著火溫度煤塵云最低著火溫度的測試裝置與方法

煤塵云最低著火溫度測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試系統(tǒng)：主要包括Godbert-Greenwald爐，精密溫控數(shù)顯儀（提供4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號輸出），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試采用IEC一31H分委員會提出的粉塵云最低著火溫度測試標(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)接頭與裝粉塵的儲粉室相連，儲粉室依次與電磁閥、高壓儲氣室和氣源相連，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 。

煤塵層最低著火溫度測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試系統(tǒng)：主要包括不銹鋼恒溫?zé)岚澹軠乜財?shù)顯儀，粉塵盛裝環(huán)、計算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（計算機(jī)自備）等；儀器安裝在通風(fēng)櫥內(nèi)，吸收試驗過程中的揮發(fā)、分解產(chǎn)物和煙。煤塵層最低著火溫度的測試采用IEC-31H分委員會提出的粉塵層最低著火溫度測試標(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，放熱曲線將向上移動,從而使著火點（著火溫度）下降。

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

4.著火點與系統(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)饪扇汲煞譂舛仍黾樱瘘c降低。

系統(tǒng)溫度為T0時，有2個交點，其中2點為不穩(wěn)定點。溫度升高或降低都會使系統(tǒng)向遠(yuǎn)離2點的方向發(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點卻是個穩(wěn)定點，當(dāng)系統(tǒng)溫度逐漸升高時，M線將向右移動（如圖1所示）。當(dāng)它們之間只有一個切點時，也就是系統(tǒng)穩(wěn)定的極限位置。系統(tǒng)溫度再高時，放熱將永遠(yuǎn)大于散熱。 ?發(fā)熱曲線與散熱曲線的切點，稱著火點，相應(yīng)與該點上的溫度稱為著火溫度或自燃溫度 。

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。本次實驗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，粉塵云的最低點火溫度是在一定的實驗次數(shù)條件下測得的，實驗次數(shù)越多，測得的結(jié)果越準(zhǔn)確。在引用這些參數(shù)值指導(dǎo)生產(chǎn)時，還應(yīng)考慮一定的安全系數(shù) 。2100433B

即可燃物開始燃燒?？扇嘉锉仨氂幸欢ǖ钠鹗寄芰?，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)過一段時間的積累(誘導(dǎo)期)就自動著火或爆炸。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，燃料就會快速升溫而著火。這種同流動和傳熱有密切聯(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燃冷的可燃物。在點燃部位首先出現(xiàn)火焰，然后通過湍流混合和傳熱,火焰鋒面逐漸擴(kuò)展到整個可燃物。 強(qiáng)迫著火是由點火源向周圍可燃?xì)怏w加熱，因此點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，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周圍散熱損失的減少而降低，其值可由專門試驗測定。著火臨界壓力的概念，對于某些需在低壓下運行的燃燒設(shè)備（如在高空工作的航空發(fā)動機(jī)燃燒室）有重要意義。 2100433B