你的位置:首页 > 新闻资讯 > 技术文章

波纹阻火器的淬熄实验研究与试验方法

2017-10-23 9:38:45 点击:

波纹板式阻火器

波纹阻火器是用来阻止易燃气体和易燃液体蒸气的火焰蔓延的安全装置。按用途可将其分为储罐阻火器、加油站阻火器、加热炉阻火器、火炬阻火器、放空管阻火器、煤气输送管阻火器等。

大多数的阻火器都是由能够通过气体的许多细小通道或孔隙的固体材质所组成,而对这些通道或孔隙要求尽量小到能使火焰被熄灭。导致火焰能够被熄灭的机理就是传热作用和器壁效应。

依照阻火器性能测试方法的规定,淬熄实验使用中国和日本所广泛采用的测试方法,建立相关实验装置。实验装置分为四大部分,即管路、气体循环系统以及点火装置。爆炸实验管道由引爆管、加速管和观察管三部分组成,通过法兰连接在一起。管道上设有螺纹安装的测量孔,可根据实验需要安装压力、火焰等传感器及充配气阀门。当需要更高的火焰速度时,可在管道中设置一些环形的气体扰动装置,其作用是使层流火焰尽快转变成湍流火焰,以便在有限长度的加速段中获得更大的火焰速度。实验是在半开口管道中进行的,即点火端封闭,爆炸时出口端是完全开放,无约束的。为了做到这一点,在管道出口端用法兰密封,待实验管道气体循环结束后,与点火前取下该法兰,此时仍要确保纸片封住出口端,这样,瓦斯爆炸就在半开口管道中进行了。管内的初始压力为常压。

气体循环系统由瓦斯气罐、流量计、风机、连接软管、球阀和甲烷浓度检测仪组成。它与爆炸实验管道通过两个球阀连接,点火前阀门是打开的,储气罐向管道内排入甲烷。使用空气流量计控制进入的瓦斯气的体积分数,打开鼓风机使气体在管路内循环,以达到密度均匀,同时使用甲烷浓度检测仪进行甲烷浓度动态监测,并于点火前关闭单向阀,使爆炸仅在爆炸实验管道中发生。甲烷的爆炸极限为5%15%,但有实验研究发现,低于8%和高于12.5%的甲烷混合气体难以点燃,因此需要控制浓度在这个范围内以便于点燃。

点火装置由蓄电池、点火线圈、电容、火花塞和开关组成。接通开关ab,蓄电池的电流从蓄电池的正极出发,经过开关a、点火线圈的一次绕组、开关b、壳体接地,流回蓄电池负极。由于回路中流过的是低压电流,所以称这条电路为低压电路或一次电路。电流通过点火线圈一次绕组时,在一次绕组的周围产生磁场,并由于铁心的作用而加强,当开关b断开时,一次电路被切断,一次电流迅速下降到零,铁心中的磁场随之迅速衰减以至消失,因此在匝数多、导线细的二次绕组中感应出很高的电压,称为高压电。二次绕组中产生的高压电,作用在火花塞的中心电极和侧电极之间,当高压电超过火花塞间隙的击穿电压时,火花塞的间隙被击穿,产生火花点燃混合气。实验时首先打开试验管道两端的阀门,将鼓风机运转一分钟,清除管道内的空气,然后打开储气罐阀门,向管道内加入甲烷气,鼓风机运转3分钟后,用甲烷浓度检测仪监测甲烷浓度使其控制在8%-12.5%,关闭储气罐阀门以及管道的阀门点火引爆,使用光敏传感器监测有无火焰传播。曾观察到在火焰探测器的信号表明阻火成功的时候,却在管尾端看到有火焰喷出管口。国内也遇到过这种情况,他们分析认为是高温的燃烧产物离开狭缝并进入阻火器下游后,由于散热条件改变仍然可能重新点燃管道中的未燃气体。因此还需要人工观察尾端是否有火焰射出。

实验用波纹阻火器结构参数表

模型

直径(mm

长度(mm

间隙(mm

1

98

140

2.24

2

98

90

2.24

3

98

50

2.24

4

98

30

2.24

5

98

90

1.68

6

98

50

1.68

7

98

30

1.68

8

98

50

1.2

9

98

30

1.2

10

98

30

1.0

11

98

50

0.5

依据标准规定对每组波纹阻火器模型进行十次火焰淬熄实验。通过对观察管段的观察,100记录实验结果。从实验结果可以看出,前四种间隙为2.24mm的模型均不能阻火,模型5、6、7间隙为1.68,其中只有模型5有阻火成功的现象,后四种模型全部阻火成功。这说明当阻火器间隙比较大时,可以通过加大阻火器长度来弥补,但当波纹阻火器间隙大到一定程度(2.24mm)的时候,就算加大阻火器的长度,也不能阻火。另一方面也指出了符合《矿用防爆柴油机通用技术条件》标准的波纹阻火器阻火效果优良,可以用于煤矿柴油机车防爆。