煤磨系统一次热风管道泄爆面积确定方法研究

为降低火力发电厂煤粉制备工艺过程中潜在的粉尘爆炸风险,对一次热风管道泄爆面积定量确定方法开展研究。首先,以不同地区3个发电厂所用煤粉为例,通过实验测试得到最大爆炸压力和爆炸指数;然后,利用Ansys软件分析计算某型号中速磨机一次热风管道的抗爆强度;最后,依据《粉尘爆炸泄压指南》标准计算得到中速磨机一次热风管道的泄爆面积。结果显示:实验得到煤粉爆炸压力和爆炸指数均先随浓度的增加而增加,达到最大值后又随浓度的增加而降低;模拟计算得到一次热风管道的抗爆强度为0.014~0.14MPa;针对3个发电厂煤粉和抗爆能力不同,一次热风道需要的泄爆面积分别为0.33~0.09m^(2)、0.38~0.1m^(2)、0.2~0.06m^(2)。以上研究成果对于煤磨系统一次热风管道的泄爆设计具有参考价值。

运用NFPA68进行液硫池泄爆面积计算的研究

液硫池是硫磺装置储存液硫产品的必备装置,它收集硫磺装置各级冷却器冷却经硫封后的液态硫磺,液态硫磺中H_(2)S浓度通常会达到约300μg/g,为减少H_(2)S气体浓度,会采用液硫脱气技术来脱除液硫中的H_(2)S气体,将其H2S浓度降低至10μg/g。因此,液硫池分为两个区:液硫脱气区和产品区,液硫经脱气设施脱气后溢流至产品区,通过液硫提升泵送出。由于液硫池中H_(2)S的存在,可能导致液硫池气相空间聚集大量H_(2)S气体,从而导致闪爆的发生。为避免爆炸带来的伤害及风险,首先应保证脱气设施运行正常,而最终的保护手段是利用泄爆口将爆炸产生的压力释放出去,目前并未有文献来探讨到底如何计算泄爆口。本文以中东某硫磺回收装置液硫池为例,探讨如何采用NFPA68-2018爆炸泄压指南来计算液硫池泄爆面积,这对于国内硫池泄爆口的设计有参考意义。

泄爆面积对柱形容器泄爆过程压力影响

为了研究泄爆面积对柱形压力容器泄爆过程中压力变化的影响,采用经典流体力学软件FLUENT在泄爆口直径分别为50、80、100mm情况下对容器内甲烷和空气混合气体泄爆过程进行了数值模拟,研究了不同情况下容器内压力发展变化规律以及爆炸流场参数分布。结果表明当泄爆压力为0.04MPa,泄爆口直径50mm时,泄爆口开启后压力容器内压力呈现继续上升趋势;泄爆口直径为80、100mm时,泄爆口开启后压力均立即下降,采用直径100mm泄爆口时压力下降速率更快,容器内压力降至环境压力所需时间更短。

粮食粉尘爆炸过程分析及泄爆面积的计算

分析了粮食粉尘在密闭设备中的爆炸发展过程,引用了等温爆炸模型假设、燃烧产物质量变化速率、压力上升速率的概念及公式,在此基础上对泄爆面积的计算理论和方法进行了分析和归纳,利用爆炸指数K_(st)值诺谟图公式法和粉尘爆炸等级S_t诺谟图公式法对进口加拿大小麦在定容设备、斗式提升机及袋式除尘器储存输送过程中的泄爆面积进行了计算。

泄爆面积比对泄爆门封闭泄爆特性的影响研究

为研究泄爆面积比对泄爆门泄爆特性的影响,运用FLUENT软件建立煤矿井下1∶1巷道模型,在不同泄爆面积比的工况下对瓦斯爆炸传播规律及泄爆过程进行模拟,分析其变化特征和封闭泄爆效果。结果表明:S_(0)工况条件下,压力和温度衰减后保持在0.29 MPa和565 K;S_(1)~S_(4)工况条件下,S_(4)比S_(1),S_(2)和S_(3)达到封闭状态时间快780,260,50 ms,封闭时间最大节省70.91%;随着泄爆面积比的增大,封闭火区内的压力的峰值、峰值数量和达到封闭状态时间减小,泄爆能力增强;火焰速度峰值和衰减速率增大;温度的初始峰值、峰值数量和达到稳定状态时间减小,最大峰值反而增大,说明泄爆门对瓦斯爆炸火焰无抑制作用。

泄爆面积对甲烷-空气预混泄爆容器结构响应影响的实验研究

利用自主搭建的泄爆容器结构响应测试系统,开展了不同泄爆面积条件下甲烷-空气预混气体泄爆实验,结合振动加速度、内部超压、火焰演化和信号频率-时间分布等探究了泄爆面积对容器结构响应的影响特征及机制。研究发现:(1)容器振动加速度曲线和内部超压曲线具有相似的变化趋势,两者均存在双峰现象,且两者一一对应,但加速度峰值出现略迟;随着无量纲泄爆系数增大,第1个内部超压和加速度峰值主体为增大趋势,而第2个内部超压和加速度峰值的变化趋势为先减小后增大再减小;(2)火焰未到达泄爆口之前,上部的火焰平均速度随着无量纲泄爆系数增大而减小,无量纲泄爆系数较小时火焰较早从泄爆口喷出;(3)在当前实验条件下,当无量纲泄爆系数为25.00时,热声耦合现象最剧烈,表现为最大幅值的振动响应和最大能量的高频振荡,而随着无量纲泄爆系数进一步增大或者减小,热声耦合现象逐渐衰减。

粉尘爆燃泄爆面积计算

本文以美国消防协会NFPA68上粉尘爆燃泄压面积的试验数据以及计算公式为基础,编制了简明实用的泄压面积计算程序—CVA程序。内容不仅包括NFPA68上所列粉尘爆燃泄压面积线解图及其相应计算公式,低强度围筑物泄爆面积设计等内容,而且还对原线解图中的参数进行了内插和外延,对各类公式进行了综合。文中还列出了利用该程序得到的围筑物最大允许压力和所需泄压面积的关系曲线。

内爆作用下RC框架结构填充墙泄爆面积研究

为了研究RC框架结构在内爆作用下设置加固泄爆组合墙体合理的泄爆面积。运用ANSYS/LSDYNA有限元软件建立2层3×3跨RC框架结构模型,其中角部和中部房间墙体分别设置3组不同泄爆面积的有限元模型,对其破坏形态和压力时程曲线进行对比分析。结果表明:在40 kg TNT当量下,设置加气混凝土砌块墙体的角部和中部房间,泄爆面积分别占墙体面积的11.3%和11.6%时,结构构件均破坏严重;设置加固泄爆组合墙体面积约为70 m^(2)的角部房间,泄爆面积占墙体面积的63.7%~70.6%时,结构构件破坏较轻,结构整体完好;设置加固泄爆组合墙体面积约为67 m^(2)的中部房间,泄爆面积占墙体面积的33.7%~51.5%时,结构构件未发生破坏,有利于保护建筑结构。

非对称泄爆条件下甲烷爆炸双向传播特性的研究

为探究非对称泄爆条件下甲烷爆炸双向传播特性,利用自主搭建的小型爆炸试验系统,对不同点火位置和左端泄爆口面积下甲烷爆炸双侧火焰传播速度和爆炸超压进行了试验研究。结果表明:非对称传播情况下,距离泄爆口较近的右侧火焰的传播速度更快;左端泄爆口面积的减小会进一步促进右侧火焰传播,同时抑制左侧火焰传播,当泄爆口面积小于或等于90mm×90mm时,左侧火焰出现逆流现象;随着左端泄爆口面积的减小,点火源两侧压力、压力差和最大压力上升速率均增大,从而导致爆炸指数增大,提高了爆炸危险性。

受限空间侧向双口泄爆对甲烷爆炸特性的影响研究

为了减小受限空间燃气泄漏爆炸带来的风险和损失,利用自主搭建的小尺寸实验平台,研究泄爆面积及位置对甲烷爆炸特性的影响。结果表明:火焰锋面到达舱室末端的时间随着泄爆口与点火源之间距离的增加而缩短;当泄爆口开设在舱室上游1、2位置时,随着泄爆口面积的增大,火焰锋面到达舱室末端的时间缩短,火焰传播速度降低至10.59 m/s,空间内最大爆炸压力持续升高,且超压峰值最小值出现在泄爆口尺寸40 mm × 40 mm处,为8.92 kPa;当泄爆口开设在舱室下游3、4位置时,随着泄爆口面积的增大,火焰锋面到达舱室末端的时间延长,最大火焰传播速度可达到24.39 m/s,空间内最大爆炸压力先降低后升高,且超压峰值最小值上升至12.6 kPa,出现在泄爆口尺寸60 mm × 60 mm处。若对受限空间侧壁采用双口泄爆,增加泄爆面积并不能使受限空间内的最大爆炸压力降低;泄爆位置距离点火源越近,泄爆效果越好。

柱形容器开口泄爆过程中压力发展特性的实验研究

在体积为 0 0 2 5m3 的柱形容器中 ,采用底端中心点火方式 ,对 4 1%的丙烷 空气、9 5 %甲烷 空气预混气的顶端开口泄爆过程进行了实验研究。实验结果给出了不同泄爆面积和不同泄爆压力条件下容器的内压力发展历史。就不同泄爆条件对容器内爆炸发展产生的影响进行了讨论。

柱形容器开口泄爆过程中的火焰传播特性

泄爆过程中流动与燃烧的相互作用机制是研究开口泄爆问题的关键。对柱形容器泄爆过程中压力与火焰发展传播过程的观测与分析表明,不同泄爆条件下压力与火焰的发展传播具有明显特点。泄爆诱导流动通过加速火焰传播、加剧火焰变形、增大火焰面积对容器内燃烧产生增强作用,泄爆流动大小主要由泄爆面积决定。小口中低压泄爆过程压力与火焰的发展过程与封闭燃烧中类似;小口高压以及大口泄爆过程中,火焰变形剧烈,传播速度明显上升,并导致压力的回升。

泄爆外部压力变化特性的影响因素

为了研究可燃性气体爆炸泄爆过程中,不同因素对容器外部压力变化特性的影响,利用0.022和0.113 m3 2个球形容器进行了一系列实验.实验结果给出了不同容器容积、泄爆面积、容器结构和形式条件下容器外部压力发展历史：容器容积减小,会导致泄爆容器外部的峰值压力增大,压力变化更为迅速,持续冲击时间减小;泄爆口直径在0～0.04 m范围内增加,容器外部最大压力上升速率及峰值压力均相应增大,呈现上升的趋势但非线性,存在一个增加程度先减小后增大的驻点;容器结构和形式对泄爆过程产生显著的影响,相对于单个容器,连通容器外部峰值压力、最大压力上升速率均有较大提高;连通容器泄爆时,跟大容器泄爆相比,小容积泄爆外部最大峰值压力较大,最大压力上升速率较小.

方形容器爆燃泄放过程中的压力特性实验研究

对乙烯-空气预混气体在一端开口的方形容器内泄爆过程进行了实验研究,分析了泄爆面积、泄爆压力和气体浓度对泄爆过程中压力发展和分布特性的影响,结合容器内压力峰值的变化对现有经验公式进行了讨论。结果表明:小面积泄爆时容器内压力出现明显的双峰值现象,且气体浓度主要影响第2个峰值的大小;大面积泄爆时气体浓度对压力峰值影响较小;泄爆面积较小且容器内预混气体接近最佳浓度时方形容器内压力分布梯度明显,远离最佳浓度或泄爆面积较大时容器内压力分布均匀;经验公式计算值与实验值之间的误差随工况变化很大。研究结论为方形容器和建筑物泄爆安全设计提供参考。

变压器油蒸气爆炸与泄爆过程数值模拟

变压器油是一种易燃易爆物质,在高压电弧激励下会产生蒸气进而导致变压器爆炸的重大事故发生。基于计算流体力学方法,对变压器油闪蒸后发生的爆炸与泄爆过程进行数值模拟,研究了爆炸TNT当量分别为0.2 kg、0.6 kg、1.0 kg及顶部泄爆口面积分别为0 m^(2)、2 m^(2)、5 m^(2)的不同工况,并对抗爆门上的压力变化进行监测。结果表明:随着爆炸前可燃气体量的增加,抗爆门上所监测的最大压力逐渐增大;有泄爆口的工况与密闭空间相比抗爆门上的超压有所降低;但随着爆炸当量的增加,小面积泄爆口泄爆效果不明显。

瓦斯蓄热氧化装置泄爆技术分析与探讨

为避免瓦斯蓄热氧化装置在运行过程中因意外情况导致内部出现爆炸造成装置损坏,通过对瓦斯蓄热氧化装置泄爆技术的分析,得出在装置顶部靠近边缘位置设置方向向上的泄爆口,开口大小等于安全泄爆截面积,并采用镍基合金材质、正拱开缝型设计的爆破片,可满足瓦斯蓄热氧化装置的泄爆要求。合理的设置爆破片不仅能提高装置的安全性,也能提高整个瓦斯蓄热氧化工艺的经济性。

锌粉料仓的泄爆设计及优化

泄爆装置是应用于可燃性粉尘装置的一种保护性措施。针对锌粉料仓垂直落料和切线进料两种方式,确定泄爆压力下料仓的设计强度,进行泄爆面积的计算并选用合理的爆破片。在泄压导管的设计及优化中,确定其长度、直径、壁厚及支撑。选用带泄爆功能的防尘盖,进一步保证装置的安全可靠性。

粉尘泄爆计算标准对比研究

介绍了粉尘爆炸及预防的一般措施,重点阐述粉尘泄爆的原理和2个常用的粉尘泄爆计算标准。总结了粉尘泄爆计算所需的基础输入参数和取值范围,并比对了2个标准在常见泄爆工况中有效长径比的差异以及对泄爆面积计算结果的影响。最后总结说明2个标准的应用特点,为工程设计合理计算粉尘泄爆面积提供参考。

洗煤厂干燥系统泄爆设计研究

在洗煤厂的干燥系统中极易发生煤粉燃烧爆炸事故,为了减轻爆炸危害,对干燥系统进行泄爆设计尤其重要。应用20 L粉尘爆炸特性测试系统,对某洗煤厂煤样煤尘云爆炸性参数进行测试,得出最大爆炸压力0.74 MPa,最大爆炸压力上升速率为58.5 MPa/s,计算出最大爆炸指数为15.88 MPa/(m·s)。根据测试结果计算出洗煤厂干燥系统干燥器、除尘器及冷却器泄爆面积分别为5.15,0.68,0.62 m^2。并结合现场实际环境对泄爆装置及泄爆口位置进行分析设计。

布袋除尘器防爆门的选型研究与应用

以某厂煤气化工程磨煤及干燥单元布袋除尘器的防爆实例为研究背景,针对目前绝大多数布袋除尘器选用的一般普通型防爆门存在泄爆后无法将泄爆物引至安全地方,还可能引起煤粉二次爆炸等问题,提出选用一种超导自动启闭系列防爆门解决这一问题。