一种液体燃料蒸气爆炸极限测定系统及测定方法
【专利摘要】本发明公开了一种液体燃料蒸气爆炸极限的测定系统，包括爆炸仓(1)，计算机，主控制系统及与其相连接的第一抽真空装置(7)，气体循环装置(8)，液体燃料蒸气供应装置(4)，干燥空气供应装置(5)和点火装置；所述液体燃料供应装置(4)、所述干燥空气供应装置(5)和所述第一抽真空装置(7)都与所述爆炸仓(1)相连通；所述爆炸仓(1)内部安装有点火电极(6)和爆炸仓压力传感装置，所述点火电极(6)与所述点火装置相连接，所述爆炸仓压力传感装置与所述主控制系统相连接；所述主控制系统与所述计算机相连接；与所述爆炸仓(1)相连通。本发明还提供了一种液体燃料蒸气爆炸极限的测定方法。本发明液体燃料蒸气爆炸极限测定系统具有安全可靠、测定准确地优点。
【专利说明】一种液体燃料蒸气爆炸极限测定系统及测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种爆炸极限测定系统及测定方法，特别是涉及一种用于液体燃料蒸气爆炸极限测定系统及测定方法。
【背景技术】
[0002]加油站作业事故一般发生在卸油、量油、加油、清罐四个环节，这四个环节都使油品暴露在空气中，如果作业中违反作业程序，使油品蒸气在空气中聚集到一定浓度并与火源接触，就会导致爆炸事故。其中，加油站火灾事故的60%?70%发生在卸油作业中。因此在作业过程中，了解油料蒸气的爆炸极限，并采取相应的仪器仪表进行实时浓度监测，是较好的避免加油站火灾的有效手段。
[0003]爆炸极限也是评定油库潜在危险性环境和规范人的安全行为的必要依据，科学掌握和应用爆炸极限对油库系统安全具有重要的实际意义。例如，在油库安全规章中，一般立即通风的条件规定为“洞库内油气浓度达到爆炸下限值的60%”;在油库油罐清洗、除锈、涂装作业安全规程中，一般规定严禁进罐作业的条件为“作业场所可燃气体”浓度不超过爆炸下限的40%。因此，如何正确测量油品的爆炸极限，对于合理执行油库各项安全管理规定有很好的指导意义。
[0004]目前，国际上测量可燃性气体或蒸气的爆炸极限的方法一般分为两种，一种是开放式观察测量方法，另一种是全封闭式压力测量方法。开放式观察法只能测量常压下的爆炸极限，通过直接观察的方法判断被测气体是否可燃，此类标准主要有美国的ASTME681 “化合物(蒸气和气体)易燃性浓度限值的标准试验方法”，欧洲EN 1839T “气体和蒸气爆炸极限的测定”和我国的GB/T 12474 “空气中可燃气体爆炸极限测定方法”，其中，ASTM标准爆炸为球形玻璃烧瓶，国际和欧洲标准为圆柱形管。全封闭式测量标准主要有ASTM E918 “温度和压力升高时化学药品易燃极限的测定”和欧洲的EN 1839B，因为爆炸容器为封闭结构，所以通过点火后容器内压力的变化来判断是否可燃或爆炸。
[0005]但传统概念上的爆炸极限都是针对易燃或可燃气体而言的，对于燃料蒸气这样的复杂体系而言，采用传统的方法，其爆炸极限很难直接测量，往往根据各组分已知的爆炸极限计算求得。例如，使用如下公式:
τ 100
Li —
[0006]亡 Vj
i=\ Li
[0007]式中:L:混合气体的爆炸极限，体积％ ；
[0008]V1:各单独组分在混合气体中的浓度，体积％ ；
[0009]L1:混合气体中各单独组分的爆炸极限，体积％ ；
[0010]η:可燃气体的组分数；
[0011]实际过程中，因为汽油、柴油和喷气燃料等组成的复杂性，其爆炸极限很难用几种单独组分的爆炸极限计算得到。并且，不同原料、不同工艺生产的油品，在不同外界环境温度下，或不同的储存时间下都有不同的爆炸极限，因此，一般资料上给出的各类油品的爆炸极限都是估计值，很难用其表征真正的油品安全性能。
[0012]因此，本发明重新定义了液体燃料蒸气以及液体燃料蒸气爆炸极限的概念，重新设计了评定装置，建立了测量方法，以液体燃料在真空状态和闪点温度下产生的蒸气作为评价对象，测定其模拟爆炸下限和模拟爆炸上限，作为评价诸如轻质石油燃料等液体燃料储存和使用安全性的依据之一。
【发明内容】
[0013]本发明要解决的技术问题是提供一种安全、准确的液体燃料蒸气爆炸极限测定系统。
[0014]本发明还提供了一种液体燃料蒸气爆炸极限的测定方法。
[0015]一种液体燃料蒸气爆炸极限测定系统，包括爆炸仓，计算机，主控制系统及与其相连接的第一抽真空装置、气体循环装置、液体燃料蒸气供应装置、干燥空气供应装置和点火装置；爆炸仓为封闭的中空管式结构，爆炸仓的中空部分为爆炸空间，爆炸仓内部始端安装有点火电极，末端安装有爆炸仓压力传感装置，点火电极与点火装置相连接，爆炸仓压力传感装置与主控制系统相连接；液体燃料供应装置、干燥空气供应装置和第一抽真空装置都与爆炸空间相连通；主控制系统与计算机相连接；气体循环装置上连接有进气管和出气管，进气管的进气口和出气管的出气口分别位于爆炸空间两端。
[0016]本发明所述液体燃料蒸气爆炸极限测定系统，其中，液体燃料蒸气爆炸极限测定系统包括恒温水供应装置；爆炸仓的侧壁采用夹层恒温结构；恒温水供应装置与夹层恒温结构两端相连通形成恒温水循环回路。
[0017]本发明所述液体燃料蒸气爆炸极限测定系统，其中，液体燃料蒸气供应装置包括通过管道依次相连的液体燃料储存罐、蒸气生成罐和第二抽真空装置；液体燃料储存罐通过送料管与蒸气生成罐相连接，蒸气生成罐外壁采用夹层恒温结构；送料管上安装有送料控制阀；蒸气生成罐上安装有蒸气生成罐压力传感装置，蒸气生成罐压力传感装置与计算机相连；
[0018]液体燃料储存罐内部安装有液位自动测量装置；送料管在蒸气生成罐内部的一端安装有雾化头；在蒸气生成罐下部设有排料口 ；蒸气生成罐和第二抽真空装置之间设置有蒸气储存罐，蒸气储存罐与蒸气生成罐通过送气管相连接，送气管上设置有送气控制阀；蒸气储存罐与第二抽真空装置之间通过管道相连接，管道上设置有抽真空控制阀；蒸气储存罐上安装有蒸气储存罐压力传感装置，蒸气储存罐压力传感装置与计算机相连；蒸气储存罐顶部设有蒸气输出口 ；蒸气储存罐外壁采用夹层恒温结构；
[0019]液体燃料蒸气供应装置还包括空气供应装置和恒温水供应装置，蒸气储存罐内部设有增压器，增压器通过空气输送管与空气供应装置相连通，空气输送管上设置有空气供应控制阀；恒温水供应装置通过管道分别于蒸气生成罐外壁的夹层恒温结构和蒸气储存罐外壁的夹层恒温结构相连通。
[0020]本发明所述液体燃料蒸气爆炸极限测定系统，其中，第一抽真空装置为真空泵；所述爆炸仓为两端封闭的中空圆管结构，其容积> 1L，长径比为1-30，材质为不锈钢。
[0021]本发明所述液体燃料蒸气爆炸极限测定系统，其中，所述爆炸仓长1400mm，内径为60mm ;所述点火装置为化学点火装置或电点火装置；所述爆炸仓侧壁上设有视窗。
[0022]本发明所述液体燃料蒸气爆炸极限测定系统设有泄压阀，根据具体需要设计爆炸仓的夹层恒温结构的厚度。
[0023]一种采用本发明所述液体燃料蒸气爆炸极限测定系统测定液体燃料蒸气爆炸极限的方法，包括如下步骤:
[0024]A、用第一抽真空装置将爆炸空间抽真空，然后用液体燃料蒸气供应装置向爆炸空间中通入液体燃料蒸气并用干燥空气供应装置向其中注入干燥空气至爆炸空间内部压力为一个标准大气压；开启气体循环装置将液体燃料蒸气和干燥空气混匀得到混合气体；
[0025]B、通过点火装置和点火电极引爆混合气体；爆炸仓压力传感装置将测得的爆炸压力数据传输到计算机上，将测得的爆炸压力数据最大值与标准大气压进行对比，评定混合气体是否爆炸；
[0026]C、改变混合气体中液体燃料蒸气所占比例，重复步骤A和B，直至测出液体燃料蒸气的爆炸极限。
[0027]本发明所述液体燃料蒸气爆炸极限的测定方法，其中，步骤A具体包括如下步骤:
[0028]用第一抽真空装置将所述爆炸空间抽真空至真空度为0.SKPa ;用恒温水供应装置向爆炸仓侧壁的夹层恒温结构中注入恒温水，恒温水温度为90°C ；
[0029]用液体燃料蒸气供应装置制备液体燃料蒸气并将其输送到爆炸空间中，然后用干燥空气供应装置向爆炸空间中注入干燥空气至爆炸空间内部压力为一个标准大气压；开启气体循环装置将液体燃料蒸气和干燥空气混匀得到混合气体；混合气体中液体燃料蒸气所占比例为Ivol%。
[0030]本发明所述液体燃料蒸气爆炸极限的测定方法，其中，步骤B具体包括如下步骤:
[0031]引爆混合气体的方法为化学点火引爆或电点火引爆；化学点火引爆能量为10-5000J,电点火引爆能量为1500-2500J ；
[0032]引爆混合气体后，爆炸仓压力传感装置将测得的爆炸压力数据传输到计算机上，将测得的爆炸压力最大值数据与标准大气压进行对，计算压力升高比；压力升高比的计算公式为:
[0033]压力升高比=(引爆后压力数据最大值一标准大气压)/标准大气压；
[0034]点火方式为化学点火引爆时，压力升高比> 10%说明混合气体被引爆；点火方式为电点火时，压力升高比> 1%说明混合气体被引爆。
[0035]本发明所述液体燃料蒸气爆炸极限的测定方法，其中，步骤C具体包括如下步骤:
[0036]逐步提高混合气体中液体燃料蒸气所占的体积比，每次试验较上一次试验相比混合气体中液体燃料蒸气所占比例增加Ivol %;重复步骤A和B，找到液体燃料的爆炸上限和爆炸下限，爆炸上限和爆炸下限及二者之间的部分为液体燃料的爆炸极限。
[0037]本发明所述液体燃料蒸气爆炸极限的测定方法，其中，制备液体燃料蒸气具体包括如下步骤:
[0038]开启第二抽真空装置将蒸气生成罐和蒸气储存罐抽真空至真空度为
0.75-1.5Kpa，然后关闭第二抽真空装置并关闭送气控制阀，开启恒温水供应装置向蒸气生成罐和蒸气储存罐的夹层恒温结构中注入循环恒温水，恒温水的温度为真空状态下液体燃料的闪点温度；送料管一端在液体燃料储存罐内部的液体燃料样品液面以下，打开送料控制阀在负压条件下，液体燃料样品由液体燃料储存罐注入蒸气生成罐中；液体燃料中的轻组分在雾化头处真空雾化，得到纯净的液体燃料蒸气；
[0039]蒸气生成罐压力传感装置将蒸气生成罐内部压力传输到计算机上，待计算机上显示蒸气生成罐内压力稳定后，关闭送料控制阀，打开送气控制阀；蒸气储存罐压力传感装置将蒸气储存罐内部压力传输到计算机上，待到计算机上显示蒸气生成罐和蒸气储存罐内部压力稳定后，断开送气控制阀；
[0040]送料管一端在液体燃料储存罐内部的液体燃料样品液面以下是通过液位自动测量装置和送料控制阀来控制的；在液体燃料样品中的轻组分在雾化头处蒸发，重组分落到蒸气生成罐底部成为废液；每次制备液体燃料蒸气前都要将蒸气生成罐中的废液通过排料口排净并用液体燃料样品润洗。
[0041]本发明中在点火引爆混合气体前，泄压阀关闭，可以保证在封闭条件下完成液体燃料蒸气爆炸极限的测定并能保证安全；点火引爆混合气体前打开泄压阀可以完成传统的常压测定液体燃料蒸气爆炸极限。
[0042]本发明所述液体燃料蒸气为汽油蒸气、柴油蒸气等。
[0043]本发明的有益效果为:
[0044]本发明液体燃料蒸气爆炸极限测定系统通过压力传感器将爆炸仓内部压力传输到计算机上，计算机可以根据压力数据来控制爆炸过程中各装置的开关，实现半自动化；传统的爆炸仓为了观察爆炸情况材质都是玻璃，本发明通过传感器传输数据来测定，对是否爆炸判断更加准确，不锈钢材质更加安全，可靠。
[0045]本发明针对传统方法难以直接测出液体燃料蒸气爆炸极限，重新设计了评定装置，建立了测量方法，以液体燃料在真空状态和闪点温度下产生的蒸气作为评价对象，测定其爆炸极限，作为评价液体燃料安全指标的依据之一。
[0046]下面结合附图对本发明的液体燃料蒸气爆炸极限测定系统及测定方法作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]图1为本发明一种液体燃料蒸气爆炸极限测定系统中液体燃料蒸气爆炸极限测定系统的结构示意图；
[0048]图2为本发明一种液体燃料蒸气爆炸极限测定系统中液体燃料蒸气供应装置示意图；
[0049]图3为本发明一种液体燃料蒸气爆炸极限的测定方法中车用汽油的爆炸压力变化曲线图；
[0050]图4为本发明一种液体燃料蒸气爆炸极限的测定方法中-35号轻柴油的爆炸压力变化曲线图。
【具体实施方式】
[0051]实施例1
[0052]如图1所示，一种液体燃料蒸气爆炸极限测定系统，其特征在于，包括爆炸仓1，计算机，主控制系统及与其相连接的第一抽真空装置7、气体循环装置8、液体燃料蒸气供应装置4、干燥空气供应装置5和点火装置；爆炸仓I为封闭的中空管式结构，爆炸仓I的中空部分为爆炸空间，爆炸空间始端安装有点火电极6，末端安装有爆炸仓压力传感装置，点火电极6与点火装置相连接，爆炸仓压力传感装置与主控制系统相连接；液体燃料供应装置4、干燥空气供应装置5和第一抽真空装置7都与爆炸空间相连通；主控制系统与计算机相连接；气体循环装置上连接有进气管3和出气管2，进气管3的进气口和出气管2的出气口分别位于爆炸空间两端；
[0053]其中，进气管3的进气口和出气管2的出气口的位置可以设置为:进气管3的进气口在爆炸空间的始端，出气管2的出气口在爆炸空间的末端；
[0054]进气管3的进气口和出气管2的出气口的位置还可以设置为:气管3的进气口在爆炸空间的末端，出气管2的出气口在爆炸空间的始端；
[0055]以上方案已经可以完成对液体燃料蒸气爆炸极限的测定，下面在此基础上给出优选方案；
[0056]液体燃料蒸气爆炸极限测定系统包括恒温水供应装置；爆炸仓I的侧壁采用夹层恒温结构；恒温水供应装置与夹层恒温结构两端相连通形成恒温水循环回路；第一抽真空装置为真空泵；爆炸仓I为两端封闭的圆管结构，侧壁上设有视窗，其容积> 1L，长径比为1-30,材质为不锈钢；点火装置为化学点火装置或电点火装置；
[0057]爆炸仓I的长度为1400mm，内径为60mm。
[0058]如图2所示，所述液体燃料蒸气供应装置4包括通过管道依次相连的液体燃料储存罐401、蒸气生成罐402和第二抽真空装置415 ;液体燃料储存罐401通过送料管409与所述蒸气生成罐402相连接，所述蒸气生成罐402外壁采用夹层恒温结构；所述送料管409上安装有送料控制阀408 ;所述蒸气生成罐402上安装有蒸气生成罐压力传感装置404，所述蒸气生成罐压力传感装置404与所述计算机相连。
[0059]所述液体燃料储存罐401内部安装有液位自动测量装置；所述送料管409在所述蒸气生成罐402内部的一端安装有雾化头405 ;在所述蒸气生成罐402下部设有排料口411 ;所述蒸气生成罐402和所述第二抽真空装置415之间设置有蒸气储存罐403，所述蒸气储存罐403与所述蒸气生成罐402通过送气管413相连接，所述送气管413上设置有送气控制阀412 ;所述蒸气储存罐403与所述第二抽真空装置415之间通过管道相连接，所述管道上设置有抽真空控制阀416 ;所述蒸气储存罐403上安装有蒸气储存罐压力传感装置410，所述蒸气储存罐压力传感装置410与所述计算机相连；所述蒸气储存罐403顶部设有蒸气输出口 414 ;所述蒸气储存罐403外壁采用夹层恒温结构；
[0060]所述液体燃料蒸气供应装置4还包括空气供应装置和恒温水供应装置418，所述蒸气储存罐403内部设有增压器406，所述增压器406通过空气输送管417与所述空气供应装置相连通，所述空气输送管417上设置有空气供应控制阀407 ;所述恒温水供应装置418通过管道分别于所述蒸气生成罐402外壁的夹层恒温结构和所述蒸气储存罐403外壁的夹层恒温结构相连通。
[0061]实施例2
[0062]一种采用实施例1所述液体燃料蒸气爆炸极限测定系统测定液体燃料蒸气爆炸极限的方法，包括如下步骤:
[0063]A、用第一抽真空装置7将爆炸空间抽真空，然后用液体燃料蒸气供应装置4向爆炸空间中通入液体燃料蒸气并用干燥空气供应装置5向其中注入干燥空气至爆炸空间内部压力为一个标准大气压；开启气体循环装置8将所述液体燃料蒸气和所述干燥空气混匀得到混合气体；
[0064]B、通过点火装置和点火电极6引爆所述混合气体；爆炸仓压力传感装置将测得的爆炸压力数据传输到计算机上，将测得的所述爆炸压力数据最大值与标准大气压进行对t匕，评定所述混合气体是否爆炸；
[0065]C、改变所述混合气体中所述液体燃料蒸气所占比例，重复所述步骤A和B，直至测出所述液体燃料蒸气的爆炸极限。
[0066]实施例3
[0067]一种采用实施例1所述液体燃料蒸气爆炸极限测定系统测定液体燃料蒸气爆炸极限的方法，包括如下步骤:
[0068]A、用所述第一抽真空装置7将爆炸空间抽真空至真空度为0.8KPa ;用恒温水供应装置向所述爆炸仓I侧壁的夹层恒温结构中注入恒温水，所述恒温水温度为90°C，
[0069]用所述液体燃料蒸气供应装置4制备所述液体燃料蒸气，制备的具体步骤如下:
[0070]开启所述第二抽真空装置415将所述蒸气生成罐402和所述蒸气储存罐403抽真空至真空度为0.75-1.5Kpa，然后关闭所述第二抽真空装置415并关闭所述送气控制阀412，开启所述恒温水供应装置18向所述蒸气生成罐402和所述蒸气储存罐403的夹层恒温结构中注入循环恒温水，恒温水的温度为真空状态下所述液体燃料的闪点温度；所述送料管409 —端在所述液体燃料储存罐401内部的所述液体燃料样品液面以下，打开所述送料控制阀408在负压条件下，所述液体燃料样品由所述液体燃料储存罐401注入所述蒸气生成罐402中；液体燃料中的轻组分在所述雾化头405处真空雾化，得到纯净的所述液体燃料蒸气；
[0071]所述蒸气生成罐压力传感装置404将所述蒸气生成罐402内部压力传输到所述计算机上，待所述计算机上显示所述蒸气生成罐402内压力稳定后，关闭所述送料控制阀408，打开所述送气控制阀412 ;所述蒸气储存罐压力传感装置410将所述蒸气储存罐403内部压力传输到所述计算机上，待到所述计算机上显示所述蒸气生成罐402和所述蒸气储存罐403内部压力稳定后，断开所述送气控制阀412。
[0072]所述送料管409 —端在液体燃料储存罐401内部的液体燃料样品液面以下是通过所述液位自动测量装置和所述送料控制阀408来控制的；在所述液体燃料样品中的轻组分在所述雾化头405处蒸发，重组分落到所述蒸气生成罐402底部成为废液；每次制备液体燃料蒸气前都要将所述蒸气生成罐402中的废液通过所述排料口 411排净并用液体燃料样品润洗。
[0073]将制备好的液体燃料蒸气输送到爆炸空间中，然后用所述干燥空气供应装置5向爆炸空间中注入所述干燥空气至爆炸空间内部压力为一个标准大气压；开启所述气体循环装置8将所述液体燃料蒸气和所述干燥空气混匀得到混合气体；所述混合气体中所述液体燃料蒸气所占比例为Ivol % ；
[0074]B、引爆所述混合气体的方法为化学点火引爆或电点火引爆；化学点火引爆能量为10-5000J,电点火引爆能量为1500-2500J，
[0075]引爆所述混合气体后，所述爆炸仓压力传感装置将测得的所述爆炸压力数据传输到所述计算机上，将测得的所述爆炸压力数据最大值与标准大气压进行对，计算压力升高比；所述压力升高比的计算公式为:
[0076]压力升高比=(引爆后压力数据最大值一标准大气压)/标准大气压；
[0077]点火方式为化学点火引爆时，压力升高比> 10%说明所述混合气体被引爆；点火方式为电点火时，压力升高比> I %说明所述混合气体被引爆；
[0078]C、逐步提高所述混合气体中所述液体燃料蒸气所占的体积比，每次试验较上一次试验相比所述混合气体中所述液体燃料蒸气所占比例增加Ivol %;重复所述步骤A和B，找到所述液体燃料的爆炸上限和爆炸下限，所述爆炸上限和所述爆炸下限及二者之间的部分为所述液体燃料的爆炸极限。
[0079]实施例4
[0080]一种车用汽油蒸气爆炸极限的测定方法，包括如下步骤:
[0081]A、用所述第一抽真空装置7将爆炸空间抽真空至真空度为0.8KPa ;用恒温水供应装置向所述爆炸仓I侧壁的夹层恒温结构中注入恒温水，所述恒温水温度为90°C ；
[0082]用所述车用汽油蒸气供应装置4制备所述车用汽油蒸气；
[0083]将制备好的车用汽油蒸气输送到所述爆炸空间中，然后用所述干燥空气供应装置5向所述爆炸空间中注入所述干燥空气至爆炸空间内部压力为一个标准大气压；开启所述气体循环装置8将所述车用汽油蒸气和所述干燥空气混匀得到混合气体；所述混合气体中所述车用汽油蒸气所占比例为5Vol% ；
[0084]B、引爆所述混合气体的方法为化学点火引爆点火能量为40J ；
[0085]引爆所述混合气体后，所述爆炸仓压力传感装置将测得的所述爆炸压力数据传输到所述计算机上，将测得的所述爆炸压力数据最大值与标准大气压进行对，计算压力升高比；所述压力升高比的计算公式为:
[0086]压力升高比=(引爆后压力数据最大值一标准大气压)/标准大气压；
[0087]压力升高比彡10%说明所述混合气体被引爆；
[0088]图3为测定得到车用汽油的爆炸压力变化曲线图，由图3可以看出:
[0089]压力升高比>10%，且有明显的爆炸压力突越；
[0090]C、逐步提高所述混合气体中所述车用汽油蒸气所占的体积比，每次试验较上一次试验相比所述混合气体中所述车用汽油蒸气所占比例增加Ivol %;重复所述步骤A和B，找到所述车用汽油的爆炸上限和爆炸下限，所述爆炸上限和所述爆炸下限及二者之间的部分为所述车用汽油的爆炸极限。
[0091]测得车用汽油蒸气的爆炸极限为:3-8%。
[0092]实施例5
[0093]一种-35号轻柴油蒸气爆炸极限的测定方法，包括如下步骤:
[0094]A、用所述第一抽真空装置7将爆炸空间抽真空至真空度为0.8KPa ;用恒温水供应装置向所述爆炸仓I侧壁的夹层恒温结构中注入恒温水，所述恒温水温度为90°C ；
[0095]用所述-35号轻柴油蒸气供应装置4制备所述-35号轻柴油蒸气；
[0096]将制备好的-35号轻柴油蒸气输送到所述爆炸仓I中，然后用所述干燥空气供应装置5向爆炸空间中注入所述干燥空气至爆炸空间内部压力为一个标准大气压；开启所述气体循环装置8将所述-35号轻柴油蒸气和所述干燥空气混匀得到混合气体；所述混合气体中所述-35号轻柴油蒸气所占比例为5V01% ；
[0097]B、引爆所述混合气体的方法为电点火引爆；引爆所述混合气体后，所述爆炸仓压力传感装置将测得的所述爆炸压力数据传输到所述计算机上，将测得的所述爆炸压力数据数据与标准大气压进行对，计算压力升高比；所述压力升高比的计算公式为:
[0098]压力升高比=(引爆后压力数据最大值一标准大气压)/标准大气压；
[0099]压力升高比彡I %说明所述混合气体被引爆；
[0100]图3为测定得到-35号轻柴油的爆炸压力变化曲线图，由图3可以看出:
[0101]压力升高比>1%，且有明显的爆炸压力突越；
[0102]C、逐步提高所述混合气体中所述-35号轻柴油蒸气所占的体积比，每次试验较上一次试验相比所述混合气体中所述-35号轻柴油蒸气所占比例增加Ivol 重复所述步骤A和B，找到所述-35号轻柴油的爆炸上限和爆炸下限，所述爆炸上限和所述爆炸下限及二者之间的部分为所述-35号轻柴油的爆炸极限。
[0103]测得-35号轻柴油蒸气的爆炸极限为:4-6%。
[0104]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种液体燃料蒸气爆炸极限测定系统，其特征在于，包括爆炸仓(I)，计算机，主控制系统及与其相连接的第一抽真空装置(7)、气体循环装置(8)、液体燃料蒸气供应装置(4)、干燥空气供应装置(5)和点火装置；所述爆炸仓(I)为封闭的中空管式结构，所述爆炸仓(I)的中空部分为爆炸空间，所述爆炸仓(I)内部始端安装有点火电极(6)，末端安装有爆炸仓压力传感装置，所述点火电极(6)与所述点火装置相连接，所述爆炸仓压力传感装置与所述主控制系统相连接；所述液体燃料供应装置(4)、所述干燥空气供应装置(5)和所述第一抽真空装置(7)都与所述爆炸空间相连通；所述主控制系统与所述计算机相连接；所述气体循环装置上连接有进气管(3)和出气管(2)，所述进气管(3)的进气口和所述出气管(2)的出气口分别位于所述爆炸空间两端。
2.根据权利要求1所述液体燃料蒸气爆炸极限测定系统，其特征在于，所述液体燃料蒸气爆炸极限测定系统包括恒温水供应装置；所述爆炸仓(I)的侧壁采用夹层恒温结构；所述恒温水供应装置与所述夹层恒温结构两端相连通形成恒温水循环回路。
3.根据权利要求2所述液体燃料蒸气爆炸极限测定系统，其特征在于，所述液体燃料蒸气供应装置(4)包括通过管道依次相连的液体燃料储存罐(401)、蒸气生成罐(402)和第二抽真空装置(415);液体燃料储存罐(401)通过送料管(409)与所述蒸气生成罐(402)相连接，所述蒸气生成罐(402)外壁采用夹层恒温结构；所述送料管(409)上安装有送料控制阀(408);所述蒸气生成罐(402)上安装有蒸气生成罐压力传感装置(404)，所述蒸气生成罐压力传感装置(404)与所述计算机相连； 所述液体燃料储存罐(401)内部安装有液位自动测量装置；所述送料管(409)在所述蒸气生成罐(402)内部的一端安装有雾化头(405);在所述蒸气生成罐(402)下部设有排料口(411);所述蒸气生成罐(402)和所述第二抽真空装置(415)之间设置有蒸气储存罐(403)，所述蒸气储存罐(403)与所述蒸气生成罐(402)通过送气管(413)相连接，所述送气管(413)上设置有送气控制阀(412);所述蒸气储存罐(403)与所述第二抽真空装置(415)之间通过管道相连接，所述管道上设置有抽真空控制阀(416);所述蒸气储存罐(403)上安装有蒸气储存罐压力传感装置(410)，所述蒸气储存罐压力传感装置(410)与所述计算机相连；所述蒸气储存罐(403)顶部设有蒸气输出口(414);所述蒸气储存罐(403)外壁采用夹层恒温结构； 所述液体燃料蒸气供应装置(4)还包括空气供应装置和恒温水供应装置(418)，所述蒸气储存罐(403)内部设有增压器(406)，所述增压器(406)通过空气输送管(417)与所述空气供应装置相连通，所述空气输送管(417)上设置有空气供应控制阀(407);所述恒温水供应装置(418)通过管道分别于所述蒸气生成罐(402)外壁的夹层恒温结构和所述蒸气储存罐(403)外壁的夹层恒温结构相连通。
4.根据权利要求3所述液体燃料蒸气爆炸极限测定系统，其特征在于，所述第一抽真空装置(7)为真空泵；所述爆炸仓(I)为两端封闭的中空圆管结构，其容积> 1L，长径比为1-30,材质为不锈钢。
5.根据权利要求4所述液体燃料蒸气爆炸极限测定系统，其特征在于，所述爆炸仓(I)长1400mm，内径为60mm ;所述点火装置为化学点火装置或电点火装置；所述爆炸仓(I)侧壁上设有视窗。
6.一种采用权利要求4或5所述液体燃料蒸气爆炸极限测定系统测定液体燃料蒸气爆炸极限的方法，其特征在于，包括如下步骤: A、用第一抽真空装置(7)将爆炸空间抽真空，然后用液体燃料蒸气供应装置(4)向所述爆炸空间中通入液体燃料蒸气并用干燥空气供应装置(5)向其中注入干燥空气至所述爆炸空间内部压力为一个标准大气压；开启气体循环装置(8)将所述液体燃料蒸气和所述干燥空气混匀得到混合气体； B、通过点火装置和点火电极(6)引爆所述混合气体；爆炸仓压力传感装置将测得的爆炸压力数据传输到计算机上，将测得的所述爆炸压力数据最大值与标准大气压进行对比，评定所述混合气体是否爆炸； C、改变所述混合气体中所述液体燃料蒸气所占比例，重复所述步骤A和B，直至测出所述液体燃料蒸气的爆炸极限。
7.根据权利要求6所述液体燃料蒸气爆炸极限的测定方法，其特征在于，所述步骤A具体包括如下步骤: 用所述第一抽真空装置(7)将所述爆炸空间抽真空至真空度为0.SKPa ;用恒温水供应装置向所述爆炸仓(I)侧壁的夹层恒温结构中注入恒温水，所述恒温水温度为90°C ； 用所述液体燃料蒸气供应装置(4)制备所述液体燃料蒸气并将其输送到所述爆炸空间中，然后用所述干燥空气供应装置(5)向所述爆炸空间中注入所述干燥空气至所述爆炸空间内部压力为一个标准大气压；开启所述气体循环装置(8)将所述液体燃料蒸气和所述干燥空气混匀得到混合气体；所述混合气体中所述液体燃料蒸气所占比例为Ivol%。
8.根据权利要求6所述液体燃料蒸气爆炸极限的测定方法，其特征在于，所述步骤B具体包括如下步骤: 引爆所述混合气体的方法为化学点火引爆或电点火引爆；所述化学点火引爆能量为10-5000J，所述电点火引爆能量为1500-2500J ； 引爆所述混合气体后，所述爆炸仓压力传感装置将测得的所述爆炸压力数据传输到所述计算机上，将测得的所述爆炸压力数据最大值与标准大气压进行对，计算压力升高比；所述压力升高比的计算公式为: 压力升高比=(引爆后压力数据最大值一标准大气压)/标准大气压； 点火方式为化学点火引爆时，压力升高比> 10%说明所述混合气体被引爆；点火方式为电点火时，压力升高比> 1%说明所述混合气体被引爆。
9.根据权利要求6所述液体燃料蒸气爆炸极限的测定方法，其特征在于，所述步骤C具体包括如下步骤: 逐步提高所述混合气体中所述液体燃料蒸气所占的体积比，每次试验较上一次试验相比所述混合气体中所述液体燃料蒸气所占比例增加Ivol %;重复所述步骤A和B，找到所述液体燃料的爆炸上限和爆炸下限，所述爆炸上限和所述爆炸下限及二者之间的部分为所述液体燃料的爆炸极限。
10.根据权利要求6-9任意一种所述液体燃料蒸气爆炸极限的测定方法，其特征在于，制备所述液体燃料蒸气具体包括如下步骤: 开启所述第二抽真空装置(415)将所述蒸气生成罐(402)和所述蒸气储存罐(403)抽真空至真空度为0.75-1.5Kpa，然后关闭所述第二抽真空装置(415)并关闭所述送气控制阀(412)，开启所述恒温水供应装置(18)向所述蒸气生成罐(402)和所述蒸气储存罐(403)的夹层恒温结构中注入循环恒温水，恒温水的温度为真空状态下所述液体燃料的闪点温度；所述送料管(409) —端在所述液体燃料储存罐(401)内部的所述液体燃料样品液面以下，打开所述送料控制阀(408)在负压条件下，所述液体燃料样品由所述液体燃料储存罐(401)注入所述蒸气生成罐(402)中；液体燃料中的轻组分在所述雾化头(405)处真空雾化，得到纯净的所述液体燃料蒸气； 所述蒸气生成罐压力传感装置(404)将所述蒸气生成罐(402)内部压力传输到所述计算机上，待所述计算机上显示所述蒸气生成罐(402)内压力稳定后，关闭所述送料控制阀(408)，打开所述送气控制阀(412);所述蒸气储存罐压力传感装置(410)将所述蒸气储存罐(403)内部压力传输到所述计算机上，待到所述计算机上显示所述蒸气生成罐(402)和所述蒸气储存罐(403)内部压力稳定后，断开所述送气控制阀(412)； 所述送料管(409) —端在液体燃料储存罐(401)内部的液体燃料样品液面以下是通过所述液位自动测量装置和所述送料控制阀(408)来控制的；在所述液体燃料样品中的轻组分在所述雾化头(405)处蒸发，重组分落到所述蒸气生成罐(402)底部成为废液；每次制备液体燃料蒸气前都要将所述蒸气生成罐(402)中的废液通过所述排料口(411)排净并用液体燃料样品润洗。
【文档编号】G01N25/54GK104280420SQ201410558184
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】安高军, 鲁长波, 熊春华, 王浩喆, 周友杰, 王旭东, 雷正 申请人:中国人民解放军总后勤部油料研究所