改性活性炭吸附甲苯燃爆特性的对比试验研究

用季铵盐离子液体对椰壳活性炭改性,对比研究活性炭改性前后及吸附甲苯前后的燃爆参数,探索活性炭吸附VOCs过程气-固异相混合体系的燃爆规律。改性后活性炭自燃点从319.3 ℃提高到345.7 ℃,共同吸附甲苯后其自燃点从307.7 ℃提高到327.1 ℃。利用20 L球形爆炸测试装置测得活性炭改性后粉体爆炸下限从1.5~2.5 g/m3提高到7~8 g/m3;活性炭改性前吸附甲苯后混合体的爆炸下限小于1.5 g/m3,改性后吸附甲苯的混合体爆炸下限为2~3 g/m3。在200 g/m3条件下,二者最大爆炸压力分别为0.57,0.53 MPa,爆炸压力有所降低。研究结果表明,用季铵盐离子液体改性后的活性炭不仅吸附VOCs的能力得到增强,而且系统燃爆危险性降低。     

活性炭粉体燃爆特性实验研究

为研究活性炭粉的燃爆危险性,以200目过筛粉体为研究对象,对活性炭粉体的燃爆参数以及热稳定性进行研究。利用固体自燃温度测试装置对活性炭的自燃温度进行测试。应用热质联用设备对活性炭粉加热过程中的质量和能量变化进行分析,并对受热产生的气体进行跟踪,推断气体组成。利用20 L球形爆炸装置对活性炭粉的最大爆炸压力以及最优爆炸浓度进行测定。实验结果显示:活性炭自燃温度为335.4℃,属于二级自燃物质;活性炭受热过程中可能会产生甲烷、一氧化碳等可燃性气体,增大其燃爆危险性;活性炭粉最大爆炸压力为0.56 MPa,最优爆炸质量浓度在500 g/m3附近。     

可燃气体动态爆炸极限测试装置设计

设计了可燃气体动态爆炸极限测试装置,通过调节两个气体流量计来控制可燃气体和空气的流速,使二者达到一定的混合比例,在不间断供气的情况下使混合气体在燃爆管中保持流动状态。装置除了可以测定可燃气体的动态爆炸极限以外,还可以测定最小点火能、动态爆炸压力及压力上升速率,及对可燃气体动态爆炸火焰进行微观研究。已有的试验数据表明本装置设计合理,安全可靠。     

油浴槽火灾原因及预防措施

油浴槽是油浴淬火时盛装油类物质的槽形设施。淬火的一般过程是先将工件加热到相当的温度，再经过一定时间的保温，随即进行快速冷却。油浴淬火则是以油类作介质，按照不同的要求，将工件全部浸没在油液介质内，进行加热或冷却的热处理方法。油浴淬火时，因往往采用机油、煤油、变压器油等可燃液体作为冷却介质，而金属工件又需加热到灼热状态，故油浴淬火时油浴槽应特别注意防火。     

市政污泥热干化过程的燃爆风险研究

摘 要：为预防市政污泥热干化过程发生安全事故,利用相关仪器设备研究了污泥在堆积状态和分散状态下的燃爆性质,并结合污泥热干化车间的工艺和设备系统分析了污泥热干化过程存在的安全风险。结果发现：污泥在140 ℃存放24 h未发生自热,当温度升至170 ℃以上时存在放热现象,且在200~220 ℃会发生自燃,这说明当薄层干化工艺系统内部温度大于170 ℃时,发生污泥放热和自燃的可能性较高,而常温堆积储存干污泥的安全风险较低;当污泥粉尘与空气形成混合物时,会发生粉尘爆炸,且爆炸压力随污泥粒度变小而变大,这说明在污泥除尘器内部存在发生污泥粉尘爆炸的危险;污泥被干化时会产生氨气、硫化氢、甲烷等可燃气体,这使得在封闭的干化系统内存在发生气体燃烧或爆炸的危险。这些结果,可以为污泥干化技术发展及设备本质安全设计提供安全技术支撑,同时,对市政污泥干化生产安全管理具有指导意义和参考价值。     

液压机械加工厂火灾事故调查与试验分析

针对某液压机械加工厂火灾事故开展调查,确定起火点和事故成因。为进一步验证事故原因,搭建可燃气体云燃爆试验装置,对液压油雾化后的燃烧特性进行研究,观察液压油雾化燃烧与爆炸试验现象。结果表明,液压油雾化后火灾危险性大,极易发生燃烧和爆炸,提出合理的防范措施以降低火灾的危险。     

二氯甲烷和甲醇混合物爆炸下限的试验研究

为研究二氯甲烷和甲醇混合物的燃爆危险特性,采用FRTA爆炸极限测试仪测试研究不同混合比例的二氯甲烷和甲醇混合物的爆炸下限,分析不同混合比例、初始温度对混合物爆炸下限的影响。试验结果表明:混合物爆炸下限随二氯甲烷体积分数的增大而升高;随着初始温度从20℃升高至100℃,混合比例为88∶12和92∶8的二氯甲烷和甲醇混合物的爆炸下限均呈下降趋势,两种样品的爆炸下限从12.86%和13.60%分别降至10.15%和10.70%;初始温度在20~100℃范围内,混合物的爆炸下限下降速率较大,下降幅度分别为21.1%和21.3%,明显高于丙烷、氨气和甲醇汽油等。运用数值分析原理拟合了二氯甲烷和甲醇混合物爆炸下限随温度变化的规律函数,为相关生产环境的探测预警和防爆设计提供参考依据。     

汽油雾化及燃爆特性实验研究

在20L爆炸球中测定不同压力下汽油的雾化粒径,通过化学点火分析了不同喷雾压力条件下汽油云雾的燃爆,并采用液体燃料持续燃烧性能测定仪测试燃料的燃烧性能。结果表明,随着喷雾压力的升高,汽油的雾化粒径逐渐减小,最大爆炸压力和最高爆炸温度都有上升的趋势,汽油在无约束条件下燃烧性能较优。     

锂离子电池热失控气体燃爆特征实验研究

为研究储能电站电池单元的火灾危险性,针对锂离子电池发生热失控后释放混合气体的爆炸危险性和火灾危险性进行实验研究,测定分析锂离子电池电解液的危险性以及不同环境气氛下锂离子电池的热失控特性。结果表明：按锂离子电池热失控释放主要气体组分配制的混合气体具有较大的爆炸危险性,爆炸下限为6.1%,最大爆炸压力可达0.61~0.76 MPa,可对建筑物造成严重破坏;配制的混合气体最小点火能为0.3 mJ。锂离子电池电解液在120~130 ℃温度下挥发蒸气危险性较高,爆炸下限为2.3%,且燃烧后产生的刺激性气体可能导致人体的二次伤害。实验采用三元锂电池热失控触发温度为125~150 ℃。研究结果可以为锂离子电池储能电站可燃气体探测、通风设计等提供支持。     

三种测试装置与判定标准对比研究可燃气体爆炸

利用三种可燃气体爆炸极限测试装置在不同温度开展实验研究,选取乙烯、丙烷(R290)、液化石油气,对比分析实验结果及实验现象判定,分析初始温度、初始压力对爆炸极限的影响。结果表明,三种装置实验获得的爆炸下限一致性较好,爆炸上限体积分数最大差值超过15%,说明不同装置对爆炸上限实验值影响显著。利用5 L玻璃爆炸极限测试装置开展一系列实验,探究初始温度对可燃气体爆炸极限的影响规律,验证了20~100℃温度范围内乙烯和R290爆炸下限随初始温度变化趋势基本一致,近似呈现出线性关系。     

电场条件下变压器油的引燃温度特性

以目前在运变压器常用的25#绝缘油为例,测试了不同温度条件下变压器油在电极针产生的电场下的点燃特性,为变压器起火机理与防治研究提供指导。试验表明,25#变压器油在电火花能量18 J、最大电场强度为6.56×10³ kV/m的针-针电极电场条件下,点燃的临界温度约为172 ℃;其引燃有爆燃和稳定燃烧2个过程,爆燃时燃烧瓶内压力最大,为510 kPa左右,其引燃过程与单一气体组分丁烷有较大差异。     

基于FLACS的特高压变压器蒸气云爆炸后果评估

针对特高压变压器火灾引发蒸气云爆炸的问题,结合某特高压变压器爆燃事故案例,利用FLACS 建立全尺寸特高压变压器模型,模拟变压器第一次蒸气云爆炸与蒸气云充分扩展后爆炸2 种工况,确定爆炸超压破坏范围。研究发现：第一次蒸气云爆炸最大压力为7.2 kPa,集中在油箱上部,主要破坏油箱上部结构;第二次蒸气云爆炸最大压力为26.7 kPa,集中在整个变压器周围,变压器整体被破坏。依据爆炸模拟结果提出了合理布置自动灭火系统等注意事项,可降低爆炸对自动灭火系统的破坏。     

大型换流变压器火灾事故特点与灭火方案

通过对大型换流变压器火灾原因与高发部位、变压器爆炸起火影响因素与发展过程以及套管爆炸起火事故特点的分析,明确现有灭火方案的不足,提出新型固定灭火系统方案。结果表明,高压套管是大型油浸变压器火灾的高发部位;变压器内部故障电弧能量达一定值后,可导致油箱发生爆炸,一次爆炸后能否引发火灾,与泄漏至空气中的混合气体是否达到爆炸极限以及是否有足够引燃能量密切相关;大型换流变压器灭火应坚持“以固为主”的原则,推荐采用无喷头无支管的压缩空气泡沫喷淋灭火系统。     

基于植物油和矿物油的10 kV油浸变压器外部热源耐火实验

为了探究不同油浸变压器受火情况下的火灾动力学过程,搭建了全尺度变压器火灾实验平台,分别针对基于RAPO天然酯植物油和25号变压器油的10 kV油浸变压器开展了外部热源耐火实验。研究结果表明,在同一外部热源条件下,矿物油变压器在受火状态下9 min左右即出现猛烈的喷射火灾现象,喷射出的矿物油品同时导致了大面积的池火和流淌火灾,使得火灾进一步加剧。相比而言,植物油变压器燃烧相对平缓,在24 min左右才出现轻微的喷射火现象,但并未造成明显的火灾加剧,且实验结束后变压器周边残存大量未燃植物油。在燃烧实验中,植物油的温升速率约为0.18 ℃/s,显著低于矿物油的0.24 ℃/s,也进一步说明了植物绝缘油的安全性。从消防安全角度,植物油变压器的火灾安全性远胜于矿物油变压器,具有较好的应用前景。     

裂隙岩体等效渗透系数张量数值法研究

由于核废料地质储存、地热开采、深部油气开采的工程需求,裂隙岩体渗透性及其随着应力、温度的影响受到广泛关注。通过温度-渗流-应力耦合三轴仪对大理岩人工裂隙渗透率随应力及温度变化规律进行了试验研究,获得了大理岩闭合裂隙渗透率随应力、温度的变化趋势及受影响程度。在试验基础上,通过数值方法研究了裂隙岩体等效渗透系数的尺寸效应及各向异性,获得了该裂隙岩体的等效渗透系数REV及渗透张量。     

初始油面温度对水成膜泡沫铺展特性的影响研究

为探究高温油面对水成膜泡沫的影响,利用自主搭建的铺展特性测试实验平台获得水成膜泡沫在不同初始温度KI25X变压器油面上的铺展参数,对比水成膜泡沫在两种油池尺寸（D=50 cm和117 cm）下不同温度油面的铺展行为,分析铺展面积和铺展速率随初始油面温度的变化规律。结果表明：D=50cm油池,铺展形状呈现中心对称,铺展速率存在快速增长、线性增长和缓慢增长3个阶段;D=117 cm油池,铺展形状呈现不规则特征,仅有线性增长和缓慢增长两个阶段;初始油面温度显著影响水成膜泡沫的铺展特性,D=117 cm时,铺展速率随油温增加先上升后下降,在初始油面温度60℃时,平均铺展速率达到最大;基于油面铺展理论基础,建立了铺展速率计算模型,得到泡沫摩擦力参数随油温增加呈现先上升后下降的变化规律。     

低渗透介质温度–应力–渗流耦合三轴仪研制及其应用

 详细介绍研制的低渗透介质温度–应力–渗流耦合三轴仪,该试验系统可以在常温～90 ℃范围、三轴室活塞最大轴向力1 000 kN、围压40 MPa内对直径50和100 mm的标准试样进行轴向和径向渗透试验。解决长时间、高温(＜90 ℃)条件下试样气体渗透密封性、微流量气体体积量测以及长时间试验温度保持均匀、恒定等技术问题,确保复杂条件下低渗透介质渗透性测试。应用研制的三轴仪,对雅砻江锦屏II级电站辅助洞白山组大理岩进行渗透性测试。试验结果表明：研制的三轴仪可以满足温度–应力–渗流耦合试验的要求,试验过程稳定、试验数据精度较高,可用于石油/天然气地下能源储存、低渗透油气田开发、高瓦斯矿井瓦斯抽放、放射性废料地质深埋处置等工程中围岩介质渗透特性研究,可为工程安全和环境评估提供基本参数。     

阴角夹角构型对聚氨酯保温材料火蔓延影响试验探究

摘 要：通过开展小尺寸试验研究,分析了阴角夹角构型对聚氨酯保温材料向下火蔓延特性的影响,分析不同夹角构型对聚氨酯保温材料火蔓延典型特征参数的影响,主要包括火焰形态、质量损失速率、近域场温度和火蔓延速率。研究结果表明：在边墙的约束条件下,阴角夹角为30°时试样的燃烧程度明显大于150°;对于阴角夹角构型形成的受限空间,小角度夹角构型下聚氨酯试样燃烧程度大于较大夹角构型;受侧边墙体限制效应的影响,聚氨酯保温材料火蔓延过程中质量损失率和火蔓延速率均随阴角夹角的增大呈先减小后增大的趋势;由于烟囱效应的拉伸作用,火蔓延会形成两个温度峰值,且第一个温度峰值大于第二个温度峰值。     

小尺度变压器油池火灾燃烧特性的实验研究

开展了直径20～50 cm 的圆形变压器油池火实验,分别测量并研究了火焰形态、燃烧速率、火焰轴心温度等燃烧特性。结果表明：在变压器油燃烧的3 个阶段中,稳定燃烧阶段持续时间最长,而衰减熄灭阶段要明显短于起始燃烧阶段。在燃烧速率方面,油池的直径越大,变压器油燃烧速率越快,燃烧时间越短,变压器油的液位下降速度也越快。变压器油的单位面积燃烧速率与经典辐射模型具有良好的一致性,单位面积燃烧速率与油池直径呈现幂函数形式。在火焰温度方面,油池中心线温度呈现距离液面的垂直高度越大其火焰温度越低的趋势,液面上方火焰温度最高可达700～800 ℃,同时油池火尺度对火焰最高温度的影响不大。