一种掺氢可燃气体管廊内多相耦合抑爆装置及方法

1.本发明涉及狭长受限空间的防火抑爆技术领域，更具体地说，它涉及一种掺氢可燃气体管廊内多相耦合抑爆装置及方法。


背景技术：

2.近年来，随着我国经济建设的不断发展，可燃气体抑爆材料管道、管网建设越来越多，燃气掺氢作为目前经济、高效的能源方式，备受世界瞩目。在现阶段能源转型的过度时期，城市管廊成为了掺氢燃气的运输和储存的重要依托。
3.城市管廊作为掺氢燃气运输和储存的主要设备，其空间大、便于维护、布局优化、能够承受较大的输运压力，可减小可燃气体的运输成本和道路运输等方式中可能存在的事故风险。但在高压抑爆材料管道系统中，掺氢燃气抑爆材料管道的完整性和安全性会随着时间的发展而降低，当抑爆材料管道自身对掺氢燃气的保护措施失效，掺氢可燃气体泄漏接触空气等助燃气体后在热源条件下可能被引燃发生爆燃，一旦掺氢可燃气体与空气在狭小空间内预先混合，极易诱发爆轰造成巨大损失。因此，掺氢可燃气体管廊的阻火抑爆依然是一个难题。针对相关技术中抑制掺氢可燃气体管廊中爆炸火焰传播，压力增加等较大问题，目前尚未提出有效的方案。
4.现有技术中存在的问题：
5.1、存在掺氢可燃气体的管廊中，一般仅设计了阻止火灾蔓延的消防喷淋系统，在掺氢燃气泄漏时无法对可能发生的预混爆炸火焰进行有效的阻碍或抑制，将直接导致灾害事故扩大。
6.2、掺氢可燃气体爆炸火焰传播速度快，被动抑制装置在事故发生时极易失效，造成未响应或响应延迟。
7.3、传统抑爆装置为单一相设计，在抑制火焰传播过程中无法快速高效的阻止火焰继续传播。


技术实现要素：

8.本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种掺氢可燃气体管廊内多相耦合抑爆装置及方法。
9.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种掺氢可燃气体管廊内多相耦合抑爆装置，包括抑爆材料仓库，所述抑爆材料仓库输出端设有抑爆材料管，所述抑爆材料管一侧设有球阀，所述抑爆材料管一侧设有止回阀，所述止回阀位于球阀底端，所述抑爆材料管底端设有出料管，所述出料管一侧设有气动阀，所述气动阀连接有电磁阀，所述电磁阀远离气动阀一端连接有压电式传感器，所述压电式传感器一侧设有特征参数采集终端，所述止回阀与电磁阀以及抑爆材料仓库之间设有气管。
10.本发明进一步设置为：所述出料管输出端设有螺旋喷头。
11.本发明进一步设置为：所述抑爆材料仓库内的压力大于环境大气压。
12.一种掺氢可燃气体管廊内多相耦合抑爆装置的启动方法，包括以下步骤：
13.s1、当掺氢可燃气体管廊发生爆炸，产生火焰以及气压；
14.s2、特征参数采集终端接收到火焰温度信号以及气压信号，并将信号传输到压电式传感器进行阈值判定，超过阈值判定为空间发生了预混气体爆炸灾害；
15.s3、判定结束后，接通24v直流电源，此时电磁阀作用于气动阀门，抑爆材料仓库的抑爆材料在高压条件下通过出料管上的螺旋喷头快速释放在空间内，阻止火焰向下游传播。
16.综上所述，本发明具有以下有益效果：
17.1、针对掺氢燃气泄漏时能够对可能发生的预混爆炸火焰进行有效的阻碍或抑制，将灾害事故损失降到最低。
18.2、抑制装置响应极快，能够在很短的时间内感应到掺氢可燃气体爆炸并迅速释放抑爆材料做出应对措施。
19.3、抑爆材料的作用区域广，采用螺旋喷头，可进行角度调整，以达到最佳的抑爆效果。
附图说明
20.图1是本发明实施例中抑爆装置快速响应示意图；
21.图2是本发明实施例中抑爆装置启动方法。
22.图中：1、抑爆材料仓库；101、进料管；102、气管；103、出料管；2、球阀；3、止回阀；4、气动阀；5、电磁阀；501、压电式传感器；502、特征参数采集终端；6、螺旋喷头。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明的实施例及附图，对本发明的技术方案进行进一步详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
25.实施例：
26.如图1-2所示，一种掺氢可燃气体管廊内多相耦合抑爆装置，包括抑爆材料仓库，抑爆材料仓库输出端可拆卸连接有抑爆材料管，抑爆材料管一侧活动连接有球阀，抑爆材料管一侧可拆卸连接有止回阀，止回阀位于球阀底端，抑爆材料管底端可拆卸连接有出料管，出料管一侧可拆卸连接有气动阀，气动阀连接有电磁阀，电磁阀远离气动阀一端连接有压电式传感器，压电式传感器一侧活动连接有特征参数采集终端，止回阀与电磁阀以及抑爆材料仓库之间可拆卸连接有气管。
27.在本实施例中，抑爆材料如果为气相，则需要预先关闭进口处阀门，将抑爆气体由单向气路一端通入储存仓内，气动阀门连接空气或氮气作为阀门快速启闭的驱动气体；抑爆材料如果为液/固相，则需要预先添加抑爆材料到储存仓后关闭进口阀门，将储存仓内通入空气或惰性气体，从而达到多相抑爆的目的；储存仓依靠止回阀可以通入惰性气体作为
抑爆材料或抑爆材料的耦合驱动气体，气动阀门的驱动气体应选用空气或氮气驱动，价格低廉、获取容易且不易对阀门造成损伤。
28.出料管输出端设有螺旋喷头。
29.在本实施例中，可调节抑爆材料的作用区域，确保得到最佳的抑爆效果。
30.抑爆材料仓库内的压力大于环境大气压。
31.在本实施例中，抑爆材料在高压条件下能够更快的释放在空间内。
32.一种掺氢可燃气体管廊内多相耦合抑爆装置的启动方法，包括以下步骤：
33.s1、当掺氢可燃气体管廊发生爆炸，产生火焰以及气压；
34.s2、特征参数采集终端接收到火焰温度信号以及气压信号，并将信号传输到压电式传感器进行阈值判定，超过阈值判定为空间发生了预混气体爆炸灾害；
35.s3、判定结束后，接通24v直流电源，此时电磁阀作用于气动阀门，抑爆材料仓库的抑爆材料在高压条件下通过出料管上的螺旋喷头快速释放在空间内，阻止火焰向下游传播。
36.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。


技术特征：
1.一种掺氢可燃气体管廊内多相耦合抑爆装置，其特征是：包括抑爆材料仓库，所述抑爆材料仓库输出端设有抑爆材料管，所述抑爆材料管一侧设有球阀，所述抑爆材料管一侧设有止回阀，所述止回阀位于球阀底端，所述抑爆材料管底端设有出料管，所述出料管一侧设有气动阀，所述气动阀连接有电磁阀，所述电磁阀远离气动阀一端连接有压电式传感器，所述压电式传感器一侧设有特征参数采集终端，所述止回阀与电磁阀以及抑爆材料仓库之间设有气管。2.根据权利要求1所述的一种掺氢可燃气体管廊内多相耦合抑爆装置，其特征是：所述出料管输出端设有螺旋喷头。3.根据权利要求1所述的一种掺氢可燃气体管廊内多相耦合抑爆装置，其特征是：所述抑爆材料仓库内的压力大于环境大气压。4.一种掺氢可燃气体管廊内多相耦合抑爆装置的启动方法，包括以下步骤：s1、当掺氢可燃气体管廊发生爆炸，产生火焰以及气压；s2、特征参数采集终端接收到火焰温度信号以及气压信号，并将信号传输到压电式传感器进行阈值判定，超过阈值判定为空间发生了预混气体爆炸灾害；s3、判定结束后，接通24v直流电源，此时电磁阀作用于气动阀门，抑爆材料仓库的抑爆材料在高压条件下通过出料管上的螺旋喷头快速释放在空间内，阻止火焰向下游传播。

技术总结
本发明公开了一种掺氢可燃气体管廊内多相耦合抑爆装置及方法，涉及狭长受限空间的防火抑爆技术领域，其技术方案要点是：包括抑爆材料仓库，所述抑爆材料仓库输出端设有抑爆材料管，所述抑爆材料管一侧设有球阀，所述抑爆材料管一侧设有止回阀，所述抑爆材料管底端设有出料管，所述出料管一侧设有气动阀，所述气动阀连接有电磁阀，所述电磁阀一端连接有压电式传感器，所述压电式传感器一侧设有特征参数采集终端，所述止回阀与电磁阀以及抑爆材料仓库之间设有气管。本发明针对掺氢燃气泄漏能够对可能发生的预混爆炸火焰进行有效的阻碍或抑制；抑制装置响应极快，能够在很短的时间内感应到掺氢可燃气体爆炸；采用螺旋喷头，抑爆材料的作用区域广。材料的作用区域广。材料的作用区域广。


技术研发人员：米红甫 罗楠 邵鹏 张昊梁 廖凯旋 张鲁鑫 王文和 牛宜辉
受保护的技术使用者：重庆科技学院
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/8/13