磨煤机惰化系统防爆燃及对爆燃火焰淬熄影响分析

剖析磨煤机惰化系统防爆燃作用机理及对爆燃火焰淬熄的影响,提出惰化系统自动控制逻辑优化建议,为磨煤机惰化系统防爆燃及加速爆燃火焰淬熄提供可靠依据,以保障机组安全稳定运行。

瓦斯爆燃火焰在狭缝中的动态传播及淬熄特性

为研究狭缝对瓦斯爆燃火焰的阻燃机理,在单步不可逆化学反应和EBU-Arrhenius燃烧模型基础上,对不同火焰初始速度和狭缝间距的瓦斯爆燃火焰动态传播规律及淬熄特性进行数值模拟。数值结果表明,在火焰初始速度小于167 m/s且狭缝间距小于1.2 mm条件下,瓦斯爆燃火焰在狭缝中均有可能发生淬熄。淬熄距离与火焰初始速度及狭缝间距有关,即初始火焰速度或狭缝间距越小,淬熄距离将随之减小,火焰越容易被阻燃。实验验证表明,数值模拟结果与实验数据吻合较好,但是当火焰初始速度增大时计算误差随之增大,其原因是由于湍流强度增大使淬熄温度发生变化。

丙烷-空气爆燃火焰通过平行板狭缝时的淬熄研究

对丙烷－空气预混气的爆燃火焰在平行板狭缝中传播时的淬熄现象进行了实验和理论研究，给出了火焰传播速度与淬熄直径、淬熄长度的关系，对爆燃火焰在狭缝中淬熄机理作了探讨，并得到了有实用价值的结论。

气体爆燃火焰在狭缝中的淬熄

通过叙述可燃气体爆燃火焰在平行板狭缝中传播时产生淬熄的实验和理论研究结果，给出了用甲烷、丙烷、乙炔、氢气等四种可燃气体与空气的预混气作为实验介质所进行的爆燃火焰淬熄实验中，火焰传播速度与淬熄直径、淬熄长度之间的关系。对于气体爆燃火焰的淬熄理论模型进行了探讨，得到了有应用价值的结论。

分岔处点火T型管道内瓦斯爆燃火焰传播规律研究

采用自制T型透明分岔管,由分岔处点火并测试瓦斯爆燃火焰阵面在两端完全封闭一端弱封闭的分岔管道内传播过程中的光电信号、离子电流、温度信号、超压信号的变化。结果表明:分岔处点火T型管道内瓦斯爆燃火焰向三个端口传播过程中,表现出层状火焰、振荡火焰、爆燃火焰三种典型状态;火焰向完全封闭的支管和直管右端口分别传播的过程中,速度、离子电流强度均较小(最大1.32m/s、0.024μA),而向直管左侧弱封闭端口方向传播相对较大(最大33.17m/s、0.31μA),均相差一个数量级;各截面测点峰值温度,分岔处1042K>支管处928K>直管左侧793K>直管右侧669K,而峰值超压,支管处0.162MPa>直管右侧0.135MPa>直管左侧0.036MPa;爆燃火焰向两个完全封闭端口传播过程中,由于压缩波的负反馈作用产生逆流现象;特别是向支管端口传播过程中,由于分岔壁面的存在,在压缩波负反馈和高温气体产物正反馈的共同作用下,火焰又呈现出振荡前行的状态。

预混乙炔-空气爆燃火焰在平板狭缝中传播与熄灭的实验研究

通过对预混乙炔-空气爆燃火焰在平板狭缝中的传播与熄灭过程进行试验研究,分析临界火焰传播速度、狭缝高度和熄灭长度之间的关系。实验结果表明,当狭缝高度一定时,临界火焰传播速度越大,熄灭长度越大,熄灭长度与临界火焰传播速度近似呈正比例关系。在相同的临界火焰传播速度条件下,随着狭缝高度的增加,熄灭长度值迅速增大,说明狭缝高度对预混火焰的传播与熄灭有显著影响。

金属丝网对甲烷/空气爆燃火焰传播特性的影响

在自主设计的方形管道中开展了金属丝网对甲烷/空气预混气体爆燃火焰传播特性影响的实验,通过改变金属丝网的目数和层数,探讨其对爆燃火焰超压和温度的影响。结果表明:金属丝网能有效抑制爆燃火焰的超压与温度,安装金属丝网后,管道内测得的超压峰值与温度峰值相较于无金属丝网均出现降低,温度峰值衰减率最高达到52.37%,超压峰值衰减率最高达到66.84%;金属丝网的目数和层数是影响金属丝网对超压抑制效果的重要因素,层数与目数较小时,达到超压峰值的时间相较于无金属丝网时提前,层数与目数适中时,超压曲线出现二次峰值现象,层数与目数较大时,超压能得到有效抑制;随着目数与层数的增加,火焰热量向前扩散速度变慢,温度曲线起始时间相较于无金属丝网时延后。

新型爆燃火焰消除器

最新研制出的25000系列双向爆燃火焰消除器(附图略)可用于液体储罐和管路系统。它是专门设计用来承受并抑止在蒸汽回收或储罐支管系统中遭遇到的、在那些冗长或复杂的管路运行中可能发生的火焰前沿。火焰消除器能止住来自任一方向的火焰前沿——即使它已引爆。

波纹管道阻火器内火焰传播的实验与数值模拟研究

对乙烯-空气预混火焰在波纹管道阻火器中的传播与淬熄过程进行了实验和数值模拟研究,实验结果显示:当乙烯接近当量浓度时,预混气体爆炸压力变化过程可分为4个阶段,等压燃烧阶段、缓慢上升阶段、快速上升阶段和压力振荡阶段;在爆炸过程中,由于反射压力波和火焰相互作用的影响,超压值出现多次振荡,压力振荡阶段一般可以持续数十毫秒;乙烯-空气火焰传播速度随管径增加、阻火单元波纹高度减小呈递增趋势,而且随着阻火单元厚度的增加,阻火器的阻火能力明显提高,可以更有效地使火焰淬熄。数值模拟结果显示:在管道封闭端点火后,火焰面呈半球形并以层流扩散的方式向四周传播;当火焰传播到管道壁面时,在管道壁面的约束作用下,火焰面发生变形,壁面附近的火焰逐渐超过了管道轴线附近的火焰,最后形成了"郁金香"状的火焰结构;当爆燃火焰经过阻火单元时,高温已燃气体被其吸收大量热量,同时在反应区产生的稀疏波作用下,气体温度逐渐降低、化学反应速率迅速减小,最终导致火焰被熄灭。通过模拟计算结果可以看出,在整个爆炸过程中,火焰传播速度与爆炸压力波动均较为明显。并提出了孔隙率和阻火单元厚度对火焰传播的影响机制。基于传热学理论模型,并结合实验数据,得出了爆燃火焰速度与爆炸压力之间的关系,为工业装置阻火器的设计和选型提供更为准确的参考依据。

爆震波形成过程试验研究

对三种不同结构(小环形、大环形、圆形)的爆震室进行不同参数的爆震试验,研究爆震波的形成过程。发现小环形爆震室在可燃混合物当量比φ≥1.1、大环形爆震室和圆形爆震室均在当量比φ=1.2时,无论有无孔板,爆震波都会在爆震室封闭端附近形成。预燃室环形聚心火焰点火方式,集预燃室两步起爆法、环形火焰聚心和激波聚焦原理、弯管加速火焰法于一体的点火起爆方式,加速了爆震波的形成过程。