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1方案目标
搭建管间阻火器(In-lineflamearrester)阻爆燃试验(Deflagrationtest)装置和阻非受限稳态爆轰(Stabledetonationwithoutrestriction)试验装置,实现管间阻火器阻爆型式试验的开展。
方案制定的依据为标准BSENISO16852:2016《Flamearresters-Performancerequirements,testmethodsandlimitsforuse》。
本方案搭建的试验平台均适用于标准规定的代表不同爆炸等级的CH4、C3H8、C2H4、H2四种可燃介质(IIA、IIB、IIC等),其试验浓度详见标准规定。
依据标准规定,在开展管间阻火器阻爆燃及阻爆轰试验时,试验管路的规格必须与阻火器规格相同,无法采用变径的方式在一个规格试验管路上完成不同规格阻火器的试验。因此,在搭建试验装置时,必须首先确定待测阻火器的规格。为了使委托方初步具备多规格阻火器测试能力,本方案选定DN50、DN100、DN200三种规格设计本方案。
2公共配气装置搭建方案
在开展阻爆燃及阻爆轰试验时,均需要向试验装置内通入一定浓度的预混气体。由于试验装置体积较大,且对混气浓度及均匀程度要求高,不适合采用抽真空一一分压法配气的方法,故本方案采用动态配气法置换试验装置内空气。因此,需要搭建动态配气系统。调研发现,为每一套试验装置均配置一套动态配气系统并不科学。较优的方案是将配气系统作为阻火器火焰传播试验平台的公共装置,提供给所有试验装置使用。
拟搭建的动态配气系统方案流程如图1所示,主要由可燃气体钢瓶柜、空气压缩机、缓冲气罐、动态配气柜等组成。4瓶位(可设置更多)气体钢瓶通过管线及阀门连接配气柜入口。空气经过滤器、压缩机、缓冲气罐,通过管线及阀门连接配气柜另一入口。配气柜内部设置高精度质量流量计,通过设定配气浓度,将可燃气体和空气混合至设定数值,然后输出至出口。混合气体进入试验装置后,将置换内部空气。在试验装置末端设置红外线气体分析仪,待末端浓度与配气浓度相同时,即停止配气。
动态配气柜
配气柜入口
配气柜出口
钢瓶及瓶柜
空气柜
图1配气系统流程示意图(可燃气体浓度在线检测仪未示出)
3管间阻火器阻爆燃试验装置
管间阻火器的试验装置流程如图2所示,由管道(包括非保护侧管道和保护侧管道两局部)及附属管件阀门等、待测阻火器、测量仪表、点火系统、控制及数据采集系统等组成。由配气系统输出的混合气体,经进气管线及阀门通过试验管道,然后排出至外部空间。当混合气体置换完毕容器内空气后,关闭排气阀门。点火系统点火,爆燃火焰在非保护侧管道内传播,当到达阻火器时,被阻火。通过火焰探测器和压力传感器记录火焰和压力信号,判断反响是否为爆燃状态以及阻火是否成功。
点火系统
非保护侧管道
排空阀
:火焰探测器
保护侧管道
压力传
排空阀
••:烽破片
1
R1
电磁阀
图2管间阻火器阻爆燃试验装置流程图(不按比例)
4阻稳态爆轰型式试验装置
阻稳态爆轰型式试验装置流程如图6所示,主要由非保护侧管道及附属关键阀门、保护侧管道及附属管件阀门、待测阻火器、测量仪表、点火系统、控制及数据采集系统等组成。
由配气系统输出的混合气体,经进气管线及阀门通过试验管道,然后排出至外部空间。当混合气体置换完毕容器内空气后,关闭排气阀门。点火系统点火,爆燃火焰在非保护侧管道内传播,并开展成为稳态爆轰。当到达阻火器时,被阻火。通过火焰探测器和压力传感器记录火焰和压力信号,判断反响是否达到稳定爆轰,以及阻火是否成功。
控制及数据采集系统
爆破片图6阻稳态爆轰型式试验装置
排空阀