[实用新型]一种精确能量喷射点火测量火焰形态的实验系统

说明书

本实用新型公开一种精确能量喷射点火测量火焰形态的实验系统，包括与压力罐连接的可燃气体瓶和惰性气体瓶，压力罐的排气端连接排气管道，排气管道上安装高压气动球阀和精确能量点火系统，排气管道的下游设有与控制处理系统连接的距离标定装置及摄像体统。本实用新型的有益效果为：在环境不同的条件下，可以测得不同可燃气体（或液体）泄放后形成喷射火焰的具体点火能量及相同可燃气体（或液体），不同初始释放压力下的点火能量的变化规律；测量随着时间的递增，高速火焰喷射至自由空间的形态变化，诸如火焰长度、火焰宽度、火焰尖端传播速度等，精准定位图片中的火焰位置，可以提高测量火焰相关数据的准确性，排除其他光源的干扰。

技术领域

本实用新型涉及高压可燃气体或液体突然泄漏遇点火源形成喷射火焰的监控领域，尤其涉及高压可燃气体或液体突然泄漏遇点火源形成喷射火焰的监控措施和危害程度的评估。

背景技术

可燃气体包含有很多种，诸如如氢气(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)、乙炔(C2H2)、丙炔(C3H4)、丁炔(C4H6)、硫化氢(H2S)、磷化氢(PH3)等纯净可燃气体。除纯净可燃气体外，还包括一些混合物可燃气体。例如，从石油加工或石油、天然气开采过程中得来的液化石油气（其主要成分是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯）；油田开采原油时伴随而出的天然气（主要成分为甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等），天然气的爆炸极限是5%-15%；无色无味且难溶于水的瓦斯（主要成分甲烷）；煤气的主要成分是CO、氢和烷烃、烯烃、芳烃等；沼气的主要成分是甲烷、其余为二氧化碳、氧气、氮气和硫化氢等等。可燃液体是指闭口杯闪点等于或高于45℃的液体。其中，在生活中常见可燃液体有酒精、汽油、柴油等等。可燃物质中的可燃气体和可燃液体突然泄放至空气中，能与空气混合形成一定浓度的可燃预混物质，如遇点火源会发生燃烧或爆炸，若可燃预混物质持续泄放则会形成持续的喷射火焰。

随着西气东输工程的逐渐竣工以及海上油气田的开发，天然气因为运输使用的便捷性以及价格的稳定性得到了迅速的发展。我国天然气产量在世界上排第5位，在人们的日常生活中，天然气的大量广泛的使用会导致各类危险源数量不断增加。在化工的生产、储存、运输和使用过程中,诸如天然气、液化石油气以及氢气等稍有处置不当,极易发生火灾和爆炸事故。据统计,可燃气体输运过程中59.5%为火灾事故,34.5%为爆炸事故,6%为其他事故。加压的可燃气体或液体在泄漏时形成射流,在泄漏口处若被点火源点燃就会形成喷射火。喷射火火焰及其热辐射会对周围人员造成伤害。喷射火事故一旦发生,极易造成周围设备严重失效甚至灾难性的破坏,进而发生一连串的次生事故,后果将不堪设想。诸如，1962年8月4日,沙特阿拉伯美石油公司火灾,由于其中一个储罐气体泄漏,遇到引火源形成了喷射火,火势将附近储罐的气体引燃并将安全阀融化；1984年1月9日,墨西哥国家石油公司在墨西哥城圣胡安的一个液化石油气转运油库发生了一连串的火灾和爆炸,起初源于喷射火事故的发生,先后又发生了蒸气云爆炸事故。通过综述分析，可以发现喷射火焰产生后的影响后果非常严重。因此，为预防喷射火事故的发生以及降低事故造成的损失，研究不同环境下不同可燃气体或液体导致形成喷射火点火能量的大小以及喷射火伤害范围具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种高压可燃气体或液体突然泄放被点燃并形成喷射火焰的实验系统与测量方法；通过精确能量点火系统可以精确控制电火花能量对可燃气体或液体实现主动点火，安全地实现可燃气体或液体的泄放，还可以判断不同环境条件下放电能量对于可燃气体或液体泄放的影响，监控可燃气体或液体的泄漏，并建立起评估喷射火焰伤害范围的评估体系。