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設備名稱:

氣液兩相蒸汽爆炸特性測試裝置


詳細介紹


裝置用途
本測試裝置通過調整測試反應器內氣液兩相空間的溫度、壓力及存在于氣相空間的可燃氣體/蒸汽、氧化性氣體及工藝氣體的氣氛,在滿足設定的壓力和溫度的條件下,通過設置在氣相空間的點火裝置點火,實現對測試容器內的氣液混合介質進行爆炸性檢測及燃爆特性測試,測試數據將為工藝體系的安全評估提供數據支持。

裝置組成

氣液兩相蒸汽爆炸特性測試裝置主要由測試反應器、溫度控制系統、配氣系統、液體進樣系統、攪拌系統、點火系統、防護附件、綜合控制及數據采集處理系統和殘液及尾氣處理系統構成。
工作原理
通過抽真空系統對測試反應器抽真空,排空測試反應器內的空氣后,將足量的液體樣品吸入測試反應器,關閉液體樣品管路的手動球閥,使測試反應器與外部環境隔絕,開啟導熱油循環加熱系統和磁力攪拌系統對測試反應器及內部的液體樣品加熱,隨著溫度的升高,測試反應器內部的飽和蒸汽壓力逐漸升高,當測試反應器內部溫度達到設定值后,溫度控制系統對測試反應器恒溫,使測試反應器內部的飽和蒸汽壓力穩定,控制系統記錄試驗該溫度下飽和蒸氣壓力作為初始壓力,按照設定的氧氣導入量和氮氣導入量控制自動配氣系統自動導入氧氣和氮氣,經設定時間的攪拌后,關閉磁力攪拌系統,點火系統自動對氣相部分的混合氣體點火,綜合控制及數據采集處理系統自動判斷壓力和火焰溫度變化,判斷測試反應器內混合氣體點火后是否發生爆炸。

技術指標

1 測試反應器
    1.1材質316L或更高規格防腐蝕易清洗材質,表面拋光、酸洗處理;
    1.2內容積:5±0.1 L;長徑比1.5:1
    1.3設計壓力:≥10MPa;
2 溫度控制系統
    2.1采用導熱油夾層循環的加熱方式,整體溫度均勻,不存在液體冷凝部位。
    2.2測溫范圍:0~400℃   分辨率:0.1℃
    2.3溫控范圍:0~300℃,釜體溫差不超過2℃(典型如法蘭部位和釜體內部);
    2.4控溫精度:±1℃。
3 配氣系統
    3.1配氣壓力測量范圍:0~1000kPa(絕壓)    精度:±0.1%FS
    3.2配氣壓力傳感器:配置三支以下量程的精密配氣壓力傳感器,共用一個安裝接口
        a 壓力測量范圍: 0~100kPa(絕壓)     精度:≥0.1%FS
        b 壓力測量范圍: 0~500kPa(絕壓)     精度:≥0.1%FS
        c 壓力測量范圍: 0~1000kPa(絕壓)   精度:≥0.1%FS
     3.3 預混氣接口:配置精密流量調節閥和高壓手動球閥
4 液體進樣系統
    液體進樣口設置在測試反應器頂部,配置雜質過濾組件,有效濾出液體樣品內雜質。
5 抽真空系統
5.1 真空裝置:旋片式真空泵,速率≥2L/min,極限真空:≤2Pa
5.2 油氣過濾裝置:在真空泵抽氣口配置油氣過濾裝置,有效濾出廢氣中的雜質,保護真空泵。
5.3 螺旋冷凝器:配置水冷式螺旋冷凝器,測試反應器內的高溫殘液經水冷式螺旋冷凝器冷凝/冷卻后吸入殘液瓶。
6 攪拌系統
6.1采用磁力攪拌方式,高扭矩,無密封器件,在高溫、高壓下試驗環境下密封良好。
6.2 攪拌部件能在300℃高溫下可靠運行,耦合器件無退磁。
6.3 攪拌速度連續可調,轉速調整范圍0~400rpm.
6.4 攪拌部件拆裝便捷,便于測試反應器內殘液的清理。
6.5攪拌部件具有抗爆性,可實現多次抗爆重復使用
7 點火系統
   點火系統采用三種方式點火,具有點火電流檢測功能。
7.1 電火花點火系統:
     電弧電壓:15KV
     電弧電流:30mA
     放電時間:0-400ms,步長10ms
7.2 熔絲點火系統:
     熔絲材料為環形鎳鉻絲,直徑0.08mm,長度約19mm
7.3 超高溫鉑熱點火系統:
     點火絲材質為鉑絲,純度99.99%,耐腐蝕,抗氧化,使用壽命長;
     鉑絲表面溫度≥1300℃,
8 安全附件
    8.1 埋入式爆破片:DN20,316L不銹鋼材質  保護壓力:11MPa±1MPa,5片
    8.2 過溫保護器件:配置油溫過溫保護器和加熱器過溫保護器,一旦油溫過溫或加熱器過溫自動切斷加熱器電源。
9 綜合控制及數據采集處理系統
    9.1通訊方式:
采用433MHz專用無線模塊和和專用測試分析軟件,實現計算機對設備的無線監控,數據無線傳輸,無線監控距離大于50米,433MHz專用無線模塊包括兩個獨立收發單元,不需要無線局域網等能與互聯網連接的任何技術支持,可防止設備遭到網絡攻擊。
   9.2試驗方式:
① 自動試驗方式:
通過本機的觸摸屏或遠程計算機的操作界面輸入控制參數并啟動試驗后,控制系統按設定值,自動完成抽真空、液體進樣、升溫及恒溫、配氣、攪拌、點火、爆炸檢測、數據采集、數據分析處理等試驗過程,試驗過程中所有動態溫度、壓力、時間等數據均在觸摸屏和遠程計算機同步顯示,試驗數據自動存儲,通過無線模塊自動上傳到計算機形成數據文件,監控軟件自動繪制爆炸壓力-時間曲線及火焰溫度-時間曲線,并可將試驗數據轉存到EXCEL,進一步分析處理。
② 手動試驗方式:
通過操作測試裝置的觸摸屏或遠程計算機監控軟件的模擬鍵盤使控制系統進入手動模式,動態顯示溫度、壓力、時間等數據,通過測試裝置的獨立操控鍵或遠程計算機監控軟件的模擬鍵盤即可由操作人員各控制抽真空、液體進樣、升溫及恒溫、配氣、攪拌、點火等實驗過程,試驗數據自動存儲,通過計算機監控軟件將實驗數據讀入計算機形成數據文件,監控軟件自動繪制爆炸壓力-時間曲線及火焰溫度-時間曲線,并可將試驗數據轉存到EXCEL進一步分析處理,在開展手動試驗時,監控軟件具有安全監控功能,對異常的壓力和油溫會自動分析判斷,并采取適當的措施并警示。
③ 爆炸檢測系統:
測試裝置配置爆炸壓力傳感器和高速火焰溫度傳感器,以壓力和火焰溫度變化作為氣爆炸性判定指標,判斷測試反應器內混合氣體點火后是否發生爆炸。
④ 數據采集系統:
測試裝置配置爆炸壓力傳感器和高速火焰溫度傳感器和6通道高速數據同步采集系統,信號直傳,無濾波器,在綜合控制系統同步信號的控制下,自動采集、存儲自點火時刻起測試反應器內部的爆炸壓力和火焰溫度數據,監控軟件自動繪制爆炸壓力-時間曲線和火焰溫度-時間曲線,自動計算最大爆炸壓力、最大壓力上升速率和最大火焰溫度,并可將試驗數據轉存到EXCEL進一步分析處理。
a爆炸壓力檢測范圍:0~10MKPa     分辨率:0.001MPa      采樣頻率:≥5kHz
b火焰溫度檢測:0~1200℃       分辨率:1.0℃     采樣頻率:≥5kHz
c 數據采樣時間間隔:0.2ms(5kHz)
d采集時間:0.1~5S (自點火時刻起連續采集)
    9.3 環境監測功能
    測試裝置具有環境溫度、環境濕度、大氣壓檢測功能。
       9.3.1 大氣壓:  30 kPa~110kPa     分辨率≥0.1 kPa
       9.3.2 環境溫度:10~35℃               分辨率≥0.1℃
       9.3.3 環境濕度:30~90%RH           分辨率:0.1%RH
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