本發(fā)明涉及可燃?xì)怏w管道爆炸抑制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種工業(yè)管道內(nèi)可燃?xì)怏w爆炸抑制裝置的觸發(fā)方法。

背景技術(shù)：

輸運(yùn)可燃?xì)怏w介質(zhì)的管道在特定條件下，容易形成處于爆炸濃度范圍的可燃?xì)怏w/空氣混合物，在內(nèi)因、外因的點(diǎn)火源作用下發(fā)生爆炸，初始爆炸如不能得到有效控制，爆炸火焰?zhèn)鞑⒉粩嗉铀?，由局部爆炸蔓延為系統(tǒng)爆炸，帶來極大的人員傷亡、財產(chǎn)損失。爆炸抑制技術(shù)則是感知到爆炸信號后，以主動方式觸發(fā)抑爆裝置或利用爆炸沖擊波本身以被動方式噴灑抑爆介質(zhì)，阻止、減弱直至完全熄滅火焰?zhèn)鞑ァ?/p>

關(guān)于可燃?xì)怏w爆炸抑制方法的技術(shù)信息，在已公開的中國專利文獻(xiàn)中已有報道，典型的有CN 103285541 A（一種抑制瓦斯爆炸的裝置及其使用方法）、CN 103883346 A（一種利用荷電細(xì)水霧抑制煤礦井下瓦斯爆炸的方法），更為典型的有CN 101940825 A（一種受限空間油氣爆炸抑制方法），但上述技術(shù)均未涉及抑爆裝置的觸發(fā)方法。而在實際使用過程中，抑爆裝置的觸發(fā)判劇及時機(jī)必須與爆炸火焰?zhèn)鞑ゼ凹铀俚木唧w特點(diǎn)相適應(yīng)，選擇恰當(dāng)時刻噴射抑爆介質(zhì)是能否成功將爆炸予以抑制的關(guān)鍵因素之一，如抑爆介質(zhì)過早噴射，爆炸火焰陣面距離抑爆介質(zhì)尚遠(yuǎn)，延遲噴射，則爆炸火焰陣面在噴射之前已越過噴射界面，均不能實現(xiàn)有效抑制爆炸火焰?zhèn)鞑サ哪繕?biāo)。同時現(xiàn)有技術(shù)也缺少是否將爆炸完全成功抑爆的監(jiān)測手段和補(bǔ)救措施。另外爆炸初始信號檢測方法的靈敏度和可靠性也是需要合理解決的矛盾，如檢測方法過于靈敏，則生產(chǎn)工藝參數(shù)的正常波動也會引起抑爆裝置的誤動作，如過于鈍感，待檢測到爆炸信號、啟動抑爆裝置時，則爆炸火焰陣面業(yè)已超前于抑爆介質(zhì)噴射，無法實現(xiàn)有效抑爆。

鑒于上述已有技術(shù)，有必要加以改進(jìn)。為此，本申請人作了有益的探索與實際的嘗試，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種工業(yè)管道內(nèi)可燃?xì)怏w爆炸抑制裝置的觸發(fā)方法，提高抑爆裝置觸發(fā)的適時性、可靠性，增強(qiáng)爆炸抑制效果。

本發(fā)明的任務(wù)是這樣來完成的，一種工業(yè)管道可燃?xì)怏w爆炸抑制裝置，包括：

信號檢測及控制單元，通過屏蔽導(dǎo)線與該信號檢測及控制單元連接的7個紅外/電離探針復(fù)合爆炸火焰探測器所組成的探測陣列，即與該信號檢測及控制單元連接的第一紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、第三紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、第四紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器，第五紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、第六紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器和第七紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器；所述的信號檢測及控制單元連接有主抑爆裝置和備用抑爆裝置，第一紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、第三紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、主抑爆裝置、第四紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、備用抑爆裝置、第五紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、第六紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器（和第七紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器在可燃?xì)怏w管道上依次排列。

進(jìn)一步的，所述的第一紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、第三紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、主抑爆裝置兩兩之間的間隔設(shè)置為L₁；主抑爆裝置、第四紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器和備用抑爆裝置兩兩之間的間隔設(shè)置為L₂，L₂為L₁的三分之一；備用抑爆裝置、第五紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、第六紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器和第七紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器兩兩之間的間隔也設(shè)置為L₁；

當(dāng)爆炸火焰沿AB方向傳播，即從可燃?xì)怏w管道的左側(cè)向右側(cè)蔓延，則火焰陣面抵達(dá)第一紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器時，第一紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器將檢測到的爆炸特征信號反饋給信號檢測及控制單元，信號檢測及控制單元將抑爆裝置設(shè)定至預(yù)警狀態(tài)，并標(biāo)記為時刻T₁，當(dāng)信號檢測及控制單元接收到來自第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器的信號時，標(biāo)記為時刻T₂，并計算火焰在第一紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器和第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器間的L₁距離內(nèi)平均傳播速度V₁=L₁/(T₂-T₁)；當(dāng)信號檢測及控制單元接收到來自第三紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器時，標(biāo)記為時刻T₃，并計算火焰在第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器和第三紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器間的L₁距離內(nèi)平均傳播速度V₂=L₁/(T₃-T₂)，以及在第一紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器和第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、第三紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器間的加速度Δv=（V₂-V₁）/((T₃+T₂)/2-(T₂+T₁)/2)；信號檢測及控制單元可根據(jù)火焰平均傳播速度V₁、V₂及加速度Δv準(zhǔn)確估算出火焰自T₃時刻起傳播至主抑爆裝置所要?dú)v經(jīng)的時間T，以確定主抑爆裝置的觸發(fā)時刻。

進(jìn)一步的，若主抑爆裝置未能完全將火焰熄滅，當(dāng)信號檢測及控制單元接收到來自第四紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器的信號時，即刻觸發(fā)備用抑爆裝置。

進(jìn)一步的，所述的紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器成對安裝，探測器置于隔爆外殼內(nèi)，采用螺紋聯(lián)結(jié)在被保護(hù)管道上。

進(jìn)一步的，所述的紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器的靈敏度可調(diào)，響應(yīng)時間小于2ms。

進(jìn)一步的，所述的紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器陣列中探測器數(shù)量至少為7個。

進(jìn)一步的，所述主抑爆裝置和備用抑爆裝置內(nèi)儲存超細(xì)干粉抑爆介質(zhì)，裝置內(nèi)安裝有氣體發(fā)生器，抑爆裝置觸發(fā)后，氣體發(fā)生器產(chǎn)生的氮?dú)饽軌蛟?0ms時間內(nèi)將抑爆裝置的壓力由常壓提升至10MPa，驅(qū)動抑爆介質(zhì)噴射。

進(jìn)一步的，紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、抑爆裝置在第四紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器兩側(cè)對稱布置，初始爆炸發(fā)生在管道內(nèi)任意方向，均能得到及時檢測及有效抑制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果：

1、紅外探測器和電離探針探測器的成對復(fù)合使用，消除工藝參數(shù)波動和環(huán)境干擾的影響而導(dǎo)致誤動作的同時，保證了探測靈敏度。

2、根據(jù)爆炸火焰?zhèn)鞲衅鳈z測的信號，計算火焰?zhèn)鞑テ骄俣燃凹铀俣龋瑴?zhǔn)確預(yù)估火焰陣面到達(dá)抑爆裝置處的時間，恰當(dāng)時刻觸發(fā)抑爆裝置，使得管道內(nèi)抑爆介質(zhì)云幕參數(shù)優(yōu)化的條件下，火焰陣面到達(dá)，提高了爆炸抑制的適時性、有效性。

3、主、備抑爆裝置成套使用，當(dāng)主抑爆裝置為能將爆炸火焰完全熄滅時，啟動備用抑爆裝置，爆炸抑制的可靠性顯著提升。

4、在管道上對稱布置，管道內(nèi)無論從那個方向發(fā)生的初始爆炸，均能有效監(jiān)測、抑制。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明的可燃?xì)怏w管道抑爆裝置的示意圖。

附圖中各個附圖標(biāo)記的含義說明如下：

a—可燃?xì)怏w管道、11—第一紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、12—第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、13—第三紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、14—第四紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、15—第五紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、16—第六紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、17—第七紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器、21—主抑爆裝置、22—備用抑爆裝置、3—信號檢測及控制單元。

具體實施方式

為了使專利審查人員及公眾能夠更加清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)和有益效果，申請人將在下面以實施例的方式作詳細(xì)說明，但是對實施例的描述均不是對本發(fā)明方案的限制，任何一句本發(fā)明構(gòu)思所作出的僅僅為形式上的等效變換都應(yīng)視為本發(fā)明的技術(shù)方案范疇。

本發(fā)明的可燃?xì)怏w管道抑爆裝置的觸發(fā)方法，具體步驟如下：

敬請參見附圖1，給出了直徑為300mm的可燃?xì)怏w管道a，該可燃?xì)怏w管道a上設(shè)置9個M36*3的螺紋孔，在這9個螺紋孔中從左到右依次安裝了第一紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器11、第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器12、第三紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器13、主抑爆裝置21、第四紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器14、備用抑爆裝置22、第五紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器15、第六紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器16和第七紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器17。其中所述的第一紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器11、第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器12、第三紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器13、主抑爆裝置21兩兩之間的間隔設(shè)置為L₁=15m；第一抑爆裝置21、第四紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器14和備用抑爆裝置22兩兩之間的間隔設(shè)置為L₂=5m；備用抑爆裝置22、第五紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器15、第六紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器16和第七紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器17兩兩之間的間隔設(shè)置為也L₁=15m。

所述的7個復(fù)合火焰?zhèn)鞲衅魍ㄟ^屏蔽線與信號檢測及控制單元3連接，該信號檢測及控制單元3與上述的主抑爆裝置21和備用抑爆裝置22連接；所述的主抑爆裝置21、備用抑爆裝置22內(nèi)安裝有氣體發(fā)生器，并儲存了超細(xì)干粉抑爆介質(zhì)。

在本實施例中，紅外火焰探測器優(yōu)選而非限于地使用銦砷銻型紅外火焰探測器，電離火焰探測器優(yōu)選而非限于地使用侵入式開關(guān)型電離火焰探測器。

在本實施例中，火焰沿AB的方向傳播，即從可燃?xì)怏w管道的左側(cè)向右側(cè)蔓延，則火焰陣面抵達(dá)第一紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器11時，第一紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器11將檢測到的爆炸特征信號反饋給信號檢測及控制單元3，信號檢測及控制單元3將抑爆裝置設(shè)定至預(yù)警狀態(tài)，并標(biāo)記為時刻T₁，當(dāng)信號檢測及控制單元3接收到來自第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器12的信號時，標(biāo)記為時刻T₂，并計算火焰在第一紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器11和第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器間12的L₁距離內(nèi)平均傳播速度V₁=L₁/(T₂-T₁)。

當(dāng)信號檢測及控制單元3接收到來自第三紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器13時，標(biāo)記為時刻T₃，并計算火焰在第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器12和第三紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器13間的L₁距離內(nèi)平均傳播速度V₂=L₁/(T₃-T₂)，以及在第一紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器11、第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器12和第二紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器12、第三紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器13間的加速度Δv=（V₂-V₁）/((T₃+T₂)/2-(T₂+T₁)/2)；信號檢測及控制單元3可根據(jù)火焰平均傳播速度V₁、V₂及加速度Δv準(zhǔn)確估算出火焰自T₃時刻起傳播至主抑爆裝置21所要?dú)v經(jīng)的時間T。

當(dāng)信號檢測及控制單元3所記時刻達(dá)到T₃+T，觸發(fā)主抑爆裝置21，主抑爆裝置21內(nèi)的氣體發(fā)生器瞬間釋放氮?dú)?，使得主抑爆裝置的壓力在10ms的時間內(nèi)迅速提升至10MPa，驅(qū)動主抑爆裝置內(nèi)21儲存的超細(xì)干粉抑爆介質(zhì)的完全噴灑，在一定長度的管道內(nèi)形成抑爆介質(zhì)云幕時，火焰陣面抵達(dá)該位置，抑制爆炸火焰的場景得以優(yōu)化。

如主抑爆裝置21未能完全將火焰熄滅，當(dāng)信號檢測及控制單元3接收到來自第四紅外/電離探針復(fù)合火焰探測器14的信號時，即刻觸發(fā)備用抑爆裝置22，備用抑爆裝置22內(nèi)的氣體發(fā)生器瞬間釋放氮?dú)?，使得備用抑爆裝置22的壓力在10ms的時間內(nèi)迅速提升至10MPa，驅(qū)動備用抑爆裝置22內(nèi)儲存的超細(xì)干粉抑爆介質(zhì)的完全噴灑，進(jìn)一步增強(qiáng)抑爆效果。