干粉抑制可燃液体蒸气爆炸条件优化与效果评定

【摘要】目前，绝大部分干粉抑爆技术的研究是关于煤尘瓦斯爆炸方面的，而针对汽油、航空煤油等可燃液体蒸气的抑爆研究还不多见。为防治可燃液体蒸气爆炸事故，针对ABC干粉（NH4H2PO4）、ABC超细干粉（NH4H2PO4）、BC干粉（NaHCO3）、APP超细干粉（(NH4PO3)n）四种抑制剂，开展了一系列93#汽油、航空煤油的抑爆实验，研究分析了干粉抑制可燃液体蒸气爆炸的规律。主要工作内容和研究成果如下：（1）自行设计了一套可燃液体蒸气燃爆、抑爆特性测试系统，并换算了实验工况下的汽油蒸气、航空煤油蒸气相对应的液态体积，分别为：11.2-51.7mL和5.55-34.2mL；针对测试系统以下四个方面的关键技术进行了优化设计：可燃液体热挥发引射技术，压缩机、真空泵协同配气技术，单侧电极中心点火技术，延迟电路的外触发方式。（2）归纳总结了实验所用的四种干粉抑制剂的12个性能指标，对抑爆材料的化学成分、粒度、密度、抗结块性和灭火效能等重要参数进行了对比；通过分析黑火药和单基药的喷粉压力曲线，确定黑火药作为抑爆罐的产气剂；研究了大流量小液滴喷嘴和广角实心锥喷嘴（SMP）的喷粉角度、成雾形状、分散均匀度、覆盖范围等参数，确定大流量小液滴喷嘴作为抑爆罐的喷嘴。（3）通过空白实验，测定了不同浓度的93#汽油、航空煤油蒸气爆炸压力曲线，分别选定了进油量28mL、25mL作为爆炸压力标准曲线。研究表明：28mL汽油对应的蒸气浓度为3.25%，爆炸弛豫时间为52ms，达到峰值压力时间为150ms，最大升压速率为37.2mv/ms，峰值压力输出电压值为2125mv，校准压力值为0.90MPa，爆炸能量为4.29×105mv·ms；25mL航空煤油对应的蒸气浓度为2.70%，爆炸弛豫时间为44ms，达到峰值压力时间为133ms，最大升压速率为31.6mv/ms，峰值压力输出电压值为1844mv，校准压力值为0.78MPa，爆炸能量为3.48×105mv·ms。（4）研究了不同种类干粉对可燃液体蒸气爆炸压力曲线的影响，确定了ABC干粉、BC干粉、ABC超细干粉、APP超细干粉抑爆实验最佳延迟时间分别为15ms、20ms、50ms和大于150ms，得出了抑爆峰值压力最大下降幅度分别为48.5%、29.4%、57.4%和22.1%，以及ABC干粉、BC干粉、ABC超细干粉的爆炸能量最大下降幅度40.6%、34.0%和42.0%；此外，还研究了ABC干粉、BC干粉、ABC超细干粉抑制作用与喷粉浓度之间的关系，随着喷粉浓度的增加，三种干粉分别表现为抑制作用削弱（40-80g）、基本不变（40-120g）和抑制作用增强（40-120g）；最后对重要的研究成果进行了归纳，制订了干粉抑爆效果评定表，并根据四种干粉的抑爆特性提出了应用方向的建议。
【作者】王晶晶；
【导师】张景林；
【作者基本信息】中北大学，安全技术及工程，2014，硕士
【关键词】可燃液体蒸气爆炸；超细干粉；抑爆；爆炸峰值压力；爆炸能量；

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