低浓度煤层气输送阻火器设计参数优化分析

为保障低浓度煤层气的输送安全,实现“煤与瓦斯共采共用”,对适用于低浓度煤层气输送安全保障系统的阻火器结构参数进行优化研究,并进行测试实验。结果表明:低浓度煤层气输送管路上的阻火器应优选具有足够强度的金属板波纹型阻火芯,以抵抗强烈的爆炸冲击波;为了使火焰在传播过程中被加速冷却后熄灭,并减小阻力,将阻火器设计加工成“中间粗、两头细”的结构,中间阻火芯的直径应足够大;优化设计的DN500干式阻火器中,波纹板数量为2、间距为30 mm,波纹带厚度为0.25 mm,阻火芯外壳直径为1500 mm,当煤层气流速为15 m/s时,阻力为670 Pa;当火焰传播速度低于775 m/s时,该阻火器可以成功阻火。

板式过滤器在解决蓄热式热力焚化炉阻火器堵塞问题上的应用

蓄热式热力燃烧技术是目前精细化工行业中最主要的治理挥发性有机物(VOCs)废气的技术。在蓄热式热力焚化炉中,阻火器是一种用于防止火焰传播或扩散的关键装置。然而,阻火器很容易被废气中的颗粒物、固体物质或沉积物堵塞,从而影响炉内气体流动和燃烧效果。本文简单概述了三室蓄热式热力焚化炉的工艺原理,并对如何利用板式过滤器解决其阻火器堵塞问题的过程进行了详细的阐述。

氢气-空气预混气体火焰在管道阻火器内传播特性试验研究

通过建立试验装置,对氢气-空气预混气体火焰在不同管径波纹管道阻火器中的传播特性进行了试验研究。试验结果显示,氢气-空气预混气体在管道阻火器内的爆炸过程分为等压燃烧、压力快速上升和压力振荡3个阶段。爆炸过程中压力剧烈波动,随着管径的增大压力波动愈发明显,而火焰传播速度没有明显的变化规律。管径15 mm管道阻火器内压力上升速率急剧增大,升压持续时间仅0.5 ms。随着长径比的增大,阻火速度呈近似线性增大趋势。长径比为30时,阻火单元能使火焰淬熄,长径比增大到40时部分阻火器阻火失败。在相同的氢气体积分数下,火焰传播速度沿管道长度方向基本呈递增趋势,最大火焰传播速度发生在氢气体积分数为30%时。当阻火单元厚度增大到原阻火单元厚度的2倍时,虽然爆炸压力略有增大,但火焰传播速度呈现递减趋势,阻火器的阻火能力明显提高,双层阻火单元下的火焰淬熄效果明显优于单层阻火单元。

基于离子电流的阻火器性能测试火焰传感器研究

在阻火器性能测试中,通常会在管道上安装多组火焰传感器监测火焰的到达时刻,并以此计算得出火焰在管道中的传播速度。由于常用的光学传感器存在易误报、易积碳、稳定性差等问题,为保证火焰速度求解的准确性,设计研究了一种基于离子电流的火焰传感器。通过试验对比,确定了当传感器的测量电极材料为铬锆铜、电极间距2 mm、电极长度25 mm、激励电压为36 V时,传感器可以可靠地计算得出阻火器性能测试时的平均火焰传播速度。

管道阻火器性能测试方法研究

管道阻火器是可燃油气输送管线及生产装置的重要安全部件,对外界明火引发的爆炸后火焰沿局部管道向整个管网的传播起阻断作用。与国外相比,国内管道阻火器基础理论研究和性能测试方法研究存在相关标准产品滞后、测试技术体系不完善和不配套等问题。针对国内管道阻火器测试法规及标准,管道阻火器性能测试方法中的阻火单元结构尺寸检验、爆轰阻火器遭遇爆燃情况、非稳定爆轰与稳定爆轰过程进行探讨,指出开展阻火单元的结构尺寸检验、在阻爆轰试验后再考核阻爆燃试验以及开展非稳定阻爆轰测试的必要性。

不同初始压力下可爆预混气体通过波纹板阻火器的淬熄特性研究

阻火器是一种应用广泛的爆炸阻隔装置。为了深入理解影响阻火器性能的因素,通过实验方法探究了不同初始压力下可爆预混气体通过波纹板阻火器的淬熄特性。结果表明,可燃气的活性、体积分数和初始压力均会影响火焰速度稳定性、传播模式以及淬熄难度。实验发现火焰传播具有3种模式:直接淬熄、穿过阻火单元后逐渐淬熄、淬熄失败。可淬熄的最大初始压力p_(lim)用以表征火焰淬熄难度,虽然其最小值位于化学计量比,但仍在一定体积分数范围内保持恒定。此外,基于传热作用得到密闭管道中丙烷-空气预混气爆燃阻火速度公式,并进行了实验验证。

矿用防爆阻火器进气压力特性研究

本文以T400防爆发动机平板型进气阻火器为研究对象,应用Fluent软件模拟不同工况下阻火器的进气压力损失以及不同缝隙率对阻火器进气压力的影响。结果表明:不同工况下阻火器进气压力损失呈正线性关系,且工况对进气栅栏压力损失的影响较大,随着工况的不同,进气流量的增大,阻火器的进气压力损失也随之增加;缝隙率对阻火器进气压力损失影响显著且呈负相关。且不同工况下阻火器进气压力损失随缝隙率β的变化趋势趋于一致,当β<0.2时,进气压力损失变化较快,随着缝隙率β不断增大,阻火器进气压力损失变化速度趋缓,慢慢趋于稳定。

管道阻火器常用性能测试方法分析

管道阻火器是一种广泛应用于石油、化工、天然气等行业的重要安全设备,其主要作用是在管道内发生火灾时,通过阻止火焰和热气传播,保护管道系统的安全。因此,管道阻火器的性能直接影响到整个系统的安全性。为了保证管道阻火器正常工作,需要对其进行定期的性能测试。性能测试是评估管道阻火器工作性能的重要手段,通过对阻火器进行各种性能测试,可以了解其在实际工况下的工作状态,为设备的维护和更换提供依据。基于此,本文全面分析了管道阻火器的性能指标,然后阐述管道阻火器性能测试方法,仅供参考与借鉴。

浅谈阻火器在高浓度二硫化碳废气管道中的运用

管道阻火器是一种用于阻断可燃气体或液体的火焰向外扩散,并避免发生倒火而引发爆炸的一种安全设备。在石油、化工等行业中,被用来限制可燃物质,例如氧和水蒸气燃烧时所产生的热量,以防止设备受到火灾的威胁。用于输送和排放易燃、易爆气体的油罐和管道。本文主要探讨了阻火器在高浓度二硫化碳废气管道中的运用。首先分析了燃气预混气火焰在管道中传播规律和机理,其次分析了阻火器的材质和性能,最后分析了阻火器在高浓度二硫化碳废气管道中的运用。

阻火器国内外标准现状与性能试验分析

阻火器作为关键的安全保护装置被广泛应用于石油化工、VOCs治理等工业过程中,必须保证阻火器技术标准及时更新,产品检测技术能力也需进一步提升。本文综合分析了我国石油化工行业、煤炭行业GB、AQ标准和ISO 168852最新标准在适用范围和性能试验方面的差异,进而提出了阻火器性能试验的流程以及火焰传播试验、耐燃烧试验和流量试验等关键性能试验的技术要求。

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。

爆轰火焰在管道阻火器内的传播与淬熄特性

在水平封闭的直管中,采用自主研制的阻爆实验系统(包括传感器系统、配气系统、数据采集系统、点火系统等)对不同活性预混气体爆轰火焰在波纹管道阻火器内的传播与淬熄过程进行了实验研究。结果显示当可燃气体接近当量浓度时(丙烷4.2%、乙烯6.6%、氢气28.5%,均为体积分数),预混气体从点燃到火焰淬熄过程历时非常短,总体可分为4个阶段,缓慢燃烧阶段、快速燃烧阶段、加速燃烧阶段和超压振荡阶段。丙烷-空气、乙烯-空气预混气体在D=80 mm的管道阻火器中,爆炸压力峰值较高。当管道直径增加至400 mm时,爆炸压力峰值逐渐降低,其中乙烯-空气预混气体的爆炸压力峰值仅为3 MPa左右;氢气-空气预混气体的爆炸压力峰值随管径的增加呈递增趋势。对爆轰速度的研究结果表明,丙烷-空气、乙烯-空气预混气体爆轰速度数值相差不大,丙烷-空气预混气体甚至稍高些;而氢气-空气的爆轰速度数值较高。而且随着管径的增加,管壁热损失增大及其阻力因素等原因影响使预混气体爆轰速度趋向平稳。最后,从经典传热学理论出发,推导出了阻火单元厚度与爆轰火焰速度之间的关系。并结合实验数据,提出了爆轰安全阻火速度的计算方法,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。

波纹板阻火器对爆燃火焰淬熄作用的实验研究

对丙烷－空气爆燃火焰通过波纹板阻火器时的淬熄现象作了实验研究，并从热传导理论模型出发导出了爆燃火焰速度与阻火芯波纹尺寸关系的计算公式，该公式得到了实验的验证．这一结果也进一步证实了冷壁效应是爆燃火焰在狭缝中淬熄的主要原因．

阻火器性能测试试验系统的研制

阻火器是一种用来阻止易燃气体和易燃液体蒸气火焰蔓延的安全装置,近年来已被广泛应用在石油化工、天然气等工业领域。随着现代社会的发展,人们对于安全问题越来越重视,因此,对于阻火器的性能测试就显得必不可少。由于我国在阻火器型式试验研究方向起步较晚,目前国内尚未有阻火器性能完整的测试系统。为完善阻火器的性能测试,本文开展了阻火器性能测试试验系统的研制工作,以提高我国在这一领域的检测水平。系统能够完成试验所需的爆炸性混合气体的配置工作,气体燃烧爆炸过程中的压力、火焰速度及温度的测试工作,数据的分析处理工作。试验系统包括配气装置、传感器检测系统、数据采集装置。配气装置可以实现静态、动态混合配气的要求。传感器检测系统可完成火焰识别、温度采集、压力采集功能。数据采集装置可对数据进行处理,实时显示实验过程数据,并记录、处理试验数据。测试系统充分考虑了试验现场的安全性,测试精度完全满足阻火器型式试验的要求,且系统操作简单、方便、运行可靠,完成了多次阻爆测试和耐烧测试,其效果达到国家相关标准的要求。

新型阻火器阻爆性能检测系统研制

随着现代化工工业的发展,安全越来越受重视,改善可燃气体与液体管道输送和存储的本质安全化程度,保证阻火器的阻燃阻爆性能,提高其使用过程中的可靠性,对化工生产安全具有重要意义。与此同时,建立健全完善的阻火器性能检测评价体系尤为关键。在国内相关研究的基础上,依据相关标准建立了以不同点火方式,进行阻火器阻爆性能检测的新型测试系统,并设计了两种检测方式,根据检测系统获得的压力分布,建立相应的判据,定量地对阻火器阻燃、阻爆燃或阻爆轰性能等级进行分类。并以此方法和系统为基础,成功对某型阻火器进行了两种方式检测,检测结果一致性较好,证明此系统具有可行性和可靠性。

阻火器性能测试方法试验性研究

在现代工业生产过程中,可燃气体的爆炸事故频繁发生,造成大量的人员伤亡和严重的财产损失,因此对于管道内可燃气体燃烧爆炸的抑制研究已逐渐成为安全技术领域的一项重要课题。阻火器是一种用来阻止易燃气体和易燃液体蒸气火焰蔓延的安全装置,近年来已被广泛应用在石油化工、天然气等工业领域。阻火器通常安装在装置的进出口或者管道上,其中的核心部件阻火单元允许介质流通,阻灭火焰。随着现代社会的发展,人们对于安全问题越来越重视,因此,对于阻火器的性能测试就显得必不可少。由于阻火器的相关检测技术在我国开展得较晚,相对国外标准而言,国内标准不仅技术滞后、更新周期长而且体系不完善不配套。因此本文对阻火器性能测试方法进行了研究,以提高我国在这一领域的检测水平,推动国内对阻火器性能完整检测现有技术的完善,同时对保障安全生产和人民的生命安全也具有重要的现实意义。

用于混合介质的阻火器爆炸级别探讨

石化企业燃料气经常是含氢的气体混合物,目前对含氢气体混合物的爆炸级别以及用于含氢气体燃料气阻火器防爆等级存在不同的看法。根据国家和行业标准,认为对于含氢气体混合物燃料气,应当选择ⅡC级的防爆阻火器。

矿用防爆柴油机排气阻火器的优化设计

采用FLUENT软件对防爆柴油机平板式排气阻火器进行数值模拟,分析阻火器的扩张腔直径、平板间隙对淬熄距离和压力损失的影响。利用回归分析法对模拟结果进行分析,得到了优化目标的回归模型,采用线性加权法合并两个回归模型,得到多目标函数,在一定约束条件下,对多目标函数进行最优求解。最终得到阻火器扩张腔直径为入口直径的(2.5~3)倍最为合理;设计平板式阻火器式可取较小的平板间隙满足淬熄火星,增大扩张腔直径来改善压力损失。

火焰速度和爆炸压力对阻火器阻火性能的影响试验

根据ISO 16852—2008《Flame Arresters—Performance Requirements,Test Methods and Limits for Use》和GB/T 13347—2010《石油气体管道阻火器》的要求,在相同规格试验管路、相同点火距离及不同管路长度的条件下,对阻火器阻火性能进行了测试,得到了阻火器阻火成功与失败时测试点处的火焰速度和爆炸压力值。试验结果表明,爆炸压力和火焰速度均是阻火器阻火性能的重要参数,此结果可为制定阻火器产品合格判据提供有效依据。

石油气体管道阻火器阻火性能测试系统研制

目前国内外关于阻火器阻火性能的测试研究主要集中在某一特定条件下的火焰传播规律方面,缺乏较为系统的阻火性能测试研究及装置研制。依据国内外阻火器测试研究成果,自行设计加工了一套石油气体管道阻火器阻火性能测试系统,制定了测试方案。采用该测试系统对阻爆燃和阻爆轰阻火器分别进行了13组实验测试和分析。在阻爆燃测试中,引爆段火焰传感器监测到爆燃火焰,火焰平均传播速度处于爆燃阶段。而保护段未监测到火焰信号,火焰未通过阻爆燃阻火器。在阻爆轰测试中,引爆段火焰传感器监测到爆轰火焰,火焰平均传播速度达到爆轰阶段,火焰无法通过阻爆轰阻火器进入保护段,阻火器能够有效使用。实验测试分析证明该测试系统可以有效可靠地检测石油气体管道阻火器的阻火性能。