[發明專利]一種低溫瓦斯爆炸特性試驗方法

在審

• 申請號: 201510738209.2
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN105372404A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 姚成林;蔡安寧;肖露;陳金華;甘海龍;肖正;張斌;朱菁;王瑜;向真才
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明屬于安全領域，具體涉及一種低溫瓦斯爆炸特性試驗方法。

背景技術

目前，國內外尚沒有關于特殊環境下可燃氣體爆炸特性實驗研究方面的標準，我國僅有 中華人民共和國國家標準.GB/T12474－2008《空氣中可燃氣體爆炸極限測定方法》，該標 準規定了常溫常壓條件下可燃氣體爆炸極限的測定方法。但是，對于超低溫(0℃以下)環境 可燃氣體爆炸極限的測定還缺乏相應的技術手段。目前，我國部分科研院所雖有針對高溫或 高壓環境下可燃氣體爆炸特性研究的相關設備，但不能實現低溫環境下瓦斯爆炸特性研究。

在煤層氣利用過程中，其中深冷液化工藝是利用甲烷與氧氣以及氮氣的沸點不同，在超 低溫下對甲烷實施分離的技術。現有的低濃度煤層氣深冷液化工業化試驗裝置在-182℃的低 溫和0.3MPa的低壓下可把含氧煤層氣的分離和液化同步進行。在深冷液化過程中，甲烷濃 度穿越爆炸極限范圍。在此過程中，存在較大的爆炸危險性，需對該工況條件下的甲烷爆炸 極限進行測定，以便保障系統安全。因此急需一種低溫瓦斯爆炸特性試驗系統。

發明內容

鑒于此，本發明提供一種低溫瓦斯爆炸特性試驗方法。

本發明的目的是通過這樣的技術方案實現的，一種低溫瓦斯爆炸特性試驗方法，包括以 下步驟：

S1.檢查試驗系統氣密性；S2.進行配氣及濃度檢測；S3.點火能量，從低到高依次進行試 驗，直到點爆試驗罐內的氣體。

優選的，所述氣密性檢測包括常溫氣密性試驗和低溫氣密性試驗，

所述常溫氣密性試驗為：通過空壓機向試驗罐注入壓縮空氣至第一目標壓力，關閉壓縮 空氣進氣閥，使整個試驗系統內充滿壓力為第一目標壓力的壓縮空氣，一段時間后，若整個 系統內的壓縮空氣壓降不超過第二目標壓力，則認為氣密性良好；

所述低溫氣密性試驗為：常溫氣密性試驗合格后，打開閥V1、閥V2向試驗罐內膽和夾 層同時通入低溫氮氣，將罐體溫度降低到第一目標溫度，并將壓力維持在試驗狀態下的壓力， 然后進行檢漏。

優選的，在檢漏過程保持溫度變化不超過1℃。

優選的，所述配氣包括氮氣配氣、氧氣配氣和甲烷配氣；

所述氮氣配氣為：對試驗罐內膽充注一定量的液氮，利用液氮冷量對試驗罐進行降溫至 目標溫度；

所述氧氣配氣為：向試驗罐內膽充注一定量的氧氣，并調節相關閥門，使氧氣達到目標 溫度，同時試驗罐達到目標壓力；

所述甲烷配氣為：打開甲烷發生器出口閥使甲烷進入液氮預冷裝置，并控制液氮預冷裝 置出口的甲烷溫度為目標溫度。

優選的，所述氮氣配氣的具體過程為：打開閥門V2、V5、V10對試驗罐內膽充注一定 量的液氮后關閉閥門V2，利用液氮冷量對試驗罐進行降溫；當罐內氣體溫度至第二目標溫度， 壓力為第三目標壓力，關閉試驗罐排氣閥V5。

優選的，所述氧氣配氣的具體過程為：打開氧氣鋼瓶出口閥V4使氧氣進入液氮預冷裝 置，并控制液氮預冷裝置出口的氧氣溫度為第一目標溫度；同時通過V9閥門控制液氮量來 調節液氮預冷裝置的換熱強度，使氧氣溫度降低；當被預冷的氧氣達到指定溫度第一目標溫 度時，首先開啟罐內排氣閥V5，將罐內壓力降至第四目標壓力后關閉該排氣閥V5，之后關 閉排氣閥V7同時打開進入罐內膽的進氣口閥V10，充入溫度為第一目標溫度的氧，當罐內 壓力傳感器顯示壓力上升到第五目標壓力時，關閉該進氣口閥V10和氧氣鋼瓶閥門，停止充 氣。

優選的，所述甲烷配氣的具體過程為：打開甲烷鋼瓶出口閥使甲烷進入液氮預冷裝置， 并控制液氮預冷裝置出口的甲烷溫度為第三目標溫度；同時通過閥門V9控制液氮量來調節 液氮預冷裝置的換熱強度，使甲烷溫度降低，溫度達標后，關閉該排氣閥V7同時打開進入 罐內膽的進氣口閥V10，充入溫度為第三目標溫度的甲烷；當罐內壓力傳感器顯示壓力上升 到第六目標壓力時，關閉該進氣口閥V10和甲烷鋼瓶閥門，停止充氣。

優選的，當三種氣體都充入罐內之后，采用夾層降溫方式，使混合氣體降溫至試驗所需 的溫度和壓力。

由于采用了上述技術方案，本發明具有如下的優點：