体管道阻火器性能测试系统，包括实验装置、可燃气体充配气装置和数据采集及处理系统；所述的实验装置包括试验管道和点火装置；所述的试验管道由引爆侧管段 12和保护侧管段10组成，引爆侧管段12和保护侧管段10呈直线排布，在引爆侧管段12 和保护侧管段10之间留有空间用于安装待测阻火器，在引爆侧管段12的左端和保护侧管段 10的右端分别设有盲板进行封堵；在所述的引爆侧管段12左侧设有进气孔15和电火花起爆器连接孔1，在引爆侧管段12中部设有真空压力计安装孔4，真空压力计安装孔4上安装有真空压力计2，在引爆侧管段12右侧等间距设有至少2个第一火焰传感器安装孔61和压力传感器安装孔14；在所述的保护侧管段10左侧等间距设有至少2个第二火焰传感器安装孔62，在保护侧管段10右侧设有出气孔16。
优选的，所述的引爆侧管段12和保护侧管段10从左往右呈直线排布；引爆侧管段12 和保护侧管段10内径相同，实际应用中可以调整引爆侧管段12和保护侧管段10内径与待测阻火器内径相同；引爆侧管段12的长度不少于6m，保护侧管段10的长度不少于3m。
优选的，所述的引爆侧管段12等间距设有4个第一火焰传感器安装孔61用以提高测试精度，4个第一火焰传感器安装孔61在引爆侧管段12上侧呈直线排列；所述的保护侧管段 10等间距设有2个第二火焰传感器安装孔62，2个第二火焰传感器安装孔62位于保护侧管段上侧呈直线排列。
进一步优选的，相邻两个第一火焰传感器安装孔61的距离为100mm，最右侧的第一火焰传感器安装孔61距离引爆侧管段12右侧法兰面的距离为100mm；相邻两个第二火焰传感器安装孔62 的距离为100mm，最左侧的第二火焰传感器安装孔距离左侧法兰面的距离为100mm。所述的火焰传感器孔直径根据火焰传感器设定，将火焰传感器安装孔的间距设置成与火焰传感器安装孔直径一致以便于计算，火焰传感器安装孔的间距也可以设置成与火焰传感器安装孔直径不同。
优选的，所述的压力传感器安装孔14位于引爆侧管段12下侧，距离右侧法兰面的距离为100mm；所述的电火花起爆器连接孔1距离引爆侧管段12的左侧法兰面50mm，所述的进气孔15位于引爆侧管段12上侧；所述的出气孔16位于保护侧管段10上侧。将进气孔和出气孔尽量安排在试验管道的两端，可以调高换气的效果。
优选的，在所述的真空压力计2与真空压力计安装孔4的连接管路上设有第三阀门33。
所述的点火装置包括点火器、电火花引爆器(13)和点火电缆；电火花引爆器(13)前端安装在引爆侧管段电火花起爆器连接孔(1)上，尾端与点火电缆一端相连，点火电缆另一端与点火器相连。点火装置中点火器、电火花发生器和导线的连接关系是本领域技术人员公知的，采用螺纹连接方式。所述的点火器为高能电子点火器，为型号XDH-6L高能点火器，点火能量6J，点火发生场所为引爆侧管段，点火原理为交流电源通过升压整流变换成直流脉动电流，对贮能电容充电。当电容器充满时，放电电流经放电管、扼流圈、屏蔽电缆等传输至电火花引爆器半导体电嘴，形成高能电弧火花。
所述的可燃气体充配气装置包括可燃气储罐8、空气储罐、配气系统9、连接进气孔15 和出气孔16的循环管路、设在循环管路上的循环泵7；配气系统包括依次连接的配气仪和配气罐；可燃气储罐8和空气储罐的出气口分别经输送管路与配气仪的进气口连接，配气罐的出气口经输气管路与循环管路连接；在近进气孔15端的循环管路上设有第一阀门31，在循环管路上位于第一阀门31与进气孔15之间设有第一支路，在第一支路上设有第二阀门32；在循环管路上位于第一阀门31与循环泵7之间设有第二支路，在第二支路上设有第六阀门36；在近出气孔16的循环管路上设有第四阀门34；在输气管路上设有第五阀门35。配气装置中可燃气储罐、空气储罐、配气仪和配气罐的连接关系是本领域技术人员公知的。由于检测要求可燃气纯度相对较高，所以要先将试验管道进行空气清洗，然后再充入预混的用于试验的可燃气体，同时检测要求管道内压力达到适用介质相应的最高工作压力。所述的配气仪采用SY-9506型配气仪。
所述的数据采集及处理系统包括火焰传感器、高频压力传感器、传感器连接导线、多通道数据采集仪和数据采集软件；所述的火焰传感器分别安装第一火焰传感器安装孔61和第二火焰传感器安装孔62上，再经信号传输线与多通道数据采集仪连接采集火焰信号；所述的高频压力传感器经传感器连接导线连接至实验装置的压力传感器安装孔，再经信号传输线与多通道数据采集仪连接采集爆炸压力数据；所述的多通道数据采集仪与数据采集软件连接，数据采集软件对数据和信号进行分析和处理。
所述的多通道数据采集仪为USB总线数据采集仪，USB总线数据采集仪为DEWE-43型多通道数据采集仪，保证爆炸瞬间压力传感器的微弱电信号能够及时准确的获取，该采集仪有8个采集通道，可实现多个采集仪同步通信采集，分辨率24-bit，采样率：200kS/s每通道，具有自动抗混滤波功能；所述的数据采集软件采用DEWESoft 7.0通用信号分析处理软件，包含记录仪、示波器、触发、FFT分析、数据存储和导出、数据分析和报告生成功能。
所述的火焰传感器为型号为C7035A1064高频火焰传感器，是与燃烧控制器及放大器一同使用的小型紫外线火焰监测器，使用环境为-20℃至121℃，耐压34.5kPa，适用于燃油，燃气或油气混合的燃烧装置。所述的高频压力传感器11为型号HM90-H3-2高频压力传感器，量程有两种0-5MPa和0-10MPa；频率响应：200kHz；输出信号：0-5V DC(四线制)；测量精度：±0.25％FS。
本实用新型测试系统在实验室中的实验操作：组装测试装置，并连接装配好点火装置、可燃气体充配气系统和数据采集及处理系统，检查各种部件的线路，并确保连接良好，检查测试装置系统气密性。实验之前打开阀门33、34、36，关闭阀门31、32、35，开启循坏泵 7抽走试验管道内空气，抽真空至-0.1Mpa(绝对真空)；打开阀门31、34、35，其余阀门关闭，打开配气装置向试验管道内通入可燃气体，直至Pi≥P0为止(Pi为检测时管道内充装压力；P0为适用介质最高工作压力值)，开启起爆器，点燃预混气。每次实验结束后，打开阀门32、34、36，其余阀门关闭，打开循环泵7，用空气对试验管道内腔进行清扫，吹走残余气体；然后再重复上述操作；共进行13次连续试验。在保护侧用火焰传感器监测是否成功阻火。当检测到的通过阻火器的火焰速度值不高于阻火器设计的安全阻火速度值(由阻火器生产厂家提供具体数值)，则认为该次检测阻火成功；当通过阻火器的火焰速度高于阻火器设计的安全阻火速度值，则认为该次检测阻火失败。13次阻火试验全部阻火成功则认为该检测阻火器阻火性能合格。在连续13次试验中，有一次火焰速度小于安全阻火速度生产单位设计值，则应补做试验，使火焰速度大于或等于最大安全阻火速度值(由阻火器生产厂家提供具体数值)，否则安全阻火速度值应降低到13次试验中火焰速度最小值。若连续13次试验中有一次阻火失败，并且火焰速度接近设计的安全阻火速度值，则认为该阻火器阻火性能不合格。
在数据采集时，利用安装在试验管道上的火焰传感器和高频压力传感器采集阻火器检测数据，火焰传感器和高频压力传感器通过信号传输线与USB总线数据采集仪相连进行数据采集，通过配套分析软件对USB总线数据采集仪采集的数据进行数据分析及处理。
本实用新型的有益效果：
本实用新型可燃气体管道阻火器性能测试系统结构合理，操作简单，通过连接引爆侧管段、阻火器和保护侧管道组成测试装置，可以测试出阻火器的阻火性能；引爆侧管道和保护侧管道短小、易于拆卸，可以测试多种类型的阻火器。
附图说明
图1是本实用新型可燃气体管道阻火器性能测试系统示意图。
图中，1-电火花起爆器连接孔，2-真空压力计，31-第一阀门，32-第二阀门，33-第三阀门，34-第四阀门，35-第五阀门，36-第六阀门，4-真空压力计安装孔，5-待测阻火器，6-火焰传感器安装孔，7-循环泵，8-可燃气储罐，9-配气系统，10-保护侧管段，11-压力传感器， 12-引爆侧管段，13-起爆器，14-压力传感器安装孔，15-进气孔，16-出气孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
如图1所示，一种可燃气体管道阻火器性能测试系统，包括实验装置、可燃气体充配气装置和数据采集及处理系统。
所述的实验装置包括试验管道和点火装置；所述的试验管道由引爆侧管段12和保护侧管段10组成，引爆侧管段12和保护侧管段10从左往右呈直线排布，在引爆侧管段12和保护侧管段10之间留有空间用于安装待测阻火器5，引爆侧管段12和保护侧管段10内径与待测阻火器内径相同，引爆侧管段12的长度为6m，保护侧管段10的长度为3m，在引爆侧管段12的左端和保护侧管段10的右端分别设有盲板进行封堵。
在引爆侧管段12距离其左端法兰面50mm设有电火花起爆器连接孔1用于连接电火花起爆器13，在引爆侧管段12中部设有真空压力计安装孔4用于安装真空压力计2，在引爆侧管段12右侧等间距设有4个第一火焰传感器安装孔61用于安装火焰传感器，4个第一火焰传感器安装孔61在引爆侧管段12上侧呈直线排列，相邻两个第一火焰传感器安装孔61的距离为 100mm，最右侧的第一火焰传感器安装孔61距离引爆侧管段12右端法兰面的距离为100mm，在引爆侧管段12下侧距离右端法兰面100mm设有压力传感器安装孔14用于安装压力传感器；在保护侧管段10上等间距设有2个第二火焰传感器安装孔62用于安装火焰传感器，2 个第二火焰传感器安装孔62在保护侧管段上侧呈直线排列，相邻两个第二火焰传感器安装孔62的距离为100mm，最左侧的第二火焰传感器安装孔距离左端法兰面的距离为100mm；在引爆侧管段 12近左端法兰面设有进气孔15，在保护侧管段10近右端法兰面设有出气孔16。
所述的点火装置包括点火器、电火花引爆器13和点火电缆；电火花引爆器13前端安装在引爆侧管段电火花起爆器连接孔1上，尾端与点火电缆一端相连，点火电缆另一端与点火器相连。点火器、电火花发生器和导线均采用螺纹连接方式。所述的点火器为型号XDH-6L 高能点火器，点火能量6J。
所述的可燃气体充配气装置包括可燃气储罐8、空气储罐、配气系统9、连接进气孔15 和出气孔16的循环管路、设在循环管路上的循环泵7；配气系统包括依次连接的配气仪和配气罐；可燃气储罐8和空气储罐的出气口分别经输送管路与配气仪的进气口连接，配气罐的出气口经输气管路与循环管路连接；在近进气孔15端的循环管路上设有第一阀门31，在循环管路上位于第一阀门31与进气孔15之间设有第一支路，在第一支路上设有第二阀门32；在循环管路上位于第一阀门31与循环泵7之间设有第二支路，在第二支路上设有第六阀门36；在近出气孔16的循环管路上设有第四阀门34；在输气管路上设有第五阀门35。
所述的数据采集及处理系统包括火焰传感器、高频压力传感器11、传感器连接导线、多通道数据采集仪和数据采集软件；所述的火焰传感器通过螺纹分别安装在第一火焰传感器安装孔61和第二火焰传感器安装孔62上，再经信号传输线与多通道数据采集仪连接采集火焰信号；所述的高频压力传感器11经传感器连接导线连接至实验装置的压力传感器安装孔，再经信号传输线与多通道数据采集仪连接采集爆炸压力数据；所述的多通道数据采集仪与数据采集软件连接，数据采集软件对数据和信号进行分析和处理。
所述的多通道数据采集仪为USB总线数据采集仪，USB总线数据采集仪为DEWE-43型多通道数据采集仪。所述的数据采集软件采用DEWESoft 7.0通用信号分析处理软件。所述的火焰传感器为型号为C7035A1064高频火焰传感器。所述的高频压力传感器为型号HM90-H3-2高频压力传感器。
本实用新型测试系统在实验室中的实验操作：组装测试装置，并连接装配好点火装置、可燃气体充配气系统和数据采集及处理系统，检查各种部件的线路，并确保连接良好，检查测试装置系统气密性。实验之前打开阀门33、34、36，关闭阀门31、32、35，开启循坏泵 7抽走试验管道内，空气，抽真空至-0.1Mpa(绝对真空)；打开阀门31、34、35，其余阀门关闭，打开配气装置向试验管道内通入可燃气体，直至Pi≥P0为止(Pi为检测时管道内充装压力；P0为适用介质最高工作压力值)，开启起爆器，点燃预混气。每次实验结束后，打开阀门32、34、36，其余阀门关闭，打开循环泵7，用空气对试验管道内腔进行清扫，吹走残余气体；然后再重复上述操作；共进行13次连续试验。在保护侧用火焰传感器监测是否成功阻火。当检测到的通过阻火器的火焰速度值不高于阻火器设计的安全阻火速度值(由阻火器生产厂家提供具体数值)，则认为该次检测阻火成功；当通过阻火器的火焰速度高于阻火器设计的安全阻火速度值，则认为该次检测阻火失败。13次阻火试验全部阻火成功则认为该检测阻火器阻火性能合格。在连续13次试验中，有一次火焰速度小于安全阻火速度生产单位设计值，则应补做试验，使火焰速度大于或等于最大安全阻火速度值(由阻火器生产厂家提供具体数值)，否则安全阻火速度值应降低到13次试验中火焰速度最小值。若连续13 次试验中有一次阻火失败，并且火焰速度接近设计的安全阻火速度值，则认为该阻火器阻火性能不合格。
在数据采集时，利用安装在试验管道上的火焰传感器和高频压力传感器采集阻火器检测数据，火焰传感器和高频压力传感器通过信号传输线与USB总线数据采集仪相连进行数据采集，通过配套分析软件对USB总线数据采集仪采集的数据进行数据分析及处理。
Claims (10)
1.一种可燃气体管道阻火器性能测试系统，其特征在于包括实验装置、可燃气体充配气系统和数据采集及处理系统；所述的实验装置包括试验管道和点火装置；所述的试验管道由引爆侧管段(12)和保护侧管段(10)组成，引爆侧管段(12)和保护侧管段(10)呈直线排布，在引爆侧管段(12)和保护侧管段(10)之间留有空间用于安装待测阻火器，在引爆侧管段(12)的左端和保护侧管段(10)的右端分别设有盲板(18)进行封堵；在所述的引爆侧管段(12)左侧设有进气孔(15)和电火花起爆器连接孔(1)，在引爆侧管段(12)中部设有真空压力计安装孔(4)，真空压力计安装孔(4)上安装有真空压力计(2)，在引爆侧管段(12)右侧等间距设有至少2个第一火焰传感器安装孔(61)和压力传感器安装孔(14)；在所述的保护侧管段(10)左侧等间距设有至少2个第二火焰传感器安装孔(62)，在保护侧管段(10)右侧出气孔(16)。
2.根据权利要求1所述的可燃气体管道阻火器性能测试系统，其特征在于所述的引爆侧管段(12)和保护侧管段(10)从左往右呈直线排布；引爆侧管段(12)和保护侧管段(10)内径相同，引爆侧管段(12)的长度不少于6m，保护侧管段(10)的长度不少于3m。
3.根据权利要求1所述的可燃气体管道阻火器性能测试系统，其特征在于所述的引爆侧管段(12)等间距设有4个第一火焰传感器安装孔(61)，4个第一火焰传感器安装孔(61)在引爆侧管段(12)上侧呈直线排列；所述的保护侧管段(10)等间距设有2个第二火焰传感器安装孔(62)，2个第二火焰传感器安装孔(62)位于保护侧管段上侧呈直线排列。
4.根据权利要求3所述的可燃气体管道阻火器性能测试系统，其特征在于相邻两个第一火焰传感器安装孔(61)的距离为100mm，最右侧的第一火焰传感器安装孔(61)距离引爆侧管段(12)右侧法兰面的距离为100mm；相邻两个第二火焰传感器安装孔(62)的距离为100mm，最左侧的第二火焰传感器孔距离左侧法兰面的距离为100mm。
5.根据权利要求1所述的可燃气体管道阻火器性能测试系统，其特征在于所述的压力传感器安装孔(14)位于引爆侧管段(12)下侧，距离右侧法兰面的距离为100mm；所述的电火花起爆器连接孔(1)距离引爆侧管段(12)的左侧法兰面50mm，所述的进气孔(15)位于引爆侧管段(12)上侧；所述的出气孔(16)位于保护侧管段(10)上侧；在所述的真空压力计(2)与真空压力计安装孔(4)的连接管路上设有第三阀门(33)。
6.根据权利要求1所述的可燃气体管道阻火器性能测试系统，其特征在于所述的点火装置包括点火器、电火花引爆器(13)和点火电缆；电火花引爆器(13)前端安装在引爆侧管段电火花起爆器连接孔(1)上，尾端与点火电缆一端相连，点火电缆另一端与点火器相连。
7.根据权利要求1所述的可燃气体管道阻火器性能测试系统，其特征在于所述的可燃气体充配气装置包括可燃气储罐(8)、空气储罐、配气系统(9)、连接进气孔(15)和出气孔(16)的循环管路、设在循环管路上的循环泵(7)；配气系统包括依次连接的配气仪和配气罐；可燃气储罐(8)和空气储罐的出气口分别经输送管路与配气仪的进气口连接，配气罐的出气口经输气管路与循环管路连接；在近进气孔(15)端的循环管路上设有第一阀门(31)，在循环管路上位于第一阀门(31)与进气孔(15)之间设有第一支路，在第一支路上设有第二阀门(32)；在循环管路上位于第一阀门(31)与循环泵(7)之间设有第二支路，在第二支路上设有第六阀门(36)；在近出气孔(16)的循环管路上设有第四阀门(34)；在输气管路上设有第五阀门(35)。
8.根据权利要求1所述的可燃气体管道阻火器性能测试系统，其特征在于所述的数据采集及处理系统包括火焰传感器、压力传感器(11)、传感器连接导线、多通道数据采集仪和数据采集软件；所述的火焰传感器分别安装在第一火焰传感器安装孔(61)和第二火焰传感器安装孔(62)上，再经信号传输线与多通道数据采集仪连接采集火焰信号；所述的压力传感器(11)经传感器连接导线连接至实验装置的压力传感器安装孔(14)，再经信号传输线与多通道数据采集仪连接采集爆炸压力数据；所述的多通道数据采集仪与数据采集软件连接，通过数据采集软件对数据和信号进行分析和处理。
9.根据权利要求8所述的可燃气体管道阻火器性能测试系统，其特征在于所述的多通道数据采集仪为USB总线数据采集仪，USB总线数据采集仪为DEWE-43型多通道数据采集仪；所述的数据采集软件采用DEWESoft 7.0通用信号分析处理软件。
10.根据权利要求8所述的可燃气体管道阻火器性能测试系统，其特征在于所述的火焰传感器为型号为C7035A1064高频火焰传感器；所述的压力传感器(11)为型号HM90-H3-2高频压力传感器。
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