內(nèi)拱頂儲罐內(nèi)初始火災自動滅火系統(tǒng)性能試驗研究
發(fā)布時間：2021-10-22 17:43
為及時有效地抑制石油儲罐內(nèi)發(fā)生火災后的初始火焰,防止火勢蔓延后造成更為嚴重的連鎖爆炸事故,研發(fā)1種由火災快速探測系統(tǒng)和快速噴粉系統(tǒng)組成的快速滅火系統(tǒng),并通過進行性能試驗對此系統(tǒng)在石油儲罐內(nèi)的滅火效果進行驗證。結果表明:火焰探測系統(tǒng)在探測器距火焰5 m范圍內(nèi)檢驗并輸出報警信號的時間小于50 ms;快速噴粉裝置在裝粉量為5 kg時,可在310 ms內(nèi)完成閥門開啟至噴粉結束的整個過程。滅火系統(tǒng)可快速檢測到火焰并使滅火劑快速有效地達到滅火點,避免火災發(fā)生,具有一定工程應用價值。
【文章來源】：中國安全生產(chǎn)科學技術. 2020,16(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
系統(tǒng)流程
由于安全和經(jīng)濟成本的影響,目前國內(nèi)應用在儲罐內(nèi)的火焰探測器較少。大多的火焰探測器只針對單一的紅外信號或紫外信號進行探測,導致誤報率較高。若是對多波段紅外火焰進行探測,又會增加響應時間,難以達到快速探測的目的[11]。因此,探測系統(tǒng)基于儲罐特殊環(huán)境采用紫外探測與紅外探測相結合的探測方式,通過合理布置后,連接遠程監(jiān)控系統(tǒng)可對儲罐內(nèi)部火焰情況進行監(jiān)測并反饋,火災探測系統(tǒng)如圖2所示。探測系統(tǒng)主要分為3大模塊:探測模塊、控制模塊、安全模塊。1)探測模塊。根據(jù)火焰輻射特征[12],探測模塊中紅外火焰探測器選用英國Pyreos公司生產(chǎn)的熱釋電紅外傳感器,紫外火焰探測器選用日本Hamamatsu生產(chǎn)的R2868紫外光電管,分別負責捕捉波長4.3 μm的紅外輻射信號和波長為186～260 nm紫外輻射信號,再將輻射信號轉(zhuǎn)化為電信號,預處理后利用信號放大模塊對信號的幅值進行匹配,然后傳遞給控制模塊。2)控制模塊�？刂颇K可分別對紅外、紫外2個通道采集的信號進行分析,固定時間段內(nèi)同時接收到紅外信號和紫外信號后則認為火災發(fā)生,可有效降低誤報率,同時通過上位機進行通信,接受上位機的配置和管理。3)安全模塊。針對儲罐內(nèi)的危險環(huán)境,安全模塊將系統(tǒng)設備選型和設計等級達到爆炸危險環(huán)境0區(qū)的要求,防爆形式為本質(zhì)安全型。
噴粉系統(tǒng)結構如圖3所示。由圖3可知,噴粉系統(tǒng)包括快速噴頭和儲粉罐體2部分,二者依靠螺紋連接裝配。快速噴頭包括閥體、活塞組件、煙火驅(qū)動裝置、啟動撥桿等部件,煙火驅(qū)動裝置內(nèi)設有裝藥室,用于填裝氣體發(fā)生劑,最高承壓10 MPa;啟動撥桿處可連接手柄,對噴頭進行手動開啟。儲粉罐體為鋼制耐壓儲罐,容積為12 L,最高承壓15 MPa,罐體頂部縮口處設有螺紋孔可連接充氣閥門及壓力表。當發(fā)生火災時,火焰探測器控制模塊發(fā)出的電脈沖信號被煙火驅(qū)動裝置接收,內(nèi)部氣體發(fā)生劑被引燃后產(chǎn)生高壓氣體,在高壓氣體的推動下,內(nèi)部導桿撞擊啟動撥桿,壓板對活塞組件上部的限制解除,罐內(nèi)高壓氮氣推動活塞頂開閥門。最后,儲粉罐體內(nèi)部存儲的超細干粉滅火劑伴隨高壓氮氣進行高速噴射,迅速到達著火點。2 試驗設計
【參考文獻】：
期刊論文
[1]內(nèi)浮頂儲罐高效防火與快速滅火技術探討[J]. 邵洪槐,郎需慶,張衛(wèi)華,張健中. 安全、健康和環(huán)境. 2019(07)
[2]大型油罐快速滅火系統(tǒng)關鍵技術研究[J]. 吳麗光. 消防科學與技術. 2018(10)
[3]基于紫紅外傳感器的火焰探測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 李文斌,張卓,范賜恩,陳迎,吳敏淵. 儀表技術與傳感器. 2015(03)
[4]大型石油儲罐滅火處置對策研究[J]. 陳紹榮,李凌春. 化工管理. 2014(29)
[5]火災爆炸事故多米諾效應耦合模型研究[J]. 馮顯富,王艷,張科宇,顏峻. 中國安全生產(chǎn)科學技術. 2013(03)
[6]鋼儲罐地基處理方案設計[J]. 徐飛,任春來,王磊. 中國石油和化工標準與質(zhì)量. 2013(06)
[7]瓦斯輸送管道自動抑爆技術[J]. 祝釗,李偉,陳騁,白雪,吳北平. 煤礦安全. 2012(02)
[8]煤礦瓦斯爆炸阻隔爆技術現(xiàn)狀及展望[J]. 張如明,何學秋,聶百勝,李祥春,戴林超,趙彩虹. 中國安全生產(chǎn)科學技術. 2011(07)
[9]HS煤礦用主動抑爆防火技術的試驗研究[J]. 馬驪,Louis,李素麗,鄔劍明,白云龍,王俊峰. 中國煤炭. 2010(09)
[10]煤礦瓦斯爆炸特性研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 李潤之,司榮軍,張延松,王磊. 煤炭技術. 2010(04)
碩士論文
[1]基于紫外探測的井下阻隔防爆系統(tǒng)的研究[D]. 趙云龍.中國礦業(yè)大學 2016
[2]火焰探測器響應時間檢測系統(tǒng)研究[D]. 高朝春.長安大學 2015
[3]93#汽油蒸汽的爆炸特性及其抑制實驗研究[D]. 張躍.中北大學 2014
[4]干粉抑制可燃液體蒸氣爆炸條件優(yōu)化與效果評定[D]. 王晶晶.中北大學 2014
本文編號：3451576
【文章來源】：中國安全生產(chǎn)科學技術. 2020,16(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
系統(tǒng)流程
由于安全和經(jīng)濟成本的影響,目前國內(nèi)應用在儲罐內(nèi)的火焰探測器較少。大多的火焰探測器只針對單一的紅外信號或紫外信號進行探測,導致誤報率較高。若是對多波段紅外火焰進行探測,又會增加響應時間,難以達到快速探測的目的[11]。因此,探測系統(tǒng)基于儲罐特殊環(huán)境采用紫外探測與紅外探測相結合的探測方式,通過合理布置后,連接遠程監(jiān)控系統(tǒng)可對儲罐內(nèi)部火焰情況進行監(jiān)測并反饋,火災探測系統(tǒng)如圖2所示。探測系統(tǒng)主要分為3大模塊:探測模塊、控制模塊、安全模塊。1)探測模塊。根據(jù)火焰輻射特征[12],探測模塊中紅外火焰探測器選用英國Pyreos公司生產(chǎn)的熱釋電紅外傳感器,紫外火焰探測器選用日本Hamamatsu生產(chǎn)的R2868紫外光電管,分別負責捕捉波長4.3 μm的紅外輻射信號和波長為186～260 nm紫外輻射信號,再將輻射信號轉(zhuǎn)化為電信號,預處理后利用信號放大模塊對信號的幅值進行匹配,然后傳遞給控制模塊。2)控制模塊�？刂颇K可分別對紅外、紫外2個通道采集的信號進行分析,固定時間段內(nèi)同時接收到紅外信號和紫外信號后則認為火災發(fā)生,可有效降低誤報率,同時通過上位機進行通信,接受上位機的配置和管理。3)安全模塊。針對儲罐內(nèi)的危險環(huán)境,安全模塊將系統(tǒng)設備選型和設計等級達到爆炸危險環(huán)境0區(qū)的要求,防爆形式為本質(zhì)安全型。
噴粉系統(tǒng)結構如圖3所示。由圖3可知,噴粉系統(tǒng)包括快速噴頭和儲粉罐體2部分,二者依靠螺紋連接裝配。快速噴頭包括閥體、活塞組件、煙火驅(qū)動裝置、啟動撥桿等部件,煙火驅(qū)動裝置內(nèi)設有裝藥室,用于填裝氣體發(fā)生劑,最高承壓10 MPa;啟動撥桿處可連接手柄,對噴頭進行手動開啟。儲粉罐體為鋼制耐壓儲罐,容積為12 L,最高承壓15 MPa,罐體頂部縮口處設有螺紋孔可連接充氣閥門及壓力表。當發(fā)生火災時,火焰探測器控制模塊發(fā)出的電脈沖信號被煙火驅(qū)動裝置接收,內(nèi)部氣體發(fā)生劑被引燃后產(chǎn)生高壓氣體,在高壓氣體的推動下,內(nèi)部導桿撞擊啟動撥桿,壓板對活塞組件上部的限制解除,罐內(nèi)高壓氮氣推動活塞頂開閥門。最后,儲粉罐體內(nèi)部存儲的超細干粉滅火劑伴隨高壓氮氣進行高速噴射,迅速到達著火點。2 試驗設計
【參考文獻】：
期刊論文
[1]內(nèi)浮頂儲罐高效防火與快速滅火技術探討[J]. 邵洪槐,郎需慶,張衛(wèi)華,張健中. 安全、健康和環(huán)境. 2019(07)
[2]大型油罐快速滅火系統(tǒng)關鍵技術研究[J]. 吳麗光. 消防科學與技術. 2018(10)
[3]基于紫紅外傳感器的火焰探測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 李文斌,張卓,范賜恩,陳迎,吳敏淵. 儀表技術與傳感器. 2015(03)
[4]大型石油儲罐滅火處置對策研究[J]. 陳紹榮,李凌春. 化工管理. 2014(29)
[5]火災爆炸事故多米諾效應耦合模型研究[J]. 馮顯富,王艷,張科宇,顏峻. 中國安全生產(chǎn)科學技術. 2013(03)
[6]鋼儲罐地基處理方案設計[J]. 徐飛,任春來,王磊. 中國石油和化工標準與質(zhì)量. 2013(06)
[7]瓦斯輸送管道自動抑爆技術[J]. 祝釗,李偉,陳騁,白雪,吳北平. 煤礦安全. 2012(02)
[8]煤礦瓦斯爆炸阻隔爆技術現(xiàn)狀及展望[J]. 張如明,何學秋,聶百勝,李祥春,戴林超,趙彩虹. 中國安全生產(chǎn)科學技術. 2011(07)
[9]HS煤礦用主動抑爆防火技術的試驗研究[J]. 馬驪,Louis,李素麗,鄔劍明,白云龍,王俊峰. 中國煤炭. 2010(09)
[10]煤礦瓦斯爆炸特性研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 李潤之,司榮軍,張延松,王磊. 煤炭技術. 2010(04)
碩士論文
[1]基于紫外探測的井下阻隔防爆系統(tǒng)的研究[D]. 趙云龍.中國礦業(yè)大學 2016
[2]火焰探測器響應時間檢測系統(tǒng)研究[D]. 高朝春.長安大學 2015
[3]93#汽油蒸汽的爆炸特性及其抑制實驗研究[D]. 張躍.中北大學 2014
[4]干粉抑制可燃液體蒸氣爆炸條件優(yōu)化與效果評定[D]. 王晶晶.中北大學 2014
本文編號：3451576
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3451576.html
