一种低温瓦斯爆炸特性试验系统技术方案

本发明专利技术提出了一种低温瓦斯爆炸特性试验系统，包括试验罐和分别与试验罐连接的配气系统、制冷系统、测量系统、点火系统和监控系统，本发明专利技术所述主要测试任意低温状态下，可燃气体的爆炸特性、填料的抑爆性能，以及安全装置泄爆的可靠性，即在低温状态下，装有规整填料和爆破片的压力容器(如精馏塔)如果发生爆炸，规整填料与爆破片是否可以有效抑爆、泄爆，保护精馏塔本体免遭破坏，以避免人员伤亡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于安全领域，具体涉及一种低温瓦斯爆炸特性试验系统。
技术介绍
目前，国内外尚没有关于特殊环境下可燃气体爆炸特性实验研究方面的标准，我国仅有中华人民共和国国家标准.GB/T 12474 一 2008《空气中可燃气体爆炸极限测定方法》，该标准规定了常温常压条件下可燃气体爆炸极限的测定方法。但是，对于超低温(0°C以下)环境可燃气体爆炸极限的测定还缺乏相应的技术手段。目前，我国部分科研院所虽有针对高温或高压环境下可燃气体爆炸特性研究的相关设备，但不能实现低温环境下瓦斯爆炸特性研究。在煤层气利用过程中，其中深冷液化工艺是利用甲烷与氧气以及氮气的沸点不同，在超低温下对甲烷实施分离的技术。现有的低浓度煤层气深冷液化工业化试验装置在_182°C的低温和0.3MPa的低压下可把含氧煤层气的分离和液化同步进行。在深冷液化过程中，甲烷浓度穿越爆炸极限范围。在此过程中，存在较大的爆炸危险性，需对该工况条件下的甲烷爆炸极限进行测定，以便保障系统安全。因此急需一种低温瓦斯爆炸特性试验系统。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供一种低温瓦斯爆炸特性试验系统。本专利技术的目的是通过这样的技术方案实现的，一种低温瓦斯爆炸特性试验系统，包括试验罐和分别与试验罐连接的配气系统、制冷系统、测量系统、点火系统和监控系统，所述试验罐，用于作为瓦斯爆炸特性试验的容器；所述配气系统，用于向试验罐内充入甲烷、氧气和氮气，使试验罐内的温度、浓度和压力达到试验要求；所述制冷系统，用于对进入试验罐内的气体进行降温预处理以及对试验罐进行降温；所述测量系统，用于爆炸试验过程中瓦斯爆炸各特征参数数据以及环境参数数据的测试及采集；所述点火系统，用于对试验罐内的瓦斯混合气体进行点火；所述监控系统，用于对试验罐的实际情况进行监控，所拍摄的画面传输到地面数据处理设备并可在显示屏幕上监控到巷道内情况。进一步，所述试验罐包括外胆1、内胆2、设置于内胆与外胆间的液氮夹层17、点火口 4、夹层压力口 6、内胆排气口 7、爆破片8、法兰9、夹层排气口 10、夹层温度测量口(11)、静态压力口 12、瞬时压力口 13、温度测量口 14、配气进口 15和夹层液氮进口 16，所述内层围成一腔体，该腔体具有泄爆口 ；所述配气进口、温度测量口、瞬时压力口、静态压力口、内胆排气口分别与腔体连通；所述夹层排气口、夹层温度测量口、夹层压力口、夹层液氮进气口分别与夹层连通；所述点火口与内胆连通且点火通道伸入到内胆内，所述爆破片通过法兰设置于泄爆口处。进一步，还包括设置于外胆外层的保温层3。进一步，所述外胆外层与保温层间填充有珠光砂。进一步，所述配气系统包括空压机18、液氮发生器19、氧气发生器20、甲烷发生器21，所述液氮发生器、氧气发生器、甲烷发生器合并到一根总管，该总管与配气进口连接。进一步，所述制冷系统包括液氮预冷槽22，所述液氮预冷槽连接一液氮发生器，所述液氮预冷槽的进气口与总管连接，出气口与配气进口 15连接；所述制冷系统还包括与夹层液氮进口 16连接的液氮发生器。进一步，所述测量系统包括与配气进口 15连接的温度显示器23、与静态压力口 12连接的压力显示器24、与夹层温度测量口 11连接的温度显示器、与瞬时压力口 13连接的压力显示器、与温度测量口 14连接的温度显示器、与夹层压力口 6连接的压力显示器、甲烷传感器26和氧气传感器27，所述甲烷传感器和氧气传感器分别连接一个组分显示器25，所述甲烧传感器与氧气传感器连接到一根总管，该总管分别与内胆排气口 7、瞬时压力口 13连接。进一步，所述点火系统包括点火头和与点火头连接的点火能量发生器28，所述点火头安装于试验罐体上并伸入到罐体轴向中心线附近。进一步，所述监控系统包括摄像头29和与摄像头连接的视频显示器30。进一步，甲烷发生器21与总管、氧气发生器20与总管、空压机18与总管间都连接有一个手动阀31，总管上设置有流量计32。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点:本专利技术主要测试任意低温状态下，可燃气体的爆炸特性、填料的抑爆性能，以及安全装置泄爆的可靠性，即在低温状态下，装有规整填料和爆破片的压力容器(如精馏塔)如果发生爆炸，规整填料与爆破片是否可以有效抑爆、泄爆，保护精馏塔本体免遭破坏，以避免人员伤亡。【附图说明】为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中:图1为本专利技术的结构图。【具体实施方式】以下将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围。一种低温瓦斯爆炸特性试验系统，包括试验罐和分别与试验罐连接的配气系统、制冷系统、测量系统、点火系统和监控系统；所述试验罐，用于作为瓦斯爆炸特性试验的容器。所述试验罐包括外胆1、内胆2、设置于内胆与外胆间的液氮夹层17、点火口 4、夹层压力口 6、内胆排气口 7、爆破片8、法兰9、夹层排气口 10、夹层温度测量口(11)、静态压力口 12、瞬时压力口 13、温度测量口 14、配气进口 15和夹层液氮进口 16，所述内层围成一腔体，该腔体具有泄爆口 ；所述配气进口、温度测量口、瞬时压力口、静态压力口、内胆排气口分别与腔体连通；所述夹层排气口、夹层温度测量口、夹层压力口、夹层液氮进气口分别与夹层连通；所述点火口与内胆连通且点火通道伸入到内胆内，所述爆破片通过法兰设置于泄爆口处。还包括设置于外胆外层的保温层3。所述外胆外层与保温层间填充有珠光砂。还包括设置于外胆外层的保温层3，该保温层为不锈钢薄板，可用于防潮。所述外胆外层与保温层间填充有珠光砂，形成珠光砂层，用于保温。为了保护设备及操作人员的安体，在所述点火口 4、夹层压力口 6、内胆排气口 7、爆破片8、法兰9、夹层排气口 10、夹层温度测量口 11、静态压力口 12、瞬时压力口 13、温度测量口 14、配气进口 15、夹层液氮进口 16与外部连接的管道上都设置有安全阀。所述罐体的内径为Φ250ι?πι，填料层高度为800mm，内胆高度为1000mm，压力为2.5MPa.G0所述配气系统，用于向试验罐内充入甲烷、氧气和氮气，使试验罐内的温度、浓度和压力达到试验要求。所述制冷系统，用于对进入试验罐内的气体进行降温预处理以及对试验罐进行降温；所述测量系统，用于爆炸试验过程中瓦斯爆炸各特征参数数据以及环境参数数据的测试及采集；所述点火系统，用于对试验罐内的瓦斯混合气体进行点火；所述监控系统，用于对试验罐的实际情况进行监控，所拍摄的画面传输到地面数据处理设备并可在显示屏幕上监控到巷道内情况。所述配气系统包括空压机18、液氮发生器19、氧气发生器20、甲烷发生器21，所述液氮发生器、氧气发生器、甲烷发生器合并到一根总管，该总管与配气进口连接。所述制冷系统包括液氮预冷槽22，所述液氮预冷槽连接一液氮发生器，所述液氮预冷槽的进气口与总管连接，出气口与配气进口 15连接；所述制冷系统还包括与夹层液氮进口 16连接的液氮发生器。所述测量系统包括与配气进口 15连接的温度显示器23、与静态压力口 12连接的压力显示器24、与夹层温度测量口 11连接的温度显示器、与瞬时压力口 13连接的压力显示器、与温度测量口 14连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温瓦斯爆炸特性试验系统，其特征在于：包括试验罐和分别与试验罐连接的配气系统、制冷系统、测量系统、点火系统和监控系统，所述试验罐，用于作为瓦斯爆炸特性试验的容器；所述配气系统，用于向试验罐内充入甲烷、氧气和氮气，使试验罐内的温度、浓度和压力达到试验要求；所述制冷系统，用于对进入试验罐内的气体进行降温预处理以及对试验罐进行降温；所述测量系统，用于爆炸试验过程中瓦斯爆炸各特征参数数据以及环境参数数据的测试及采集；所述点火系统，用于对试验罐内的瓦斯混合气体进行点火；所述监控系统，用于对试验罐的实际情况进行监控，所拍摄的画面传输到地面数据处理设备并可在显示屏幕上监控到巷道内情况。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖露，陈金华，蔡安宁，姚成林，肖正，甘海龙，令狐磊，张斌，付耀国，文娟，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85