粉尘爆炸损毁评估计算及环境净化分析(5)
1.3 爆炸后处理工程
当你所有的防爆措施已经做得很好很到位的时候，爆炸还是发生了，这时候我们可以采取一些措施对爆炸后进行处理措施，对于减缓粉尘爆炸后果的措施通常有抗爆、泄爆、抑爆、隔爆和部分惰化技术。
泄爆是爆炸后能在极短的时间内将原来封闭的容器和设备短暂或永久性地向无危险方向开启的措施，但是使用前要弄清楚逸出的物质是否有腐蚀性或毒性。
武汉科技大学的吴建星对粉尘爆炸后的泄爆做了一定的研究，泄爆火焰对室内设备和人员存在着很大的安全隐患，极易造成二次爆炸和次生火灾。泄爆措施效果的好坏主要取决于两个方面：泄爆参数设计和泄爆后处理。对于具体泄爆设计而言，可以按照国家有关标准，根据保护对象(容器或建构筑物)的容积大小和强度高低、泄爆装置的开启压力等，确定合理的泄爆参数。但对于泄爆后处理(防止二次爆炸和次生火灾)却极少有十分有效的方法和措施。其对泄爆口火焰扑集熄灭技术做了一定的研究，泄爆口火焰扑集熄灭的原理是泄爆火焰通过一种迷宫式金属丝屑充填结构，被分割成细小火焰并与充填结构进行热交换直至熄灭，这主要是结构的吸热效应；另外，在充填结构前端设置消焰剂，由泄爆压力驱动其与随后的火焰混合，通过消焰剂俘获火焰中连锁反应的自由基来达到熄灭火焰的作用[6]。
在对金属粉尘燃爆泄放特性研究中，可以看出粉尘的一些参数对泄爆特性有一定的影响。俞建良、杨少丽等人对此有一定结论性的阐述，在改进的1.3L 哈特曼管中进行铝粉、镁粉、铝镁混合粉及合金粉尘泄爆特性的实验研究。粉尘的粒度对泄爆超压没有影响，泄爆时的升压速率随着粒度的减小而增大；粉尘质量浓度存在最优值，在此质量浓度下的泄爆超压和泄爆升压速率最大；泄爆超压随泄爆膜动作压力的增大而增大；镁铝混合粉中镁粉量越多，混合粉的泄爆特性越接近镁粉，反之越接近铝粉的泄爆特性；同条件下的镁铝合金粉比混合粉的泄爆特征值高[7]。
2 实验装置与实验方法
本次实验关于粉尘爆炸的基本参数均通过哈特曼管进行测试。
2.1 哈特曼粉尘爆炸实验装置系统的组成
实验装置系统如图3.1所示，它主要由扬尘、控制、点火、测试和数据采集等系统组成。
(1)扬尘系统
扬尘系统主要由扬尘喷嘴、电磁阀、气路以及法兰下盖等组成。可将哈特曼管底的粉尘以一定扬尘压力吹起，均匀地分散在整个哈特曼管内空间，形成粉尘云。喷嘴是扬尘系统的重要组成部分，出喷嘴盖、喷嘴中板、喷嘴接管三部分组成。喷嘴中板的结构为一环形，且在环形中板上设置7个Φ2mm的气孔以便排出压缩空气，喷嘴盖、喷嘴中板以及喷嘴接管之间采用焊接。
图2.1 哈特曼粉尘爆炸装置示意图
(2)控制系统
控制系统由电磁阀、气路、电路系统组成，主要通过电路、高压气流和气路控制管体封闭。在喷粉时，电磁阀迅速打开，高压气流经喷嘴喷入管内，吹起管底的粉尘，使其均匀的分散在整个管内空间。延迟一段时间后，点火电极经通电点火。由于喷头下面连接有截止阀，可保证爆炸在密闭条件下发生。
电磁阀与高压变压器通过继电器控制其电路，继电器通过数据线接收计算机传输的控制信号，其输出端有两个，一个和交流接触器、变压器相连；另一个和电磁阀相连，并分别组成回路，且都与电源相连。在程序运行之前，电源即要连入电路，由这个元件控制需要开关的回路。
(3)点火系统
点火系统由点火电极、电源、高压变压器等组成。通过控制系统延迟一定时间后，电极高压放电，产生电火花引燃粉尘云发生爆炸。变压器是放电系统中的重要元件，其性能的好坏直接关系到放电点火系统功能的实现，变压器的输入电压为220V，输出电压为10000V，功率为500W，变压器高压输出端通过高压线与电极相连。
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