[发明专利]一种遮断型综合防爆抑爆系统及方法

说明书

本发明公开的一种遮断型综合防爆抑爆系统及方法，属于可燃气体爆炸安全技术领域。本发明充分利用传播火焰的冲击作用来释放惰气柱内的惰性气体，减缓传播火焰由爆燃的传播过程，防止火焰由爆燃转向爆轰，实现对传播火焰的快速响应与精准控制；通过设置高压惰气抑爆装置与气体导流式匀粉装置进行联动，在释放惰性气体的同时对气体导流式匀粉装置进行喷吹，使气体导流式匀粉装置内的抑爆剂均匀撒到泡沫合金装置内部，实现多级式、一体化的科学抑爆；通过将气体导流式匀粉装置安装在支撑柱上方，泡沫合金抑爆装置安装在支撑柱左右两侧，并对抑爆剂粉末的粒径大小与泡沫合金的孔隙率进行级配，进而实现物理与化学抑爆方法相结合的综合性抑爆。

技术领域

本发明涉及一种遮断型综合防爆抑爆系统及方法，用于输气管道内可燃气体爆燃时的综合防爆抑爆，属于可燃气体爆炸安全技术领域。

背景技术

从工业领域深度减碳的角度来看，氢能作为替代能源之一，受到了国际社会和科学界的广泛关注。氢气是一种高效的替代能源载体，具有高热值且不会排放碳氧化物等温室气体，然而氢能的安全性不容小觑。氢气的爆炸危害普遍存在于氢能利用的全生命周期，往往造成巨大的人员伤亡和财产损失。目前，氢气运输的主要是汽车运输与管道运输两种方式，与汽车运输相比，管道运输可以大大降低可燃气体运输成本，延长运输距离，具有良好的发展前景。但考虑到氢气的易燃性和泄漏风险，氢气管道一旦泄漏，可燃气体可能会自燃或被外部点火源点燃，火焰在管道内迅速蔓延，很容易从爆燃转变为爆轰，可能会造成毁灭性的后果。为有效预防管道运输过程中的燃爆事故，研究人员对管道内可燃气体的防爆抑爆技术进行了广泛的研究，然而目前所有的研究只是单一物理或化学抑爆方法展开，局限性较大，并不能保证管道的安全运输。

发明内容

针对输气管道运输过程中可燃气体的易燃性以及存在的泄漏风险，为防止可燃气体的传播火焰在管道内迅速蔓延扩散以及由爆燃转为爆轰的问题，本发明公开的一种遮断型综合防爆抑爆系统及方法，要解决的技术问题是：提供一种多级式、高精准、快响应、且集防爆与抑爆于一体的遮断型综合防爆抑爆系统，并提供一种基于所述系统实现的遮断型综合防爆抑爆方法，能够实现对输气管道内可燃气体爆燃时的综合防爆抑爆，保障输气管道的安全性。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种遮断型综合防爆抑爆系统，包括输气管道、光敏传感器、温度传感器、同步控制器、遮断型惰气柱防爆装置、高压惰气抑爆装置、气体导流式匀粉装置、泡沫合金抑爆装置。所述输气管道的两端安装有法兰盘，管道前端的内壁上依次安装有光敏传感器、温度传感器，并通过数据传输线与同步控制器相连接。所述同步控制器位于输气管道的一侧，并通过数据输出线与高压惰气抑爆装置内的电磁阀相连接。所述输气管道内部安装有遮断型惰气柱防爆装置，其隔爆钢板上端与固定在输气管道内部的压缩弹簧连接，隔爆板下端与圆柱切割片相连接，圆柱切割片的后端与惰气柱的前端相接；所述输气管道中部的上方设有高压惰气抑爆装置，高压惰气罐下方设有电磁阀，电磁阀与下方的高压惰气喷枪相连接；所述气动导流式匀粉装置呈风车状位于高压惰气抑爆装置后侧，气动导流式匀粉装置内部装有定量的抑爆剂粉末，并固定在支撑柱顶端，根据导流原理通过气动导流式匀粉装置可使抑爆剂均匀抛洒至球形泡沫合金抑爆装置内部，进而增大抑爆剂与传播火焰的接触面积，有效提升抑爆效果；所述泡沫合金抑爆装置位于气动导流式匀粉装置下方，泡沫合金从上到下固定于支撑柱两侧。通过调节泡沫合金和抑爆剂的级配关系，使传播的火焰被泡沫合金抑爆装置完全淬熄。

为了精准、精确识别输气管道内的火线信号，作为优选，所述高压惰气抑爆装置的电磁阀与同步控制器通过数据输出线相连接。进一步优选，光敏传感器的响应光谱为340nm-980nm，温度传感器的温度峰值设为100℃。

通过调节隔爆板的厚度与压缩弹簧的弹性系数，提升高压惰气柱的释放效率，加快惰性气体火焰可燃气体的传播对的化学抑爆，提升防爆抑爆的效果和响应效率。

作为优选，根据如下公式(1)调节隔爆板的厚度，