本發(fā)明屬于測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及規(guī)整填料抑爆阻火性能試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

低濃度煤層氣直接深冷液化技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵工藝過程是利用低溫精餾技術(shù)回收煤層氣中的甲烷。在精餾過程中，精餾塔內(nèi)氣相組成的甲烷濃度從塔頂?shù)?.5％連續(xù)變化為塔底的95％，同時(shí)部分區(qū)域內(nèi)的氣相中氧氣含量大于12％，因此若有點(diǎn)火源出現(xiàn)，如雷擊、靜電等因素，精餾塔內(nèi)就存在發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。

在精餾塔內(nèi)裝填規(guī)整填料可以有效抑止或削弱爆炸的發(fā)生。實(shí)際使用中，規(guī)整填料本身的物理性能對填料的具體設(shè)置方式有著決定作用，但如何確定填料的物理性能，急需研發(fā)一種通用的測試裝置來實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明提供一種規(guī)整填料抑爆阻火性能試驗(yàn)方法，可以快速準(zhǔn)確地確定填料的物理性能，從而提出合理的抑爆阻火方案，提高精餾塔內(nèi)的安全性。

本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種規(guī)整填料抑爆阻火性能試驗(yàn)方法，先進(jìn)行抑爆試驗(yàn)，再進(jìn)行阻火試驗(yàn)，包括以下步驟：

1)試驗(yàn)前準(zhǔn)備；

i.氣密性實(shí)驗(yàn)；先往試驗(yàn)罐內(nèi)順次裝入一定厚度填料后，再對試驗(yàn)罐內(nèi)注入壓縮空氣至50KPa(G)，30min后，若整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的壓縮空氣壓降不超過2KPa，則認(rèn)為試驗(yàn)系統(tǒng)密封性良好；否則，進(jìn)行密封處理后再充氣、再檢漏，直至合格；

ii.測試儀器檢查；

2)配氣；先用壓縮空氣對試驗(yàn)罐內(nèi)氣體進(jìn)行置換，30min后，再配入甲烷氣體，并使甲烷氣體在試驗(yàn)罐內(nèi)的濃度為9.5％；

3)點(diǎn)火：打開點(diǎn)火開關(guān)鑰匙，啟動(dòng)火能量發(fā)生器；

4)數(shù)據(jù)采集：通過數(shù)據(jù)采集處理器對試驗(yàn)罐的多個(gè)徑向截面上不同高度位置設(shè)置的甲烷濃度傳感器、壓力傳感器和火焰?zhèn)鞲衅鞯倪M(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息、爆破膜的破裂情況，綜合判斷是否發(fā)生爆炸，確定爆炸類型、填料是否有效抑爆；

5)重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn)：若爆炸發(fā)生則試驗(yàn)結(jié)束；否則需重復(fù)驗(yàn)證兩次。

進(jìn)一步，步驟1)的填料厚度根據(jù)填料材料的性能先確定一個(gè)初始值，然后沿初始值兩側(cè)取一個(gè)范圍，抑爆試驗(yàn)最低填充厚度為400mm；阻火試驗(yàn)中填料最低填充厚度為500mm。

進(jìn)一步，步驟2)還包括濃度檢測過程：每隔5min檢測試驗(yàn)罐排氣口處甲烷濃度，連續(xù)分析三次，三次結(jié)果甲烷濃度變化量均不大于1％，則可認(rèn)為甲烷已混合均勻；否則為不合格。

進(jìn)一步，該試驗(yàn)方法利用規(guī)整填料抑爆阻火性能試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行，所述規(guī)整填料抑爆阻火性能試驗(yàn)系統(tǒng)包括試驗(yàn)罐以及與所述試驗(yàn)罐連通的配氣系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和排空系統(tǒng)，所述試驗(yàn)罐包括罐體和沿試驗(yàn)罐的軸向方向順次填充在罐體內(nèi)的規(guī)整填料，所述罐體包括中空圓柱形的罐身和分別可拆卸地設(shè)置在罐身兩端的封頭及爆破膜，在罐身的多個(gè)徑向截面上同時(shí)設(shè)置有點(diǎn)火器接口和氣體充注接口，所述點(diǎn)火器接口位于截面的頂部，所述氣體充注接口位于截面的底部，在任一截面還設(shè)置有至少一個(gè)壓力傳感器接口、至少一個(gè)火焰?zhèn)鞲衅鹘涌诤椭辽偃齻€(gè)濃度傳感器接口，同一截面的濃度傳感器接口具有不同的高度，罐身靠近爆破膜端設(shè)置有排放口，

所述配氣系統(tǒng)通過氣體充注接口向試驗(yàn)罐內(nèi)充入空氣、甲烷，使試驗(yàn)罐內(nèi)混合氣體的濃度和壓力達(dá)到試驗(yàn)要求；

所述測量系統(tǒng)通過壓力傳感器接口、火焰?zhèn)鞲衅鹘涌诤蜐舛葌鞲衅鹘涌趯Ω鱾€(gè)截面的瓦斯爆炸各特征參數(shù)數(shù)據(jù)的采集；

所述點(diǎn)火系統(tǒng)通過點(diǎn)火器接口對試驗(yàn)罐內(nèi)甲烷與空氣的混合氣體的點(diǎn)火；

所述排空系統(tǒng)通過排放口排除試驗(yàn)罐內(nèi)殘存氣體和充注混合氣體后的混合氣體的濃度的抽樣檢測，

還包括PLC控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)，

所述PLC控制系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)程控制所述配氣系統(tǒng)和所述排空系統(tǒng)管路上閥門的通斷，

所述監(jiān)控系統(tǒng)，用于對試驗(yàn)罐的外部環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)控，所拍攝的畫面?zhèn)鬏數(shù)降孛鏀?shù)據(jù)處理設(shè)備并在顯示屏幕上監(jiān)控罐內(nèi)情況。

進(jìn)一步，所述濃度傳感器接口共設(shè)置三個(gè)、且按等夾角差均勻分別在徑向截面上。

進(jìn)一步，所述夾角為30-60°。

進(jìn)一步，所述配氣系統(tǒng)包括空壓機(jī)和甲烷氣瓶，所述空壓機(jī)和甲烷氣瓶合并到一根總管，該總管分別與徑向截面的氣體充注接口連通。

進(jìn)一步，所述測量系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集處理器和分別與所述數(shù)據(jù)采集處理器連通的甲烷濃度傳感器、壓力傳感器和火焰?zhèn)鞲衅?，所述甲烷濃度傳感器、壓力傳感器和火焰?zhèn)鞲衅鞣謩e設(shè)置在壓力傳感器接口、火焰?zhèn)鞲衅鹘涌诤蜐舛葌鞲衅鹘涌谔帯?/p>

進(jìn)一步，所述點(diǎn)火系統(tǒng)包括點(diǎn)火頭和與點(diǎn)火頭連接的點(diǎn)火能量發(fā)生器，所述點(diǎn)火頭安裝在點(diǎn)火器接口上，并伸入到罐體軸向中心線附近。

進(jìn)一步，所述排空系統(tǒng)包括與所述排放口連通的手動(dòng)排空閥和壓力表。

本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過多個(gè)徑向截面可同時(shí)監(jiān)控罐體內(nèi)各個(gè)區(qū)域的氣體參數(shù)，得到更多詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而快速準(zhǔn)確地掌握填料的抑爆性能，同時(shí)，由于在軸向設(shè)置多個(gè)徑向截面，可對任意不同屬性的填料進(jìn)行測試，擴(kuò)展了其測試范圍，提高了通用性，另外，還通過將濃度傳感器接口設(shè)置在不同高度的位置，得到更多范圍的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而提高測試質(zhì)量?？傊?，該方案可快速準(zhǔn)確地確定不同填料的防爆性能，從而方便工程技術(shù)人員制定合理的抑爆阻火方案，實(shí)現(xiàn)提高精餾塔工作的安全性。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為罐體A-A、B-B及C-C的徑向截面圖；

圖3為抑爆試驗(yàn)流程圖；

圖4為阻火試驗(yàn)流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1、2所示，本發(fā)明的規(guī)整填料抑爆阻火性能試驗(yàn)系統(tǒng)，包括試驗(yàn)罐以及與所述試驗(yàn)罐1連通的配氣系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和排空系統(tǒng)，所述試驗(yàn)罐包括罐體和沿試驗(yàn)罐的軸向方向順次填充在罐體內(nèi)的規(guī)整填料1，所述罐體包括中空圓柱形的罐身2，罐身2的一端可拆卸地設(shè)置有封頭3，封頭即為法蘭，用螺栓固定在罐身端部，另一端設(shè)置有爆破膜4，爆破時(shí)，在爆破壓力作用下，爆破膜4彈出卸壓，保證其安全性，在罐身的多個(gè)徑向截面上同時(shí)設(shè)置有點(diǎn)火器接口5和氣體充注接口6，所述點(diǎn)火器接口5位于截面的頂部，所述氣體充注接口6位于截面的底部，在任一截面還設(shè)置有至少一個(gè)壓力傳感器接口7、至少一個(gè)火焰?zhèn)鞲衅鹘涌?和至少三個(gè)濃度傳感器接口9，同一截面的濃度傳感器接口9按角度差30-60°等距排列以實(shí)現(xiàn)不同的高度，可以得到不同高度處氣體的濃度值增加實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，罐身靠近爆破膜端設(shè)置有排放口10，

所述配氣系統(tǒng)通過氣體充注接口向試驗(yàn)罐內(nèi)充入空氣、甲烷，使試驗(yàn)罐內(nèi)混合氣體的濃度和壓力達(dá)到試驗(yàn)要求；

所述測量系統(tǒng)通過壓力傳感器接口、火焰?zhèn)鞲衅鹘涌诤蜐舛葌鞲衅鹘涌趯Ω鱾€(gè)截面的瓦斯爆炸各特征參數(shù)數(shù)據(jù)的采集；

所述點(diǎn)火系統(tǒng)通過點(diǎn)火器接口對試驗(yàn)罐內(nèi)甲烷與空氣的混合氣體的點(diǎn)火；

所述排空系統(tǒng)通過排放口排除試驗(yàn)罐內(nèi)殘存氣體和充注混合氣體后的混合氣體的濃度的抽樣檢測，

還包括PLC控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)，

所述PLC控制系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)程控制所述配氣系統(tǒng)和所述排空系統(tǒng)管路上閥門的通斷，

所述監(jiān)控系統(tǒng)，用于對試驗(yàn)罐的外部環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)控，所拍攝的畫面?zhèn)鬏數(shù)降孛鏀?shù)據(jù)處理設(shè)備并在顯示屏幕上監(jiān)控罐內(nèi)情況。

具體的，本實(shí)施例在罐身上設(shè)有A-A、B-B、C-C三個(gè)截面，每一截面共設(shè)置一個(gè)點(diǎn)火器接口5、一個(gè)氣體充注接口6、一個(gè)壓力傳感器接口7、一個(gè)火焰?zhèn)鞲衅鹘涌?、三個(gè)濃度傳感器接口9，從爆破膜端看建立直角坐標(biāo)系，所述點(diǎn)火器接口分別位于正Y軸與罐身相交的外壁上，所述氣體充注接口分別位于負(fù)Y軸與罐身相交的外壁上，所述壓力傳感器接口設(shè)置在正X軸繞原心逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)150°與罐身相交的外壁上，所述火焰?zhèn)鞲衅鹘涌谠O(shè)置在正X軸繞罐身中心逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°與罐身相交的外壁上，所述三個(gè)濃度傳感器接口分別設(shè)置在負(fù)Y軸繞罐身中心逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°、90°、135°與罐身相交的外壁上，

本實(shí)施例中，所述配氣系統(tǒng)包括空壓機(jī)13和甲烷氣瓶11，所述空壓機(jī)10和甲烷氣瓶11合并到一根總管，該總管分別與徑向截面的氣體充注接口連通。

本實(shí)施例中，所述測量系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集處理器12和分別與所述數(shù)據(jù)采集處理器12連通的甲烷濃度傳感器13、壓力傳感器14和火焰?zhèn)鞲衅?5，所述壓力傳感器14、火焰?zhèn)鞲衅?5和甲烷濃度傳感器13分別設(shè)置在壓力傳感器接口、火焰?zhèn)鞲衅鹘涌诤蜐舛葌鞲衅鹘涌谔帯?/p>

本實(shí)施例中，所述點(diǎn)火系統(tǒng)包括點(diǎn)火頭17和與點(diǎn)火頭連接的點(diǎn)火能量發(fā)生器18，所述點(diǎn)火頭安裝在點(diǎn)火器接口上，并伸入到罐體軸向中心線附近。

本實(shí)施例中，所述排空系統(tǒng)包括與所述排放口連通的手動(dòng)排空閥19和壓力表20，通過壓力表監(jiān)控出口壓力，若過高，則打開手動(dòng)排空閥19降壓，提高系統(tǒng)的安全性。

本實(shí)施例中，所述PLC控制系統(tǒng)包括PLC控制器21和與所述PLC控制器連通的多個(gè)電磁閥22，電磁閥22分別設(shè)置在甲烷氣瓶出口處、空壓機(jī)出口處、截面A-A、B-B、C-C上氣體充注接口的連接管上、排放總管上和遠(yuǎn)控排放口的出口管路上，在PLC控制系統(tǒng)的控制下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能控制。

本實(shí)施例中，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括攝像頭和與攝像頭連接的視頻顯示器23，攝像頭設(shè)置在罐體巷道內(nèi)(未示出)，實(shí)時(shí)監(jiān)控氣體的參數(shù)變化，并通過視頻顯示器顯示結(jié)果。

使用上述試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)的方法：

該系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)包括抑爆試驗(yàn)和阻火試驗(yàn)，由于抑爆試驗(yàn)的點(diǎn)火裝置位于填料填充區(qū)，整個(gè)點(diǎn)火裝置被填料包圍，其點(diǎn)火后即便出現(xiàn)燃爆，其加速距離和范圍也很有限。而阻火試驗(yàn)中，點(diǎn)火裝置位于引爆管道末端，引爆管段有0.8m的空間內(nèi)沒有裝設(shè)任何填充物，其點(diǎn)火后有一定的燃爆加速的空間，因而燃爆威力相對抑爆試驗(yàn)會(huì)變大，因此應(yīng)先進(jìn)行抑爆試驗(yàn)，再進(jìn)行阻火試驗(yàn)。

一、抑爆試驗(yàn)，如圖3所示，包括以下步驟：

(1)試驗(yàn)前準(zhǔn)備

在進(jìn)行試驗(yàn)前，對各個(gè)試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行常規(guī)檢查，包括氣密性、試驗(yàn)測試儀器能否正常工作、瓦斯檢測儀的整定檢核，試驗(yàn)罐接地是否良好。

①試驗(yàn)裝置氣密性實(shí)驗(yàn)

關(guān)閉巷道內(nèi)非防爆用電器的電源。裝入并固定填料，裝上試驗(yàn)罐法蘭和爆破膜。接通試驗(yàn)罐體上的管線和數(shù)據(jù)采集線，確認(rèn)無誤后所有人員撤出巷道。通過空壓機(jī)向試驗(yàn)罐注入壓縮空氣至50KPa(G)，關(guān)閉壓縮空氣進(jìn)氣閥，使整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)充滿50KPa(G)的壓縮空氣。觀察試驗(yàn)管道上的壓力表，30min后，若整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的壓縮空氣壓降不超過2KPa，可認(rèn)為試驗(yàn)系統(tǒng)密封性良好。若出現(xiàn)泄漏情況，用肥皂泡沫液進(jìn)行檢漏，并對泄漏處進(jìn)行密封處理。重復(fù)檢漏，直至合格。

填料厚度根據(jù)填料材料的性能先確定一個(gè)初始值，然后沿初始值兩側(cè)取一個(gè)范圍，如，先確定初始值為800mm，兩側(cè)各取400mm，則其填料厚度為400～1200mm，但無論如何，抑爆試驗(yàn)最低填充厚度不能少于400mm；阻火試驗(yàn)中填料最低填充厚度不能少于500mm。

②檢查試驗(yàn)測試儀器

啟動(dòng)視頻監(jiān)視系統(tǒng)。打開試驗(yàn)測試系統(tǒng)，測試各個(gè)試驗(yàn)儀器是否正常工作。檢查試驗(yàn)罐接地是否良好，點(diǎn)火開關(guān)處于斷開狀態(tài)，且用鑰匙鎖住，使點(diǎn)火開關(guān)保持電氣物理斷開。

在完成試驗(yàn)前的檢查后，確定各類試驗(yàn)設(shè)備工作正常，即可認(rèn)為滿足試驗(yàn)條件，下一步進(jìn)行試驗(yàn)前警戒。在進(jìn)行試驗(yàn)前，先在距離巷道口30m處，設(shè)置試驗(yàn)警戒帶，設(shè)立警示牌，并設(shè)置試驗(yàn)警戒人員。在巷道排風(fēng)口處同樣設(shè)置警戒帶，并且設(shè)立警示牌。警戒人員通過對講機(jī)及時(shí)和現(xiàn)場試驗(yàn)人員進(jìn)行溝通。

(2)抑爆試驗(yàn)步驟

①配氣：連接壓縮機(jī)與進(jìn)氣口管道，打開進(jìn)，排氣閥，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)。采用壓縮空氣對試驗(yàn)罐進(jìn)行置換。置換30分鐘后，關(guān)閉置換氣體的進(jìn)出口閥門，此時(shí)試驗(yàn)罐內(nèi)為清潔常壓空氣。然后接通甲烷氣瓶與配氣管。打開甲烷配氣閥門，同時(shí)觀察壓力表讀數(shù)，由分壓定律可得知：當(dāng)壓力表讀數(shù)為10.5KPa時(shí)，試驗(yàn)罐內(nèi)的甲烷濃度約為9.5％。此時(shí)關(guān)閉甲烷進(jìn)氣閥，靜置30分鐘讓甲烷和空氣充分混合。

②檢測：然后在巷道外試驗(yàn)罐排氣口處每隔5分鐘用甲烷分析儀分析甲烷的真實(shí)濃度。連續(xù)分析三次，如果三次測得結(jié)果甲烷含量的變化量都不大于1％，那么可以認(rèn)為甲烷氣體已經(jīng)混合均勻。如果甲烷含量變化量大于1％，再靜置30分鐘，再檢測直到甲烷變化量滿足試驗(yàn)要求。若檢測到甲烷含量低于8.5％，那么就通入少量甲烷，然后按上述方法再檢測直到滿足試驗(yàn)條件；如果甲烷含量大于10.5％，那么就通入少量空氣，然后按上述方法再檢測直到滿足試驗(yàn)條件。試驗(yàn)開始后，試驗(yàn)人員嚴(yán)禁進(jìn)入巷道(若需進(jìn)巷道，必須經(jīng)當(dāng)值試驗(yàn)負(fù)責(zé)人允許，且進(jìn)入巷道不得少于2人，且攜帶唯一的能打開點(diǎn)火開關(guān)的鑰匙和便攜式甲烷探測儀)。

③點(diǎn)火：待配氣檢測合格后，關(guān)閉現(xiàn)場壓力表、配氣系統(tǒng)、以及瓦斯檢測儀的閥門，并將配氣系統(tǒng)(甲烷氣瓶、空氣壓縮機(jī))從氣體導(dǎo)管末端配氣口總閥門處拆除，將甲烷氣瓶搬離巷道入口處。觀察試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)，視頻監(jiān)視系統(tǒng)，再次確保各處無安全隱患后，報(bào)告試驗(yàn)組織負(fù)責(zé)人，申請?jiān)囼?yàn)點(diǎn)火。在征得負(fù)責(zé)人的同意后點(diǎn)火人員接通點(diǎn)火開關(guān)線路，打開點(diǎn)火開關(guān)鑰匙，啟動(dòng)火能量發(fā)生器。

④數(shù)據(jù)采集：當(dāng)值試驗(yàn)負(fù)責(zé)人再最后確認(rèn)各方面安全后，由當(dāng)值試驗(yàn)負(fù)責(zé)人接通插入填料中心的點(diǎn)火能量發(fā)生器，并遠(yuǎn)程點(diǎn)火。觀察爆炸壓力采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)(P、dP/dt)和視頻監(jiān)控，及時(shí)記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)壓力曲線的上升趨勢以及爆破膜的破裂情況判斷是否發(fā)生爆炸及爆炸類型(燃爆或爆轟)以及填料是否有效抑爆。

⑤重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn)：若點(diǎn)火后通過傳感器和視頻監(jiān)控發(fā)現(xiàn)試壓罐內(nèi)并沒有發(fā)生爆炸現(xiàn)象，那么還需要重復(fù)驗(yàn)證兩次。

每次進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)時(shí)，均需開啟巷道通風(fēng)風(fēng)機(jī)，使其正常運(yùn)行20min，使巷道內(nèi)氣體進(jìn)行強(qiáng)制交換，確保巷道內(nèi)甲烷氣體處于安全水平。

其步驟如下：首先斷開點(diǎn)火開關(guān)和各種信號(hào)線電源，打開進(jìn)、排氣閥，接通壓縮機(jī)與進(jìn)氣管道，然后啟動(dòng)壓縮機(jī)置換試驗(yàn)罐內(nèi)含有甲烷的氣體，檢測排氣口甲烷的含量，直到甲烷含量小于1％時(shí)，可以停止置換。最后重復(fù)上面的配氣、檢測、點(diǎn)火和數(shù)據(jù)采集步驟。若三次點(diǎn)火均未發(fā)生爆炸，那么可以認(rèn)為該次試驗(yàn)條件下的填料配置是可以起到阻爆作用的。注意：此步驟過程操作人員不得進(jìn)入巷道內(nèi)。

⑥更換填料：更換填料時(shí)有兩種情況：一是如果重復(fù)試驗(yàn)已經(jīng)做完，爆破膜還完好，罐內(nèi)充滿甲烷混合氣體；二是如果上次試驗(yàn)發(fā)生了爆炸，爆破膜已經(jīng)破裂，無法用分析儀分析里面氣體。更換填料步驟如下：首先，若是情況一，斷開點(diǎn)火開關(guān)和各種電源線，打開試驗(yàn)罐進(jìn)、排氣閥利，用壓縮機(jī)對罐內(nèi)氣體進(jìn)行置換，用分析儀檢測甲烷含量，直到罐內(nèi)甲烷含量小于0.1％。若是情況二，斷開點(diǎn)火開關(guān)和各種電源線，打開試驗(yàn)罐進(jìn)氣閥，連接壓縮機(jī)與進(jìn)氣管道，啟動(dòng)壓縮機(jī)置換試驗(yàn)罐內(nèi)氣體，同時(shí)打開巷道排風(fēng)扇。1小時(shí)后，在征得試驗(yàn)現(xiàn)場負(fù)責(zé)人的情況下，兩名以上的試驗(yàn)操作人員帶上便攜式甲烷探測儀進(jìn)入巷道進(jìn)行填料更換作業(yè)。檢測試驗(yàn)罐是否有損毀情況，檢查傳感器連接是否有異常，管道連接是否有松動(dòng)，為下次試驗(yàn)做好準(zhǔn)備。

2、阻火試驗(yàn)，如圖4所示，包括以下步驟：

(1)試驗(yàn)前準(zhǔn)備

阻火試驗(yàn)中點(diǎn)火裝置安置在試驗(yàn)罐的火焰加速段前端，此外，試驗(yàn)罐上需要安裝火焰?zhèn)鞲衅鳌?/p>

(2)阻火試驗(yàn)步驟

①配氣：連接壓縮機(jī)與進(jìn)氣口管道，打開進(jìn)，排氣閥，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)。采用壓縮空氣對試驗(yàn)罐進(jìn)行置換。置換30分鐘后，關(guān)閉置換氣體的進(jìn)出口閥門，此時(shí)試驗(yàn)罐內(nèi)為清潔常壓空氣。然后接通甲烷氣瓶與配氣管。打開甲烷配氣閥門，同時(shí)觀察壓力表讀數(shù)，由分壓定律可得知：當(dāng)壓力表讀數(shù)為10.5KPa時(shí)，試驗(yàn)罐內(nèi)的甲烷濃度約為9.5％。此時(shí)關(guān)閉甲烷進(jìn)氣閥，靜置30分鐘讓甲烷和空氣充分混合。

②檢測：然后在巷道外試驗(yàn)罐排氣口處每隔5分鐘用甲烷分析儀分析甲烷的真實(shí)濃度。連續(xù)分析三次，如果三次測得結(jié)果甲烷含量的變化量都不大于1％，那么可以認(rèn)為甲烷氣體已經(jīng)混合均勻。如果甲烷含量變化量大于1％，那么再靜置30分鐘，再檢測直到甲烷變化量滿足試驗(yàn)要求。若檢測到甲烷含量低于8.5％，那么就通入少量甲烷，然后按上述方法再檢測直到滿足試驗(yàn)條件；如果甲烷含量大于10.5％，那么就通入少量空氣，然后按上述方法再檢測直到滿足試驗(yàn)條件。試驗(yàn)開始后，試驗(yàn)人員嚴(yán)禁進(jìn)入巷道(若需進(jìn)巷道，必須經(jīng)當(dāng)值試驗(yàn)負(fù)責(zé)人允許，且進(jìn)入巷道不得少于2人，且攜帶唯一的能打開點(diǎn)火開關(guān)的鑰匙和便攜式甲烷探測儀)。

③點(diǎn)火：待配氣檢測合格后，關(guān)閉現(xiàn)場壓力表、配氣系統(tǒng)、以及瓦斯檢測儀的閥門，并將配氣系統(tǒng)(鋼瓶、空氣壓縮機(jī))從氣體導(dǎo)管末端配氣口總閥門處拆除，將甲烷氣瓶搬離巷道入口處。觀察試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)，視頻監(jiān)視系統(tǒng)，再次確保各處無安全隱患后，報(bào)告試驗(yàn)組織負(fù)責(zé)人，申請?jiān)囼?yàn)點(diǎn)火。在征得負(fù)責(zé)人的同意后點(diǎn)火人員接通點(diǎn)火開關(guān)線路，打開點(diǎn)火開關(guān)鑰匙，啟動(dòng)火能量發(fā)生器。

④數(shù)據(jù)采集：當(dāng)值試驗(yàn)負(fù)責(zé)人再最后確認(rèn)各方面安全后，由當(dāng)值試驗(yàn)負(fù)責(zé)人接通插入填料中心的點(diǎn)火能量發(fā)生器，并遠(yuǎn)程點(diǎn)火。觀察爆炸壓力采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)(P、dP/dt)、火焰采集系統(tǒng)和視頻監(jiān)控，及時(shí)記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)壓力曲線的上升趨勢、火焰采集系統(tǒng)讀數(shù)以及視頻監(jiān)控判斷該次試驗(yàn)填料配置是否有阻火功能。

⑤重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn)：若通過火焰采集系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)填料能阻火，那么還需要重復(fù)驗(yàn)證兩次。由于火花塞是在空筒段點(diǎn)火，所以不論填料是否阻火，都會(huì)發(fā)生爆炸，爆破膜肯定會(huì)被破壞。

每次進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)時(shí)，均需開啟巷道通風(fēng)風(fēng)機(jī)，使其正常運(yùn)行20min，使巷道內(nèi)氣體進(jìn)行強(qiáng)制交換，確保巷道內(nèi)甲烷氣體處于安全水平。

重復(fù)試驗(yàn)驟如下：首先斷開點(diǎn)火開關(guān)和各種信號(hào)線電源，打開進(jìn)氣閥，接通壓縮機(jī)與進(jìn)氣管道，然后啟動(dòng)壓縮機(jī)置換試驗(yàn)罐內(nèi)含有甲烷的氣體，同時(shí)打開巷道排風(fēng)扇。1小時(shí)后，在征得試驗(yàn)現(xiàn)場負(fù)責(zé)人的情況下，兩名以上的試驗(yàn)操作人員帶上便攜式甲烷探測儀進(jìn)入巷道進(jìn)行爆破膜更換作業(yè)。檢測試驗(yàn)罐是否有損毀情況，檢查傳感器連接是否有異常，管道連接是否有松動(dòng)，為下次試驗(yàn)做好準(zhǔn)備。最后重復(fù)上面的配氣、檢測、點(diǎn)火和數(shù)據(jù)采集步驟。若三次點(diǎn)火填料都能實(shí)現(xiàn)阻火，那么可以認(rèn)為該次試驗(yàn)條件下的填料配置是可以起到阻火作用的。

⑥更換填料：上次試驗(yàn)昨晚后，需要更換填料時(shí)，首先斷開點(diǎn)火開關(guān)和各種電源線，打開試驗(yàn)罐進(jìn)氣閥，連接壓縮機(jī)與進(jìn)氣管道，然后啟動(dòng)壓縮機(jī)置換試驗(yàn)罐內(nèi)氣體，同時(shí)打開巷道排風(fēng)扇。1小時(shí)后，在征得試驗(yàn)現(xiàn)場負(fù)責(zé)人的情況下，兩名以上的試驗(yàn)操作人員帶上便攜式甲烷探測儀進(jìn)入巷道進(jìn)行填料更換作業(yè)。檢測試驗(yàn)罐是否有損毀情況，檢查傳感器連接是否有異常，管道連接是否有松動(dòng)，為下次試驗(yàn)做好準(zhǔn)備。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。