著火溫度煤塵層最低著火溫度的測(cè)試裝置及方法

煤塵層最低著火溫度測(cè)試裝置采用東北大學(xué)工業(yè)爆炸及防護(hù)研究所生產(chǎn)的MITL-HT型粉塵層著火溫度測(cè)試系統(tǒng)：主要包括不銹鋼恒溫?zé)岚?，精密溫控?cái)?shù)顯儀，粉塵盛裝環(huán)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)自備）等；儀器安裝在通風(fēng)櫥內(nèi)，吸收試驗(yàn)過程中的揮發(fā)、分解產(chǎn)物和煙。煤塵層最低著火溫度的測(cè)試采用IEC-31H分委員會(huì)提出的粉塵層最低著火溫度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的裝置及方法。

在該系統(tǒng)中，加熱裝置為最大功率3800W的電加熱爐，上面放置一銅質(zhì)均熱盤，圓盤上放置一個(gè)一定厚度的不銹鋼圓環(huán)，圓環(huán)內(nèi)盛放試樣，有1只熱電偶用于控制及顯示圓盤與粉塵層接觸表面溫度，另有1只熱電偶用于測(cè)試粉塵層內(nèi)部溫度，由LM16型溫度記錄儀記錄，PDP溫度控制器控制均熱盤溫度 。

1.熱力著火不僅與燃料的物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，而且與系統(tǒng)的熱力條件有關(guān)。

2.放熱強(qiáng)烈時(shí)，放熱曲線將向上移動(dòng),從而使著火點(diǎn)（著火溫度）下降。

3.系統(tǒng)溫度高于Toi時(shí)，系統(tǒng)將在燃?xì)膺_(dá)到Toi時(shí)開始著火，并向穩(wěn)定燃燒方向發(fā)展。

4.著火點(diǎn)與系統(tǒng)所處熱力狀況有關(guān)，即使同一種燃?xì)?，著火溫度也不是常?shù)。

5.升高壓力將使反應(yīng)物濃度增加，放熱強(qiáng)烈,因而使反應(yīng)速度增加。

6.燃?xì)饪扇汲煞譂舛仍黾?，著火點(diǎn)降低。

系統(tǒng)溫度為T0時(shí)，有2個(gè)交點(diǎn)，其中2點(diǎn)為不穩(wěn)定點(diǎn)。溫度升高或降低都會(huì)使系統(tǒng)向遠(yuǎn)離2點(diǎn)的方向發(fā)展，如放熱﹥散熱，T將不斷升高；放熱﹤散熱，溫度將不斷降低。而1點(diǎn)卻是個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)溫度逐漸升高時(shí)，M線將向右移動(dòng)（如圖1所示）。當(dāng)它們之間只有一個(gè)切點(diǎn)時(shí)，也就是系統(tǒng)穩(wěn)定的極限位置。系統(tǒng)溫度再高時(shí)，放熱將永遠(yuǎn)大于散熱。 ?發(fā)熱曲線與散熱曲線的切點(diǎn)，稱著火點(diǎn)，相應(yīng)與該點(diǎn)上的溫度稱為著火溫度或自燃溫度 。

煤塵云最低著火溫度測(cè)試裝置采用東北大學(xué)工業(yè)爆炸及防護(hù)研究所生產(chǎn)的MITC一CGG型粉塵云著火溫度測(cè)試系統(tǒng)：主要包括Godbert-Greenwald爐，精密溫控?cái)?shù)顯儀（提供4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出），粉塵分散系統(tǒng)等；儀器安裝在通風(fēng)櫥內(nèi)，吸收試驗(yàn)過程中的揮發(fā)、分解產(chǎn)物和煙。煤塵云最低著火溫度的測(cè)試采用IEC一31H分委員會(huì)提出的粉塵云最低著火溫度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的裝置及方法。

Godbert-Gteenwald爐為下端開口的豎直石英管，上端通過玻璃轉(zhuǎn)接頭與裝粉塵的儲(chǔ)粉室相連，儲(chǔ)粉室依次與電磁閥、高壓儲(chǔ)氣室和氣源相連，石英管外側(cè)繞有加熱用鎳鉻絲，中部裝有熱電偶，與溫度控制器相連，進(jìn)行爐溫的控制及顯示 。

1.煤塵云的著火溫度隨著煤塵粒徑的減小而降低，粒徑小于180目的煤塵著火溫度比40-100目煤塵的著火溫度低90℃。

2.煤塵層著火溫度隨煤塵粒徑的減小、煤塵層厚度的增加而降低。粒徑在100-120目范圍內(nèi)的煤塵層著火溫度比粒徑小于180目的煤塵層著火溫度低50-70℃；15mm厚的煤塵層著火溫度要比5mm厚的煤塵層著火溫度低20-40℃。

3.同一種類的煤塵，其層狀著火溫度比云狀著火溫度要低。本次實(shí)驗(yàn)所選煤塵同一粒徑范圍內(nèi)，煤塵層著火溫度比煤塵云著火溫度要低170~ 200℃。

4.對(duì)于特定的粉塵云，著火源在一定的溫度或能量范圍內(nèi)，著火是不穩(wěn)定的，著火率是變化的，粉塵云的最低點(diǎn)火溫度是在一定的實(shí)驗(yàn)次數(shù)條件下測(cè)得的，實(shí)驗(yàn)次數(shù)越多，測(cè)得的結(jié)果越準(zhǔn)確。在引用這些參數(shù)值指導(dǎo)生產(chǎn)時(shí)，還應(yīng)考慮一定的安全系數(shù) 。2100433B

即可燃物開始燃燒。可燃物必須有一定的起始能量，達(dá)到一定的溫度和濃度，才能產(chǎn)生足夠快的反應(yīng)速度而著火。大多數(shù)均相可燃?xì)怏w的燃燒是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，活性屮間物的濃度 在其中起主要作用。如果鏈產(chǎn)生速度超過鏈中止速度，則活性中間物濃度將不斷增加，經(jīng)過一段時(shí)間的積累(誘導(dǎo)期)就自動(dòng)著火或爆炸。著火溫度除與可燃混合物的特性有關(guān)外，還與周圍環(huán)境的溫度、壓力，反應(yīng)容器的形狀、尺寸等向外散熱的條件有關(guān)。當(dāng)氧化釋放的熱量超過系統(tǒng)散失的熱量時(shí)，燃料就會(huì)快速升溫而著火。這種同流動(dòng)和傳熱有密切聯(lián)系的著火稱為熱力著火，它是多數(shù)燃料在燃燒設(shè)備內(nèi)所經(jīng)歷的著火過程。在燃料的活性較強(qiáng)、燃燒系統(tǒng)內(nèi)壓力較高和散熱較少的情況下，燃料的熱力著火溫度會(huì)變得低一些。在一定壓力下，可燃物有著火濃度的低限和高限，在這個(gè)范圍以外，不管溫度多高都不能著火。在大氣壓力下,某些可燃?xì)怏w在空氣中的著火性質(zhì)如附表所示。

工程中使用得較為普遍的著火方法是強(qiáng)迫著火，它是用外部能源或熾熱物體如電火花、引燃火炬、高溫?zé)煔饣亓鞯赛c(diǎn)燃冷的可燃物。在點(diǎn)燃部位首先出現(xiàn)火焰，然后通過湍流混合和傳熱,火焰鋒面逐漸擴(kuò)展到整個(gè)可燃物。 強(qiáng)迫著火是由點(diǎn)火源向周圍可燃?xì)怏w加熱，因此點(diǎn)燃溫度要高于可燃物的自燃溫度。

著火臨界壓力，全稱“可燃混合氣的著火臨界壓力”，亦稱“極限著火壓力”。指在一定條件下能使可燃混合氣著火的某一最低壓力。當(dāng)可燃混合氣的壓力比著火臨界壓力更低時(shí)，在任何溫度和過量空氣的條件下都不可能著火。

著火臨界壓力隨可燃混合氣溫度的升高以及對(duì)周圍散熱損失的減少而降低，其值可由專門試驗(yàn)測(cè)定。著火臨界壓力的概念，對(duì)于某些需在低壓下運(yùn)行的燃燒設(shè)備（如在高空工作的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室）有重要意義。 2100433B