一种模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的方法与流程

本发明涉及大型变压器输电消防，具体涉及一种模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的方法。

背景技术：

1、大型充油设备一般含油量达130t以上，一旦发生爆炸火灾，规模大、冲击力高。目前消防炮是直接采用常规性炮体，并未考虑大型充油设备特殊的爆炸火灾场景需求，其耐火、抗爆等性能难以满足特高压换流站、变电站大型充油设备关于灭火装备的实际需求。国家规范gb 19156-2019《消防炮》在第5.2节中关于零部件性能的隔爆要求进行了规定，指出“具有隔爆要求的消防炮应符合gb 3836.2的有关规定”。该标准仅对消防炮本体提出了隔爆要求，对消防炮可以有效承受外部冲击、抗爆等相关的要求并未进行说明。

2、在大型充油设备周边已布置消防炮系统以预防可能发生的火灾爆炸情况，但目前消防炮是直接采用常规性炮体，并未考虑大型充油设备特殊的火灾场景需求，其耐火、抗爆等性能难以满足特高压换流站、变电站大型充油设备关于灭火装备的实际需求。由于高压安全带电距离的限制，消防炮一般布置在大型充油设备较近区域，其性能受爆炸火灾冲击影响大，存在失效风险，而实际应用中消防炮是否失效只有在发生火灾或者爆炸的时候触发对应的消防炮才能知晓，而此时才了解消防炮属于失效消防炮对于火灾或者爆炸情况的控制十分不利，难以及时扑灭火灾，存在极大安全隐患。因此，如何分析消防炮的失效条件成为研究重点问题。

3、在大型变压器输电消防技术领域，大多是对消防炮本身结构的设计以及消防灭火系统的灭火原则进行设计，例如中国专利公开号cn111790082a公开的适用于特高压换流站消防灭火系统的运行控制方法，还例如中国专利公开号cn107485817a公开的一种三相射流消防灭火技术移动式实验平台及其应用方法，并没有对大型充油设备周边消防炮的失效条件进行研究，从而难以预见在充油设备火灾或者爆炸情况下消防炮是否会失效，从而无法保证消防炮系统的灭火效果，存在安全隐患。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于现有技术缺乏对大型充油设备周边消防炮的失效条件的研究，难以预见在充油设备火灾或者爆炸情况下消防炮是否会失效，从而无法保证消防炮系统的灭火效果，存在安全隐患。

2、本发明通过以下技术手段解决上述技术问题的：一种模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的方法，所述方法包括：

3、步骤a：选取平坦试验场地，以爆心为中心互成90°布置两条压力测试线路，每条压力测试线路设置若干压力测试点，爆心以及各个压力测试点等间距线性排布，在距离爆心第一预设距离处布置红外热像仪和摄像机，并在爆心上方第二预设距离布置无人机，进行多次油料燃爆实验得到流场参数，流场参数包括各个压力测试点的压力及温度，爆心对应的火球大小；

4、步骤b：设置步骤a相同的实验条件并记录对应的流场参数，每次实验距爆心由远到近依次放置消防炮到对应的压力测试点，进行油料燃爆实验，每次实验分析消防炮的部件，评估其性能，从而判定消防炮是否失效，在失效的情况下，将此次实验的流场参数作为其失效条件，若没有失效，则将没有失效的消防炮放置至距离爆心更近位置的压力测试点，继续进行实验，直至消防炮失效，记录对应的流场参数作为失效条件。

5、进一步地，所述步骤a之前还包括：

6、收集实际事故数据，根据事故数据设计满足事故燃爆环境中燃爆条件的油料抛洒装置，以油料抛洒装置为爆心。

7、更进一步地，所述油料抛洒装置包括雷管、传爆药柱、中心装药柱、油料填装区、外壳以及容器盖子，所述雷管、传爆药柱以及中心装药柱顺序连接，且雷管的直径小于传爆药柱的直径，传爆药柱的直径小于中心装药柱的直径，中心装药柱的顶部固定连接容器盖子，所述中心装药柱置于外壳内，外壳的上端边缘与容器盖子固定连接，外壳内所述中心装药柱之外的区域形成油料填装区，所述中心装药柱内填装炸药，油料填装区内填装油料。

8、更进一步地，根据大量实验测试，无论多少升的油料抛洒装置(长径比为1.75的圆柱)中心装药柱的直径都为油料抛洒装置的外壳的直径的1/5，若要达到直接引爆油料抛洒装置中油料的效果，油料抛洒装置内部的中心装药柱的高度应与油料抛洒装置的外壳高度相同，若要达到二次引爆的效果，中心装药柱的高度应为2/3倍的油料抛洒装置的外壳高度。

9、进一步地，所述爆心以及各个压力测试点等间距线性排布，包括：

10、所述爆心为坐标原点，两条压力测试线路上的各个压力测试点分别距爆心2m、3m、4m、6m、8m、10m、12m。

11、进一步地，所述第一预设距离为20m～30m，所述第二预设距离为40m～60m。

12、进一步地，所述各个压力测试点均设置压力传感器，压力传感器置于压力传感器基座内，压力传感器基座埋设于各个测试点对应的地面，各个压力传感器的数据通过数据采集线传输给数据采集器，数据采集器将采集的数据传输到上位机。

13、进一步地，所述步骤c之后还包括：

14、根据消防炮失效条件，给出消防炮防护措施。

15、更进一步地，所述消防炮防护措施包括：

16、根据消防炮的失效条件获知消防炮所在的压力测试点，将消防炮布置在其他压力测试点，且其他压力测试点相对爆心的距离大于消防炮所在的压力测试点相对爆心的距离。

17、进一步地，所述红外热像仪采集温度，所述摄像机和无人机共同采集燃料抛洒直径与火球大小。

18、本发明的优点在于：本发明模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的情况，可靠分析消防炮的失效条件，从而能够预见在充油设备火灾或者爆炸情况下对应的消防炮是否会失效，从而能够针对其失效条件，在实际应用中避免失效条件的产生，有依据的给出防护措施，保证消防炮系统的灭火效果，安全可靠。

技术特征：

1.一种模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的方法，其特征在于，所述步骤a之前还包括：

3.根据权利要求2所述的一种模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的方法，其特征在于，所述油料抛洒装置包括雷管、传爆药柱、中心装药柱、油料填装区、外壳以及容器盖子，所述雷管、传爆药柱以及中心装药柱顺序连接，且雷管的直径小于传爆药柱的直径，传爆药柱的直径小于中心装药柱的直径，中心装药柱的顶部固定连接容器盖子，所述中心装药柱置于外壳内，外壳的上端边缘与容器盖子固定连接，外壳内所述中心装药柱之外的区域形成油料填装区，所述中心装药柱内填装炸药，油料填装区内填装油料。

4.根据权利要求3所述的一种模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的方法，其特征在于，所述中心装药柱的直径为整个油料抛洒装置的外壳的直径的1/5，若要达到直接引爆油料抛洒装置中油料的效果，所述中心装药柱的高度与油料抛洒装置的外壳高度相同，若要达到二次引爆的效果，中心装药柱的高度为2/3倍的油料抛洒装置的外壳高度。

5.根据权利要求1所述的一种模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的方法，其特征在于，所述爆心以及各个压力测试点等间距线性排布，包括：

6.根据权利要求1所述的一种模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的方法，其特征在于，所述第一预设距离为20m～30m，所述第二预设距离为40m～60m。

7.根据权利要求1所述的一种模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的方法，其特征在于，所述各个压力测试点均设置压力传感器，压力传感器置于压力传感器基座内，压力传感器基座埋设于各个测试点对应的地面，各个压力传感器的数据通过数据采集线传输给数据采集器，数据采集器将采集的数据传输到上位机。

8.根据权利要求1所述的一种模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的方法，其特征在于，所述步骤c之后还包括：

9.根据权利要求8所述的一种模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的方法，其特征在于，所述消防炮防护措施包括：

10.根据权利要求1所述的一种模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的方法，其特征在于，所述红外热像仪采集温度，所述摄像机和无人机共同采集燃料抛洒直径与火球大小。

技术总结
本发明公开了一种模拟充油设备燃爆环境判断消防炮失效的方法，所述方法包括：选取平坦试验场地，布置两条压力测试线路，每条压力测试线路设置若干压力测试点，爆心以及各个压力测试点等间距线性排布，在距离爆心第一预设距离处布置红外热像仪和摄像机，并在爆心上方第二预设距离布置无人机，进行多次油料燃爆实验得到流场参数，流场参数包括各个压力测试点的压力及温度，爆心对应的火球大小；每次实验距爆心由远到近依次放置消防炮到对应的压力测试点，进行油料燃爆实验，在失效的情况下，将此次实验的流场参数作为其失效条件；本发明的优点在于：对大型充油设备周边消防炮的失效条件进行研究，保证消防炮系统的灭火效果，避免安全隐患。

技术研发人员：张佳庆,黄玉彪,朱太云,过羿,付贤玲,尚峰举,刘睿,孙韬,汪书苹,何灵欣,程宜风,田梦洁
受保护的技术使用者：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16