粉尘爆炸参数的检测之欧阳学创编Word文档下载推荐.docx
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通过防爆型测尘仪(粉尘仪)对现场粉尘浓度进行实时监控,能有效降低粉尘爆炸的风险。
CCD-500防爆测尘仪采用激光光散射技术,利用激光光束照射到含尘气流上,使光束产生散射光,粉尘浓度越高,产生的散射光强度越大,由此测出粉尘浓度。
1.1.3仪器特点
光散射法测定公共场所空气中粉尘浓度,无需称重,可直读粉尘浓度值,最快可实现0.1分钟快速测量。
具有快速、灵敏、稳定性好、体积小、重量轻、无噪声、操作简便、安全可靠等优点。
一方面该方法具有较高灵敏度而需要的样品量少,并可省去或者简化样品处理步骤,因此采样时间和分析时间均可大大缩短;
另一方面,该方法无需样品储存,从而避免或减少了分析方法中的各种可能的误差因素。
使用者可依据场所不同,设置报警浓度阈值,当粉尘测量浓度到达该值时,粉尘仪自启动报警装置,实现超标预警。
粉尘仪也可联动喷淋、雾炮或换风装置,形成集监测、报警、降尘于一体的粉尘在线监控系统。
通过粉尘仪快速测尘及降尘设备的相互配合,会大大降低作业场所粉尘浓度,避免粉尘浓度持续升高而引起爆炸。
1.2ACG-1型光电测尘仪
1.2.1检测对象
1.2.2检测原理
当设备通电时,光源发出的光通过凸透镜变为平行光,通过滤纸打到硅电池上,硅光电池输出电流,由毫安表读出电流的大小。
当含有粉尘的气体通过滤纸是,滤纸上聚集了粉尘,经过滤纸照射的硅光电池亮度减弱,微安表指示减少,从而可根据测尘前后光电流的变化来反映粉尘浓度。
1.3PKD20-L球爆炸测试仪
1.3.1检测对象
粉尘爆炸时的最大爆炸压力、粉尘爆炸指数、粉尘爆炸下限、粉尘爆炸极限氧浓度、最大爆炸压力上升速率。
1.3.2检测原理
20-L球爆炸测定系统的工作原理如图所示。
实验前储粉罐内放置被测的粉尘和压缩空气。
点火时,先通过2MPa压缩空气驱动,打开气粉两相阀,储粉罐内的粉尘被压缩空气吹入到压力容器内,通过分散喷嘴在容器内形成粉尘云,此时关闭气粉两相阀,后由控制箱给出点火信号,容器内的点火头将粉尘云点燃。
实验过程由PLC精确控制,点火延时可以精确至1ms。
测控计算机可以显示和保存爆炸过程的压力时间曲线。
1.4粉尘云最小点燃能量测定系统(MIE)
1.4.1适用条件
1)有机玻璃管容积为1.2L升。
2)采用静电点火源。
3)粉尘分散系统储气室容积为50cm3,工作压力,0.6-0.7MPa。
4)触发方式包括:
高压继电器触发、移动电极触发、三电极辅助火花触发、电压增加触发和粉尘触发方式。
负载方式包括:
无负载,电感负载和电阻负载方式。
1.4.2检测原理
正确地确定粉尘云最小点燃能量,是科学地反映粉尘爆炸敏感度必不可少的步骤。
它可以判断粉尘加工设备和工作场所的危险情况,在一定条件下,可以确定爆炸防护措施的规模和费用,直接关系到生产安全与经济效益。
系统主要由哈特曼管实验装置、静电火花发生系统及控制与数据采集系统三部分组成。
实验时将粉尘放入哈特曼管底部,通过进气阀将压缩空气充入储气罐,然后开启喷粉阀,压缩空气将粉尘分散到哈特曼管中形成粉尘云,通过电火花发生器产生的静电火花点火。
通过现场或摄像机观察粉尘云是否被点燃。
1.5Hartmann管式粉尘爆炸实验仪
1.5.1检测对象
测试粉尘爆炸下限、用作测试粉尘最小着火能量的粉尘分散、爆炸管
1.5.2检测原理
高压空气将粉尘均匀的分散在Hartmann装置内部,由电点火器点火引爆粉尘,通过该装置上外带检测仪器检测出发生爆炸是所需要的数据。
1.5.3仪器特点
装置顶部设有三级泄爆口,可以采用塑料薄膜、纸张等简易材料作为泄爆膜来观察、体会爆炸产生的一些现象,如压力、火焰和声音,对粉尘爆炸产生比较直观的感觉。
可定性测试粉尘的可爆性,本仪器可用于定性测试粉尘是否会爆炸,简易、直观。
通过调整加入粉尘的量和分散压力,可以测得粉尘的爆炸下限。
在实验条件完全相同的情况下,通过比较测得的爆炸压力大小,可以定性比较粉尘爆炸的猛烈程度。
二、粉尘爆炸参数检测
选择Hartmann管为本次实验的操作装置。
并附加BPR-3型压阻式压力传感器。
测定具体某一情况下的粉尘最大爆炸压力Pmax、粉尘最大爆炸压力上升速率max、粉尘最小爆炸浓度即爆炸下限MEC、极限氧浓度LOC。
2.1测定参数解释
爆炸压力(Pm):
在爆炸过程中达到的相对于着火时容器中压力的最大压值。
最大爆炸压力(Pmax):
在多种反应物浓度下,通过一系列试验确定的爆炸压力的最大值。
压力上升速率[(dp/dt)m]:
在爆炸过程中测得的爆炸压力随时间变化曲线的最大斜率。
最大压力上升速率[(dp/dt)max]:
在多种反应物浓度下,通过一系列试验确定的压力上升速率的最大值。
爆炸下限浓度(MEC)/(LEL):
用于规定的测定步骤在室温和常压下试验时,能够靠爆炸罐中产生必要的压力,维持火焰传播的空气中可燃粉尘的最低浓度。
极限氧浓度(LOC):
粉尘、惰性气体和氧气的混合物在试验条件下不会发生爆炸的最大氧浓度。
2.2测量对象
选用萘酐粉尘为实验用样品粉尘。
萘酐是由碳氢氧三种元素组成的有机化工原料,分子式为C10H6O2。
萘酐粉尘是一种燃烧热很大,熔点较低的可燃粉尘,在工艺中其环境温度可达到260℃,所以实验中萘酐粉尘是一种多相混合物的爆炸。
在实验中样品的准备、称量时,考虑在超过158℃的实验温度有蒸发量,保证实验结果的准确。
2.3实验过程
1、制备粉尘样品:
选取欲测试样品100g左右,利用恒温干燥箱干燥1小时,温度设置为105度;
2、将空压机和实验装置用气管连上
3、启动空压机(将旋钮拔出)
4、称量1克左右的样品,均匀放置在Hartmann管底部分散器四周;
关闭防护罩门;
启动进气电磁阀,观察压力表的示数,压力一般在0.4~0.6MPa就可以完成实验;
5、按下喷粉引爆,完成点火引爆;
6、观察并记录实验结果;
7、关闭点火线圈按钮,清理仪器,完成一次实验。
需要说明的是,测试某种粉尘能否爆炸,一般需要多次重复实验,也许需要改变粉尘的分散压力(但要<
1.0MPa)和粉尘浓度。
判断是否爆炸的判据可以根据是否产生压力突升,可以在Hartmann装置顶部安装塑料薄膜或其它易碎材料(如普通打印纸)来观察。
2.4实验结果
在测量最大爆炸压力和压力上升速率时,选取100℃、150℃和255℃,3个环境温度的实验条件。
实验结果见图1.对爆炸下限浓度和安全样含量的实验除了上述3个温度外,还进行常温条件下的实验测试。
实验结果见图2.
粉尘爆炸猛烈度包括最大爆炸压力和最大压力上升速率俩个参数,从实验结果来看,温度对最大爆炸压力几乎影响不大,而对最大压力上升速率的影响很大,这就说明环境温度的升高会增加粉尘爆炸的猛烈度。
爆炸下限浓度和安全氧含量受温度影响很大。
随着环境温度的升高,爆炸下限浓度和安全氧含量迅速降低,这说明随着环境温度的升高加大了爆炸范围和氧的需求量。
这是因为发生反应的活化份子随着温度的升高而增多,而反应速度与活化分子占总分子数的百分比成正比。
特别是在气固多相反应中,固体表面和气相物质是反应的主要场所,比表面的大小、气相物质的含量、反应温度的高低和活化能的大小都对与反应速度具有很大的影响,随着环境温度的升高,空气中样的活化分子数量迅速增多,萘酐粉尘颗粒蒸发速度加剧,颗粒表面氧分子吸附量也随之增加,因此,反应速率就会迅速增加,从而引起爆炸压力上升速率也会迅速增加,而由于反应物的总量不会增加,生成热也不会增加,所以反应后由于气体膨胀产生的压力大小不会发生变化,因此测试到的爆炸压力不会有很大变化。
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