规整填料抑爆阻火性能试验系统技术方案

本发明专利技术提出了一种规整填料抑爆阻火性能试验系统，属于测试技术领域，包括试验罐以及与所述试验罐连通的配气系统、测量系统、点火系统和排空系统，所述试验罐包括罐体和沿试验罐的轴向方向顺次填充在罐体内的规整填料，所述罐体包括罐身和设置在罐身两端的封头及爆破膜，在罐身的多个径向截面上同时设置有点火器接口和气体充注接口，在任一截面还设置有至少一个压力传感器接口、至少一个火焰传感器接口和至少三个浓度传感器接口，同一截面的浓度传感器接口具有不同的高度。本发明专利技术通过多截面和不同高度可同时监控罐体内各个区域的气体参数，得到更详细、准确的实验数据，从而快速准确地掌握填料的抑爆性能，为煤矿开采提供完全保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测试
，具体涉及一种规整填料抑爆阻火性能试验系统。
技术介绍
低浓度煤层气直接深冷液化技术中的一个关键工艺过程是利用低温精馏技术回收煤层气中的甲烷。在精馏过程中，精馏塔内气相组成的甲烷浓度从塔顶的0.5％连续变化为塔底的95％，同时部分区域内的气相中氧气含量大于12％，因此若有点火源出现，如雷击、静电等因素，精馏塔内就存在发生爆炸的危险。在精馏塔内装填规整填料可以有效抑止或削弱爆炸的发生。实际使用中，规整填料本身的物理性能对填料的具体设置方式有着决定作用，但如何确定填料的物理性能，急需研发一种通用的测试装置来实现。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供一种规整填料抑爆阻火性能试验系统，可以快速准确地确定填料的物理性能，从而提出合理的抑爆阻火方案，提高精馏塔内的安全性。本专利技术的目的是通过这样的技术方案实现的：一种规整填料抑爆阻火性能试验系统，包括试验罐以及与所述试验罐连通的配气系统、测量系统、点火系统和排空系统，所述试验罐包括罐体和沿试验罐的轴向方向顺次填充在罐体内的规整填料，所述罐体包括中空圆柱形的罐身和分别可拆卸地设置在罐身两端的封头及爆破膜，在罐身的多个径向截面上同时设置有点火器接口和气体充注接口，所述点火器接口位于截面的顶部，所述气体充注接口位于截面的底部，在任一截面还设置有至少一个压力传感器接口、至少一个火焰传感器接口和至少三个浓度传感器接口，同一截面的浓度传感器接口具有不同的高度，罐身靠近爆破膜端设置有排放口，所述配气系统通过气体充注接口向试验罐内充入空气、甲烷，使试验罐内混合气体的浓度和压力达到试验要求；所述测量系统通过压力传感器接口、火焰传感器接口和浓度传感器接口对各个截面的瓦斯爆炸各特征参数数据的采集；所述点火系统通过点火器接口对试验罐内甲烷与空气的混合气体的点火；所述排空系统通过排放口排除试验罐内残存气体和充注混合气体后的混合气体的浓度的抽样检测，还包括PLC控制系统、监控系统，所述PLC控制系统，用于远程控制所述配气系统和所述排空系统管路上阀门的通断，所述监控系统，用于对试验罐的外部环境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在显示屏幕上监控罐内情况。进一步，所述浓度传感器接口共设置三个、且按等夹角差均匀分别在径向截面上。进一步，所述夹角为30-60°。进一步，所述配气系统包括空压机和甲烷气瓶，所述空压机和甲烷气瓶合并到一根总管，该总管分别与径向截面的气体充注接口连通。进一步，所述测量系统包括数据采集处理器和分别与所述数据采集处理器连通的甲烷浓度传感器、压力传感器和火焰传感器，所述甲烷浓度传感器、压力传感器和火焰传感器分别设置在压力传感器接口、火焰传感器接口和浓度传感器接口处。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，所述点火头安装在点火器接口上，并伸入到罐体轴向中心线附近。进一步，所述排空系统包括与所述排放口连通的手动排空阀和压力表。进一步，所述PLC控制系统包括PLC控制器和与所述PLC控制器连通的多个电磁阀。进一步，所述监控系统包括摄像头和与摄像头连接的视频显示器。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：本专利技术通过多个径向截面可同时监控罐体内各个区域的气体参数，得到更多详细的实验数据，从而快速准确地掌握填料的抑爆性能，同时，由于在轴向设置多个径向截面，可对任意不同属性的填料进行测试，扩展了其测试范围，提高了通用性，另外，还通过将浓度传感器接口设置在不同高度的位置，得到更多范围的实验数据，可进一步提高数据的准确性，从而提高测试质量。总之，该方案可快速准确地确定不同填料的防爆性能，从而方便工程技术人员制定合理的抑爆阻火方案，实现提高精馏塔工作的安全性。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；图2为罐体A-A、B-B及C-C的径向截面图；图3为抑爆试验流程图；图4为阻火试验流程图。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。如图1、2所示，本专利技术的规整填料抑爆阻火性能试验系统，包括试验罐以及与所述试验罐1连通的配气系统、测量系统、点火系统和排空系统，所述试验罐包括罐体和沿试验罐的轴向方向顺次填充在罐体内的规整填料1，所述罐体包括中空圆柱形的罐身2，罐身2的一端可拆卸地设置有封头3，封头即为法兰，用螺栓固定在罐身端部，另一端设置有爆破膜4，爆破时，在爆破压力作用下，爆破膜4弹出卸压，保证其安全性，在罐身的多个径向截面上同时设置有点火器接口5和气体充注接口6，所述点火器接口5位于截面的顶部，所述气体充注接口6位于截面的底部，在任一截面还设置有至少一个压力传感器接口7、至少一个火焰传感器接口8和至少三个浓度传感器接口9，同一截面的浓度传感器接口9按角度差30-60°等距排列以实现不同的高度，可以得到不同高度处气体的浓度值增加实验数据的可靠性，罐身靠近爆破膜端设置有排放口10，所述配气系统通过气体充注接口向试验罐内充入空气、甲烷，使试验罐内混合气体的浓度和压力达到试验要求；所述测量系统通过压力传感器接口、火焰传感器接口和浓度传感器接口对各个截面的瓦斯爆炸各特征参数数据的采集；所述点火系统通过点火器接口对试验罐内甲烷与空气的混合气体的点火；所述排空系统通过排放口排除试验罐内残存气体和充注混合气体后的混合气体的浓度的抽样检测，还包括PLC控制系统、监控系统，所述PLC控制系统，用于远程控制所述配气系统和所述排空系统管路上阀门的通断，所述监控系统，用于对试验罐的外部环境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在显示屏幕上监控罐内情况。具体的，本实施例在罐身上设有A-A、B-B、C-C三个截面，每一截面共设置一个点火器接口5、一个气体充注接口6、一个压力传感器接口7、一个火焰传感器接口8、三个浓度传感器接口9，从爆破膜端看建立直角坐标系，所述点火器接口分别位于正Y轴与罐身相交的外壁上，所述气体充注接口分别位于负Y轴与罐身相交的外壁上，所述压力传感器接口设置在正X轴绕原心逆时针旋转150°与罐身相交的外壁上，所述火焰传感器接口设置在正X轴绕罐身中心逆时针旋转120°与罐身相交的外壁上，所述三个浓度传感器接口分别设置在负Y轴绕罐身中心逆时针旋转45°、90°、135°与罐身相交的外壁上，本实施例中，所述配气系统包括空压机13和甲烷气瓶11，所述空压机10和甲烷气瓶11合并到一根总管，该总管分别与径向截面的气体充注接口连通。本实施例中，所述测量系统包括数据采集处理器12和分别与所述数据采集处理器12连通的甲烷浓度传感器13、压力传感器14和火焰传感器15，所述压力传感器14、火焰传感器15和甲烷浓度传感器13分别设置在压力传感器接口、火焰传感器接口和浓度传感器接口处。本实施例中，所述点火系统包括点火头17和与点火头连接的点火能量发生器18，所述点火头安装在点火器接口上，并伸入到罐体轴向中心线附近。本实施例中，所述排空系统包括与所述排放口连通的手动排空阀19和压力表20，通过压力表监控出口压力，若过高，则打开手动排空阀19降压，提高系统的安全性。本实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种规整填料抑爆阻火性能试验系统，其特征在于：包括试验罐以及与所述试验罐连通的配气系统、测量系统、点火系统和排空系统，所述试验罐包括罐体和沿试验罐的轴向方向顺次填充在罐体内的规整填料，所述罐体包括中空圆柱形的罐身和分别可拆卸地设置在罐身两端的封头及爆破膜，在罐身的多个径向截面上同时设置有点火器接口和气体充注接口，所述点火器接口位于截面的顶部，所述气体充注接口位于截面的底部，在任一截面还设置有至少一个压力传感器接口、至少一个火焰传感器接口和至少三个浓度传感器接口，同一截面的浓度传感器接口具有不同的高度，罐身靠近爆破膜端设置有排放口，所述配气系统通过气体充注接口向试验罐内充入空气、甲烷，使试验罐内混合气体的浓度和压力达到试验要求；所述测量系统通过压力传感器接口、火焰传感器接口和浓度传感器接口对各个截面的瓦斯爆炸各特征参数数据的采集；所述点火系统通过点火器接口对试验罐内甲烷与空气的混合气体的点火；所述排空系统通过排放口排除试验罐内残存气体和充注混合气体后的混合气体的浓度的抽样检测，还包括PLC控制系统、监控系统，所述PLC控制系统，用于远程控制所述配气系统和所述排空系统管路上阀门的通断，所述监控系统，用于对试验罐的外部环境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在显示屏幕上监控罐内情况。...

【技术特征摘要】
1.一种规整填料抑爆阻火性能试验系统，其特征在于：包括试验罐以及与所述试验罐连通的配气系统、测量系统、点火系统和排空系统，所述试验罐包括罐体和沿试验罐的轴向方向顺次填充在罐体内的规整填料，所述罐体包括中空圆柱形的罐身和分别可拆卸地设置在罐身两端的封头及爆破膜，在罐身的多个径向截面上同时设置有点火器接口和气体充注接口，所述点火器接口位于截面的顶部，所述气体充注接口位于截面的底部，在任一截面还设置有至少一个压力传感器接口、至少一个火焰传感器接口和至少三个浓度传感器接口，同一截面的浓度传感器接口具有不同的高度，罐身靠近爆破膜端设置有排放口，所述配气系统通过气体充注接口向试验罐内充入空气、甲烷，使试验罐内混合气体的浓度和压力达到试验要求；所述测量系统通过压力传感器接口、火焰传感器接口和浓度传感器接口对各个截面的瓦斯爆炸各特征参数数据的采集；所述点火系统通过点火器接口对试验罐内甲烷与空气的混合气体的点火；所述排空系统通过排放口排除试验罐内残存气体和充注混合气体后的混合气体的浓度的抽样检测，还包括PLC控制系统、监控系统，所述PLC控制系统，用于远程控制所述配气系统和所述排空系统管路上阀门的通断，所述监控系统，用于对试验罐的外部环境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在显示屏幕上监控罐内情况。2.根据权利要求1所述的规整填料抑爆阻火性能试验系...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖露，王勇，陈金华，姚成林，甘海龙，令狐磊，马代辉，蔡安宁，肖正，朱菁，张涛，刘令，汪刚，刘利亚，
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;50