安全壳压力试验中多元混合可燃性气体的爆炸极限研究

在核电站安全壳压力试验过程中,由于涂层油漆及维修化学药品挥发而产生的可燃气体易发生扩散、富集现象,加之于高温高压的试验环境,进一步增加了火灾发生的风险。为提高压力试验的安全性和可靠性,本文基于爆炸极限试验模拟及理论模型计算,对压力试验环境下7种常见的可燃性气体及其混合可燃物的爆炸极限变化规律展开研究。研究结果表明:安全壳内混合可燃物中苯、二甲苯、乙酸乙酯、甲苯等爆炸下限较低的可燃性气体所占的体积分数越大,压力试验过程中发生火灾的风险越高;初始压力的增加增大而造成爆炸的可能性较小;爆炸极限范围随着初始温度的升高而增大,尤其是爆炸下限的降低增加了安全壳内可燃气体爆炸的风险性。

三元可燃混合气体爆炸极限实验及预测方法

为了控制并预防原油的储存及输运过程中挥发气体造成的安全风险,在20 L球形爆炸容器内开展了由原油中挥发轻烃CH 4、C_(3)H_(8)和C_(2)H_(4)构成的三元可燃混合气体的爆炸极限实验,提出并验证了基于Le Chatelier定律及Chemkin模拟的一维层流预混火焰模型预测三元可燃混合气体爆炸极限的方法。结果表明,三元可燃混合气体爆炸极限始终位于3种纯组分的爆炸极限内,随着某一纯组分增加呈现出接近其爆炸极限的趋势。3种纯组分对爆炸上限的影响要强于对爆炸下限的影响,其中C 2H 4对三元可燃混合气体爆炸上限影响尤为显著。两种预测方法的预测结果均与实验规律性一致。Le Chatelier定律预测混合气体爆炸下限较准确,但对爆炸上限的预测随着C_(2)H_(4)的增加偏差增大,修正后偏差明显减小;Chemkin预测爆炸下限虽存在一定偏差,但在实验偏差的允许范围内,可作为一种预测三元可燃混合气体爆炸下限的新方法。

高温高压条件下可燃气体爆炸极限测定标准对比研究

可燃气体(蒸气)爆炸极限是表征其燃烧爆炸可能性的重要参数之一,也是安全预警阈值设定的主要依据,高温高压下爆炸极限测定与常温常压下有较大差异。本文从测定范围、测定装置、测定原理、点火方式、判定依据等方面对比分析了国内外爆炸极限的测定标准,重点比较了高温高压条件下爆炸现象的判定标准及方法。该研究对高温高压下爆炸极限的测定及相关标准制修订具有重要意义。

注空气驱油中油井伴生气爆炸极限实验研究

利用高温高压爆炸实验装置对不同温度、压力条件下油井伴生气的燃爆特性进行了研究,得到了爆炸极限的变化规律和安全氧含量。结果表明,初始温度和初始压力的升高均会扩大伴生气的爆炸极限范围,1 MPa、40℃时的爆炸极限为2.41%~27.23%,而20 MPa、120℃时的爆炸极限变为1.02%~61.52%,范围变宽;爆炸下限和爆炸上限分别对温度和压力变化较为敏感;随着氧气浓度的减小,爆炸极限交汇一点,得到安全氧含量7.8%。研究结果可为注气吞吐过程的安全控制提供实际参考。

不同温度下原油蒸气的爆炸极限和临界氧含量

注空气采油因其过程中存在可燃性混合物,会有发生爆炸事故的可能。通过实验测定了15~150℃之间5个初始温度点原油蒸气的爆炸极限和临界氧含量,15℃时爆炸极限范围为4.62%~14.01%,150℃时爆炸极限范围变宽为4.24%~15.62%,安全氧含量15℃时为13.15%,150℃时降低到12.47%,得出了原油蒸气爆炸极限范围随温度升高而变宽,临界氧含量随温度升高而降低的结论,并运用数值分析原理拟合出原油蒸气爆炸极限和临界氧含量各自随温度变化的规律函数,对预测原油蒸气在其他温度下的爆炸极限和临界氧含量有一定意义。

煤矿其他可燃气体对空气中甲烷爆炸极限的影响

为研究矿井火区中一氧化碳(CO),氢气(H2),乙烯(C2H4)和乙烷(C2H6)等可燃气体对空气中甲烷(CH4)爆炸极限和爆炸危险度(F值)的影响及双组份可燃气体爆炸界限和爆炸危险度的变化,采用空气中可燃气体爆炸极限测定方法完成一系列试验,测定加入不同体积分数其他可燃气体时CH4的爆炸极限。其他可燃气体的加入,均使空气中CH4和混合可燃气体的爆炸界限加宽;同时加大了CH4和混合可燃气体的爆炸危险度。试验结果表明:加入C2H4气体对CH4爆炸极限影响较大,使CH4及其双组份混合气体的爆炸危险度明显增大;加入量为2.0%时,CH4的F值增加了540%。而加入CO气体比加入C2H6,C2H4和H2等气体对CH4及混合气体的爆炸极限影响都小。

烷烃高温下爆炸极限的测定

用约 2 0L的爆炸容器 ,在 2 5～ 2 10℃测定了正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷的爆炸下限(LEL)和爆炸上限 (UEL)值。LEL值随温度的增高而减小 ,平均相关系数为 0 9893;UEL值随温度的增高而增大 ,平均相关系数为 0 994 8。

煤层气液化全流程爆炸极限分析

低投资成本的撬装式液化装置对于煤层气的开发利用十分重要,针对煤层气开发现状,提出液环泵加压煤层气的混合制冷剂循环液化新工艺,并分析计算了煤层气液化全流程中的爆炸极限,指出不同液化压力下,煤层气的安全液化极限低温不同,该极限温度随液化压力增加而升高。爆炸极限的分析为设计安全高效小型液化平台提供直接的理论参考。

含氧煤层气液化流程爆炸极限分析

大部分含氧煤层气由于技术限制没有被合理利用,而是直接放空,不仅浪费资源,而且污染大气环境。针对某一典型煤层气气源条件和组分特点,设计了一种新型的液化精馏工艺流程,结合HYSYS软件模拟计算结果以及爆炸极限理论,对该液化精馏工艺流程的爆炸极限进行了分析计算,结果表明煤层气中甲烷浓度在压缩、液化以及节流过程中都高于爆炸上限,操作过程安全性比较高。但在精馏塔顶部甲烷浓度开始低于爆炸上限而导致精馏过程存在安全隐患。首先对原料气进行初步脱氧,然后再通过调整精馏塔塔底采出量来控制塔顶杂质气体中甲烷含量,使得其在整个液化及精馏流程中始终高于爆炸上限。分析结果表明,采取安全措施后整个流程都不存在爆炸危险性,甲烷回收率和产品纯度都较高,而且整个流程能耗也比较低。模拟结果显示,所设计的液化及精馏流程对不同气源具有较好的适用性,分析计算结果为含氧煤层气的杂质分离、操作过程的爆炸极限分析以及安全措施的采取提供了一定的参考。

高温和高压下CBM的爆炸极限

利用自主开发的实验装置,测定了20,60,100,150,200℃及常压,100,200和300 kPa初始条件下煤层气(CBM)的爆炸极限值.结果表明,随初始温度和压力的增加,爆炸极限上限变大,下限变小,爆炸极限范围变大,危险性增加;初始温度和压力对爆炸极限上限的影响大于对爆炸极限下限的影响.研究结论为CBM开发使用过程安全工艺参数的确定提供了实验依据.

可燃气体及混合物爆炸极限影响特征研究

简述可燃气体爆炸极限的测试装置、测定标准和爆炸现象判定指标,分析爆炸容器形状和容积对爆炸极限测定的影响。重点分析氧浓度对爆炸极限的影响规律,以及初始温度、初始湿度和初始压力对爆炸极限的影响。结果表明:初始条件对可燃气体爆炸上限影响较大;二氟甲烷等在高压状态下存在燃烧向分解转换过程,爆炸上限呈现剧增趋势;一些含氟难燃气体存在相对湿度极限。该研究可为爆炸性气体环境探测预警与防爆设计提供参考依据。

含有阻燃组元的可燃制冷剂爆炸极限的研究

通过实验研究了R134a、R227ea、R125分别与6种可燃工质混合后,不同混合比时的爆炸极限的变化规律。在此基础上采用分组法建立了对含有阻燃组元的混合工质爆炸极限的估算模型,与文中得到的18组混合工质的爆炸极限实验曲线结合,可计算9种工质组成的多元混合工质的爆炸极限,研究结果可作为评价混合工质爆炸极限的依据。

空气低温氧化原油产出气的爆炸极限研究

设计了可燃性气体的爆炸极限测定装置,通过测定其安全性和准确性均符合本实验要求。空气与原油在油藏温度和一定压力下,低温氧化后得到CO、CH4、CO2等气体,根据该产出气的组成配制模拟混合气体,研究其爆炸情况,通过人工配制,对原油低温氧化后产出气中各组分比例进行调节,研究测定了不同压力和温度条件下的被测气体爆炸极限以及最高允许氧含量。结果表明:按照产出气组分比例配制的混合气体,不会在油藏条件下发生爆炸;爆炸极限和最高允许氧含量随温度和压力条件改变而改变,高温低压条件易使混合气体发生爆炸,而低温高压条件混合气体不易发生爆炸;二氧化碳对混合气体的爆炸有一定的抑制作用。

测试方法对可燃性制冷剂爆炸极限影响的研究

为研究可燃性制冷剂爆炸极限的测试方法对制冷剂爆炸极限值的影响,以目前使用较为广泛的ASTME681-01和GB/T 12474-90两种制冷剂爆炸极限测试装置为研究对象,实验研究了测试装置对制冷剂爆炸极限实验测试值的影响.通过实验现象和燃烧学理论对实验结果比较分析的结果表明,口径小的爆炸容器的器壁冷却作用大,火焰易熄灭,结果使爆炸范围缩小;采用ASTM E681-01搭建的实验台受壁面淬熄影响较小,与实际使用中制冷剂泄漏到自由空间中的情况更为接近,同时其点火电极的材料选择、点火方式、电极间距布置有利于获得更高的点火能量,测试得到的可燃性制冷剂爆炸极限数据更能保证制冷剂使用中的安全性.

城镇燃气爆炸极限影响因素与计算误差的分析

可燃气体的爆炸极限是消防报警和安全使用燃气的重要参数之一 ,笔者对影响城市燃气爆炸极限的因素进行了讨论 ;同时指出有关文献上公布的燃气爆炸极限是一定条件下测定的 ,当空气中含有略低于文献公布爆炸下限或略高于文献公布爆炸上限的可燃气体 ,在一定的条件下也可能产生爆炸。对燃气爆炸极限的计算方法及其计算误差进行了分析 。

H_2、CO、CH_4混合气体爆炸极限的多元回归分析

The concentration explosive limits of polybasic explosive mixture gas of synthetic ammonia containing H2,CO,CH4 were systematically researched under ambient conditions.The regression eguations of explosive limits-concentrations were determined with the computer software SPSS.The results showed that the relative contents of H2,CH4 and CO had obvious effect on explosive limits,and the theoretical model was in good agreement with experment.

锂离子电池热解气体爆炸极限测定及其危险性分析

为定量研究锂离子电池热失控的危险性,利用锂离子电池在滥用条件下释放气体的种类及体积分数,计算锂离子电池热解气体爆炸极限并研究锂电池荷电状态对热解气体爆炸极限的影响。结果表明:在一定热失控条件下锂离子电池荷电状态为100%时其热解气爆炸下限为6.22%,上限为38.4%,在相同热失控条件下,锂离子电池热解气体的爆炸极限范围随着荷电状态的升高而增大,锂电池的荷电状态对热解气体的爆炸上限影响较大而对爆炸下限影响较小。在相似条件下,锂离子电池热解气体的爆炸极限范围比普通烃类气体大,一旦锂电池发生热失控会对锂离子电池运输造成潜在威胁。

可燃气体(液体蒸气)的爆炸极限与最大允许氧含量的对比研究

通过实验研究了可燃气体(液体蒸气)的爆炸极限规律,从全新的角度分析了各种浓度可燃气体(液体蒸气)的最大允许氧含量的规律,并运用数值分析原理拟合出其规律函数,可从理论上求得各种浓度可燃气体(液体蒸气)的最大允许氧含量值。通过爆炸极限和最大允许氧含量规律的对比研究,分析了两者相辅相成的重要关系,指出两者从不同角度界定了可燃气体(液体蒸气)的爆炸范围,是衡量可燃气体(液体蒸气)爆炸危险性的两个重要参数。

多元混合气爆炸极限的非线性预测研究

根据混合气的爆炸极限与混合气各成分的体积浓度之间具有非线性关系的特点,笔者提出采用神经网络非线性方法来计算含有H2,CH4和CO的多元混合气体的爆炸极限。在模型中,H2,CH4和CO的体积浓度作为输入,爆炸上限和下限作为输出。计算结果表明,该非线性模型预测混合气爆炸下限和上限的最大相对误差为3.90%,3.57%,而模型预测值与计算值的相关系数分别为0.971,0.981;非线性模型的预测结果要好于偏最小二乘回归的预测结果。当H2,CO,CH4在混合气中的体积浓度给定时,非线性模型能够准确预测混合气的爆炸极限。

高压高温甲烷-空气混合物爆炸极限试验

通过室内试验,研究甲烷-空气混合物在0.1~20 MPa和25~100℃条件下的爆炸极限和理论临界氧含量。采用高能量的通电钨丝点火系统,按照逐步逼近法获取爆炸极限点。基于试验数据,建立甲烷-空气混合物的高压高温爆炸极限预测模型。结果表明:随着初始压力和温度升高,甲烷的爆炸下限降低,爆炸上限显著增加,爆炸极限范围扩大,爆炸所需的最低临界氧含量降低,爆炸风险增加;甲烷-空气混合物在20 MPa和100℃条件下的爆炸极限为2.87%~64.40%,爆炸所需理论临界氧含量可降低至5.74%。爆炸上限处为贫氧状态,反应后有CO生成,爆炸下限处为富氧状态,反应产物多为CO2。