[實(shí)用新型]高壓可燃?xì)怏w管道泄放靜電監(jiān)測(cè)及精準(zhǔn)能量點(diǎn)火裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721626415.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207473007U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘旭海;閆偉陽(yáng);汪志雷;蔣益明;華敏;蔣軍成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 張玉紅

本實(shí)用新型公開(kāi)了高壓可燃?xì)怏w管道泄放靜電監(jiān)測(cè)及精準(zhǔn)能量點(diǎn)火裝置，其特征在于，包括氣體壓力罐、高壓管道、噴嘴、靜電測(cè)量系統(tǒng)、精準(zhǔn)能量點(diǎn)火系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)，高壓管道兩端分別連接氣體壓力罐和噴嘴，靜電測(cè)量系統(tǒng)對(duì)高壓管道內(nèi)靜電電壓電位波形進(jìn)行測(cè)量，噴嘴出設(shè)有精準(zhǔn)能量點(diǎn)火系統(tǒng)，拍攝裝置進(jìn)行高速紅外攝像。本實(shí)用新型所述的有益效果為：可以應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)中可燃?xì)夤艿垒斔拖到y(tǒng)，用于靜電的監(jiān)測(cè)和防控，監(jiān)控和預(yù)防可燃?xì)怏w泄漏；精確控制電火花能量對(duì)可燃?xì)怏w實(shí)現(xiàn)主動(dòng)點(diǎn)火，安全地實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w的泄放，還可以判斷靜電積累與放電對(duì)于可燃?xì)怏w泄放的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及高壓可燃?xì)怏w自燃的機(jī)理測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及高壓可燃?xì)怏w管道泄放靜電監(jiān)測(cè)及精準(zhǔn)能量點(diǎn)火裝置和方法。

背景技術(shù)

可燃?xì)怏w包含很多，諸如氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)等，甲烷是天然氣的主要成分。天然氣和氫氣都屬于清潔能源。隨著化石能源的日益枯竭，人類(lèi)對(duì)于清潔能源的需求越來(lái)越大，且由于很多可燃?xì)怏w的最小點(diǎn)火能較低和火災(zāi)或爆炸極限區(qū)間廣，很多學(xué)者對(duì)清潔能源的安全使用展開(kāi)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究。許多國(guó)家和地區(qū)對(duì)于清潔能源的安全使用都制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以防止因操作不當(dāng)或者意外事故導(dǎo)致可燃?xì)怏w發(fā)生火災(zāi)或者爆炸事故。

目前，關(guān)于高壓可燃?xì)怏w突然泄漏的自燃機(jī)理研究，主要還是針對(duì)某種特定的可燃?xì)怏w，諸如甲烷和氫氣。甲烷的研究主要以河南理工大學(xué)為代表的科研機(jī)構(gòu)，他們研究甲烷在激波管內(nèi)發(fā)生自燃的現(xiàn)象，主要研究方向是甲烷自燃的擴(kuò)散點(diǎn)火機(jī)理，他們研究了瓦斯發(fā)生點(diǎn)火燃燒的臨界壓力、激波速度以及火焰強(qiáng)度，對(duì)天然氣的安全使用提供了理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。氫氣的研究主要以中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)和美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等為代表。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)以氫氣自燃的擴(kuò)散點(diǎn)火機(jī)理為研究重點(diǎn)，分析了不同激波強(qiáng)度和不同釋放環(huán)境下擴(kuò)散點(diǎn)火理論符合情況，證明了擴(kuò)散點(diǎn)火理論的可行性。美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室以氫氣自燃的靜電點(diǎn)火機(jī)理為研究重點(diǎn)，對(duì)氫氣管道中不同雜質(zhì)引起的靜電釋放過(guò)程進(jìn)行了研究，相關(guān)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了靜電點(diǎn)火理論的可行性。目前，自燃擴(kuò)散點(diǎn)火機(jī)理的研究有大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，關(guān)于自燃靜電點(diǎn)火機(jī)理的研究尚不是非常完善。本專(zhuān)利主要是以示波器來(lái)研究靜電積累和靜電放電后電位變化的研究，可以彌補(bǔ)可燃?xì)怏w自燃靜電點(diǎn)火機(jī)理研究中尚需要探索的區(qū)域。

事故調(diào)研發(fā)現(xiàn)，可燃?xì)怏w泄漏時(shí)多卷吸微粒釋放進(jìn)而誘發(fā)其自燃。譬如，2016年1月26日下午3時(shí)10分，江蘇常熟經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的江蘇某化工有限公司突發(fā)火災(zāi)，火勢(shì)已于當(dāng)晚8時(shí)50分左右被撲滅，事故沒(méi)有造成人員傷亡。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查看分析，在極寒的天氣下，氫氣管道閥門(mén)處的墊片被凍裂，隨后氫氣發(fā)生泄漏。高壓氫氣夾帶著墊片處的微粒（氧化鐵等）從閥門(mén)處沖出產(chǎn)生了大量的靜電，最終誘發(fā)氫氣自燃引發(fā)火災(zāi)，造成大量財(cái)產(chǎn)損失。本專(zhuān)利通過(guò)靜電傳感器的示波器系統(tǒng)與精準(zhǔn)能量點(diǎn)火系統(tǒng)聯(lián)用，以期通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立導(dǎo)致可燃?xì)怏w卷吸微粒自燃的臨界值評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)而得到控制可燃?xì)怏w中微粒量的評(píng)價(jià)方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型旨在提供一種高壓可燃?xì)怏w（氫氣、甲烷等）經(jīng)管道泄放過(guò)程中以及泄漏口的靜電監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法；通過(guò)布置該系統(tǒng)可監(jiān)控和預(yù)防可燃?xì)怏w泄漏，安全地實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w的泄放，還可以判斷靜電積累與放電對(duì)于可燃?xì)怏w泄放的影響。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：