一种粉尘爆炸极限测试装置及其测试方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种粉尘爆炸极限测试装置及其测试方法，所述测试装置包括球形爆炸罐、加热装置、冷却装置和温控装置，所述爆炸罐的外壁为具有一空腔的双层结构，空腔内部充满导热油，所述爆炸罐的外壁覆有保温层。所述空腔内部设有温度传感器，用于测量导热油的温度，所述温控装置根据温度传感器测量的导热油温度控制加热装置或冷却装置对导热油进行加热或冷却。本发明实施例的测试装置，不仅可以进行标准状态下粉尘爆炸极限的测试，还可以实现非常温条件下粉尘爆炸极限的测试，从而保证非标准条件下粉尘爆炸极限测试研究工作的开展，以指导化工粉体生产实际，为安全生产提供技术保障。
【专利说明】一种粉尘爆炸极限测试装置及其测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及安全测试领域，尤其涉及一种粉尘爆炸极限测试装置及其测试方法。
【背景技术】
[0002]目前，国内外各企业和各研究机构关于粉尘爆炸极限的测试研究大多是利用标准实验装置、在标准测试条件下进行。例如，名称为“粉尘云爆炸下限浓度测定方法”的国家标准GB/T 16425 一 1996提供了一种可燃粉尘爆炸下限浓度的20L球形标准爆炸实验装置。但是，与复杂的粉体生产实际工况相比而言，这些参数只是提供一种标准测试条件下的数据，而对复杂生产工况指导意义不大或无具体的指导意义。这是因为在具体生产过程中，由于粉尘粒径分布范围、温(湿)度和压力、挥发份浓度等诸多因素的变化都对粉尘的燃烧爆炸特性产生了不可忽视的影响。因此非常温条件下的粉尘爆炸极限测试也是非常重要的。应丰富相应的测试手段，从而保证非标准条件下粉尘爆炸极限测试研究工作的开展，以指导化工粉体生产实际，为安全生产提供技术保障。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够在常温和非常温条件下测试粉尘爆炸极限的装置及其测试方法。
[0004]为了实现上述目的，本发明粉尘爆炸极限测试装置所采用的技术方案是:
[0005]一种粉尘爆炸测试装置，包括爆炸罐、加热装置和温控装置，所述温控装置控制所述加热装置对所述爆炸罐进行加热。
[0006]优选地，所述爆炸罐的外壁为具有一空腔的双层结构，所述空腔内部充满导热油，所述加热装置用于对所述导热油进行加热。
[0007]优选地，所述测试装置还包括冷却装置和温度传感器，所述温度传感器位于所述空腔内部，用于测量导热油温度，所述温控装置根据所述导热油的温度控制所述加热装置或所述冷却装置对导热油进行加热或冷却。
[0008]优选地，所述测试装置还包括保温层，所述保温层覆在所述爆炸罐的外壁上。
[0009]优选地，所述温控装置控制温度的范围为25°C?240°C，控制精度为±1°C。
[0010]优选地,所述爆炸罐为20L球形爆炸罐。
[0011]本发明粉尘爆炸极限测试方法所采用的技术方案是:
[0012]一种粉尘爆炸极限的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括:
[0013]设定导热油的温度；
[0014]测量导热油的温度，将导热油温度的测量值与导热油温度的设定值进行比较，获取比较结果；
[0015]利用所述比较结果调整导热油的温度，使所述测量值与所述设定值的差值在±l°c以内；
[0016]测试粉尘爆炸极限并记录测试结果。
[0017]优选地，当所述测量值大于所述设定值时，温控装置控制冷却装置对导热油进行冷却；当所述测量值小于所述设定值时，温控装置控制加热装置对导热油进行加热。
[0018]本发明的粉尘爆炸极限测试装置及其测试方法，在常规的粉尘爆炸极限测试装置的基础上，增加了加热装置、冷却装置和温控装置。因此，不仅可以进行标准状态下粉尘爆炸极限的测试，还可以实现非常温条件下粉尘爆炸极限的测试。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本发明实施例一种粉尘爆炸极限测试装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]本发明实施例的一种粉尘爆炸极限测试装置，以20L球形爆炸罐为主体。如图1，该图示出了本发明实施例的一种粉尘爆炸极限测试装置，装置的主体是20L球形爆炸罐，爆炸罐内部上方有点火源5，下方有粉尘扩散器6，用于将粉尘均匀喷射到爆炸罐内部，粉尘扩散器6通过管路与储尘罐8相连通，储尘罐8上设有压力表9，用于测量储尘罐8的压力。爆炸罐上设有排气孔4，排气孔4穿过爆炸罐的外壁，与爆炸罐内部相连通，用于试验完成后进行内部压力排放。爆炸罐壁上设有压力传感器11，用于测量爆炸罐的内部压力，压力传感器11可以将测得的压力传输到计算机上。
[0023]爆炸罐的外壁为双层结构，即分为内层I和外层2，双层结构内部有一空腔，空腔内充满导热油形成油浴层，导热油优选导热机油，导热油的温度可在室温(即25°C )?240°C之间调节。爆炸罐外壁的最外层覆有保温层3，用于当设定好油浴层的温度后，保持爆炸罐内部温度的恒定，为进行粉尘爆炸实验提供了一个稳定的温度条件。爆炸罐的出油口7穿过保温层和外层2，出油口 7通过管道与电控阀门13、14的输入端相连接，电控阀门13的输出端与加热装置15的输入端相连接，电控阀门14的输出端与冷却装置16的输入端相连接，加热装置15的输出端和冷却装置16的输出端通过管道与油泵12的输入端相连接，油泵12的输出端与爆炸罐的进油口 17相连接，进油口 17穿过保温层和外层2。油浴层的导热油从出油口 7进入管道，经过加热装置15或冷却装置16，再经过油泵12，最终经过进油口 17重新回到油浴层。
[0024]本发明实施例的一种粉尘爆炸测试装置，还包括温控装置18、加热装置15和冷却装置16。温度传感器10位于爆炸罐双层结构内部，温控装置根据温度传感器10测量的油浴层温度与操作人员设定温度的差值，控制加热装置15和冷却装置16的启停。具体控制方法如下，当油浴层的温度低于设定的温度时，温控装置18关闭电控阀门14，打开电控阀门13，加热装置15对导热油进行加热，温控装置18同时启动油泵12，促使导热油在双层结构内部不停的循环，从而保持整个双层结构内部温度的均衡，温度传感器10实时测量油浴层的温度，当导热油的温度加热到与操作人员设定的温度值之间的差值在土 1°C以内时，温控装置关闭电控阀门13、14，同时关闭油泵12。当油浴层的温度高于设定的温度时，温控装置18打开电控阀门14，关闭电控阀门13，冷却装置16对导热油进行冷却，温控装置18同时启动油泵12，促使导热油在双层结构内部不停的循环，从而保持整个双层结构内部温度的均衡，温度传感器10实时测量油浴层的温度，当导热油的温度值冷却到与操作人员设定的温度值之间的差值在土1°C以内时，温控装置关闭电控阀门13、14，同时关闭油泵12。
[0025]爆炸下限浓度Cmin需通过一定范围不同浓度粉尘的爆炸试验来确定。初次试验时按10g/m3的整数倍确定试验粉尘浓度，如测得的爆炸压力等于或大于0.15MPa表压，则以10g/m3的级差减小粉尘浓度继续试验，直至连续3次同样试验所测压力值均小于0.15MPa。如测得的爆炸压力小于0.15MPa表压，则以10g/m3的整数倍增加粉尘浓度试验，至压力值等于或大于0.15MPa表压，然后以10g/m3的级差减小粉尘浓度继续试验，直至连续3次同样试验所测压力值均小于0.15MPa表压。所测粉尘试样爆炸下限Cmin则介于Cl (3次连续试验压力均小于0.15MPa表压的最高粉尘)和C2浓度(3次连续试验压力均等于或大于0.15MPa表压的最低粉尘浓度)之间，即:C1 < Cmin < C2。
[0026]利用本发明实施例一种粉尘爆炸测试装置进行非常温条件下粉尘爆炸极限测试的过程如下:
[0027]在储尘罐中放入已知量的粉尘，例如低压聚乙烯(d(0.5)为80.2 μ m)，然后将储尘罐密闭。设定20L球形爆炸罐外壁循环油浴的温度为30°C (也可以是25°C?240°C之间的任意数值)，启动温度控制系统。当系统温度控制在30土TC时，把爆炸罐抽真空到0.04MPa的绝对压力，将储尘罐加压到2.1MPa的绝对压力。启动粉尘扩散器，滞后60ms引燃点火源，对爆炸压力进行测定记录。经过不同浓度粉尘的爆炸试验确定，该低压聚乙烯粉尘在30°C时的爆炸浓度下限为30g/m3 < Cmin < 40g/m3。
[0028]以上所有试验步骤可通过控制器完成，并可以通过控制器上按键实现各个功能单步控制；测试数据可以传输到计算机上，并且可以通过计算机实现控制器上所能实现的全部功能。
[0029]由于本发明实施例在爆炸罐外壁的最外层覆有保温层，并采用加热装置对导热油进行加热，从而保证了本发明实施例的爆炸极限测试装置的温度范围可以在室温至240°C之间调节。
[0030]本发明实施例的一种粉尘爆炸测试装置，不仅可以依据“粉尘云爆炸下限浓度测定方法”(GB/T 16425 一 1996)进行标准状态下粉尘云爆炸下限浓度的测试，还可以实现非常温条件下粉尘云爆炸下限浓度的测试。
[0031]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种粉尘爆炸极限测试装置，包括爆炸罐，其特征在于，还包括， 加热装置，用于对所述爆炸罐进行加热； 温控装置，用于控制所述加热装置。
2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述爆炸罐的外壁为具有一空腔的双层结构，所述空腔内部充满导热油，所述加热装置用于对所述导热油进行加热。
3.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括， 冷却装置，用于对导热油进行冷却； 温度传感器，位于所述空腔内部，用于测量导热油温度； 温控装置，用于根据测量的导热油温度控制所述加热装置和所述冷却装置。
4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括保温层，所述保温层覆在所述爆炸罐的外壁上。
5.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述温控装置控制温度的范围为25°C?240°C，控制精度为±1°C。
6.如权利要求1至5任一权利要求所述的测试装置，其特征在于，所述爆炸罐为20L球形爆炸罐。
7.一种使用如权利要求1至6中任一所述测试装置测试粉尘爆炸极限的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括: 设定导热油的温度； 获取导热油的温度，将导热油温度的测量值与导热油温度的设定值进行比较，获取比较结果； 利用所述比较结果调整导热油的温度，使所述测量值与所述设定值的差值在预置阈值范围以内； 测试粉尘爆炸极限并记录测试结果。
8.如权利要求7所述的测试方法，其特征在于， 所述预置阈值为±1°C。
9.如权利要求7所述的测试方法，其特征在于， 当所述测量值大于所述设定值时，温控装置控制冷却装置对导热油进行冷却； 当所述测量值小于所述设定值时，温控装置控制加热装置对导热油进行加热。
10.如权利要求7、8或9所述的测试方法，其特征在于， 所述导热油温度的设定值的范围为25°C?240°C。
【文档编号】G01N25/54GK104407014SQ201410743493
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】韩兆辉, 宋丹青, 王学岐, 于学胜, 李智勇, 刘攀, 刘新娜 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团安全环保技术研究院