公路桥梁发热电缆除冰系统试验研究

发热电缆加热桥面融雪化冰对于保障公路桥梁交通安全具有重要意义。制作了600mm×600mm×380mm的桥梁试件,通过低温人工环境室对 试件上表面结冰和融冰过程进行了模型试验。结果表明:在恒定线功率30W/m条件下,90mm间距发热电缆融冰系统的融冰能力要远大于140mm间 距融冰系统;若在90mm间距电缆敷设层采用隔热材料和SMA-13沥青上面层采用导热沥青,则可以缩短融冰时间,提高除冰能力;为有效防止桥 面结冰,桥面温度宜控制在2.5~3.0℃之间。研究结果对桥梁除冰系统设计和运行控制提供参考。     

低渗煤层高压水射流割缝强化瓦斯抽采技术研究

为了解决低渗高突煤层瓦斯治理工程量大、效率低难题,提出在煤层中利用高压水射流切割缝槽依靠煤岩自身重力自动卸压强化瓦斯抽采技术。为了确定超高压水射流割缝工艺参数,采用FLAC3D数值模拟方法分析了不同缝槽间距、宽度条件下缝槽周围煤体塑性破坏特征和应力演化规律,得出高压水射流割缝合理缝槽间距为3 m,合理缝槽宽度为100 mm,现场实践表明:高压水射流割缝增大了煤层暴露面积、煤体扰动体积,高负压抽采支管瓦斯流量和浓度显著提升,瓦斯抽采纯量在0.7~1.1 m3/min范围内波动,瓦斯浓度在50%以上,对该矿其他工作面瓦斯治理具有一定借鉴意义。     

油田高浓度含油污泥热馏油回收工艺研究

利用研制的热馏处理反应装置处理油田产生的高浓度含油污泥,回收其中的轻质石油烃类,分析了该工况下影响含油污泥轻质油回收率的主要因素.结果表明,在该装置中,石油烃类回收效率达到60%以上,油泥总体积减小70%;控制加热温度及速率、调整搅拌强度与催化剂投加量是决定油回收量及油品状况的参数,理想的条件参数为:搅拌速率60 r/min以上,反应温度600℃以下,反应釜升温速率2℃/min,催化剂投加量4%.对回收油品进行分析,表明该油品性质指标除碘值和酸度同国家柴油标准有差别外,其余指标均符合国家0#柴油标准.     

采用火焰传感器的高速抑爆响应系统测试研究

为实现主动抑制瓦斯爆炸,研制了高速抑爆响应系统。选用尺寸为150mm×150mm×1 600mm的有机玻璃管道,在CH4体积分数为9.5%的条件下进行响应系统测试实验。系统采用火焰传感器进行爆炸火焰探测,通过所设计的程序自主判定瓦斯爆炸的发生并输出控制电信号,以继电器或MOS管为电路控制开关,通过电磁阀控制抑爆剂的喷出。实验结果表明,火焰传感器探测、信号采集、爆炸判断、输出电信号的总平均耗时为22ms,抑爆剂开始释放的平均时刻为59.8ms,抑爆剂释放到管道顶端的平均时刻为79.8ms。而爆炸火焰传播到达喷头所在1.0m处平均时刻为176.2ms。实验表明该系统具有高速主动抑爆响应功能和良好的稳定性、可靠性。     

水幕光伏窗光电光热转换特性的数值模拟研究

研究了冷却水对光伏窗表面温度的影响,利用理论计算及Fluent模拟,在冷却水管管径一定的情况下,对比分析了冷却水进出口管间距及流速对光伏板的冷却效果。结果表明:进出口管间距越小,光伏板温度场越均匀,当管间距为100 mm时,管间距的减小对温度场均匀性的影响较小;冷却水流速越大,光伏板表面温度越低,当流速达到0.6 m/s以上时,流速的增加对光伏板冷却效果的提升不大。该研究对未来水幕光伏窗的设计研究具有一定的指导意义。     

撬棍加上防滑件 避免多个危和险

撬棍是石油化工企业各装置设备日常检修常用的一种工具。由于装置平台多为篦子板铺设,有的还分上下多层,且篦子板孔的间距规格大都在100mm×28mm,部分为50 mm×28 mm。检修人员在篦子板平台(或在搭设的脚手架)上作业时,常常会使用撬棍拆卸零部件,有时撬棍放置不当、振动或者意外碰撞,都会使其从篦子板空隙穿过坠落,直插地面。这种情况在检修当中时有发生。     

基于压力与温度对损失瓦斯量影响试验研究*

为研究取芯管取芯过程中压力与温度对损失瓦斯量的影响,以及t法的偏差,利用自主研发的取芯管取芯过程模拟测试装置,基于模拟试验的相似性,开展不同加热功率下取芯过程模拟试验与室温（30 ℃）对比,以及变温条件下不同吸附压力取芯过程模拟试验。结果表明:前30 min煤芯瓦斯解吸曲线符合Qt=a+b/［1+(t/t0)c］。吸附压力一定时,取芯过程模拟测试的煤芯瓦斯解吸率均大于室温下的对比测试,3~16 min（退钻过程）温度对损失量的影响大于0~3 min（取芯过程）;随着加热功率的增加,煤芯瓦斯解吸量增大,煤芯损失瓦斯量的模拟值亦增大;t法推算值与模拟值的绝对误差随加热功率的增大而增大,相对误差在65.08%~70.79%;加热功率一定时,随着吸附压力的增加,煤芯瓦斯解吸量愈大,煤芯损失瓦斯量t法推算值增大,模拟值亦增大;t法推算值与模拟值的绝对误差随吸附压力的增大而增大,相对误差在68.21%~72.13%。     

阿司匹林生产用废弃活性炭的微波一步再生

阿司匹林生产过程中会产生大量的粉末状废弃活性炭,对环境造成了较大的影响。提出了不外加活化气体的微波加热一步再生法再生废弃活性炭,使之循环利用。通过试验考察了再生温度、再生时间和物料厚度等因素对再生活性炭吸附性能和得率的影响。在再生温度700℃、再生时间10 min和物料厚度20 mm的优化条件下,亚甲基蓝吸附量为180 mg/g,再生活性炭的得率为40.875%,与常规方法再生药用活性炭相比,降低了再生温度,再生时间缩短了50%左右。此时再生活性炭的比表面积为1 296 m~2/g,平均孔径为3.016nm,适合于吸附亚甲基蓝,总孔体积为0.977 4 m L/g,其中微孔占47.81%,表明微孔和中孔都较为发达。扫描电镜和傅里叶变换红外光谱图分析表明,活性炭孔隙和表面性质得到了有效的再生恢复。微波一步再生法避免了通入活化气体而导致大量粉末活性炭被带走的问题,并且该方法具有速度快、效率高等优势。     

宽间距电除尘器在水泥立窑上应用的研究

我国水泥立窑排放的粉尘占水泥行业总排尘量的89.43%.污染相当严重。本文介绍的宽间距电除尘器经过3年多的工业试验,运行稳定,净化效率高,排放浓度已降至150mg/m~3以下。回收的窑灰可重新入窑使用,有明显的经济效益。选用非金属低阻波纹板、不锈钢 RS 电晕板,以及采取相应的防腐措施,能抗结露,耐锈蚀.     

气-固耦合作用下煤层气注热开采热量迁移规律数值模拟

为获取气固耦合作用下煤层气注热开采过程热量分布规律,探究煤层内气-固体系吸热量的影响因素,采用自行研制的三轴煤层气解吸热量测试验装置,在实验室中对柱状原煤进行了不同轴、围压条件下煤体甲烷解吸过程温度及热量变化测定,利用温度补偿原理获取了解吸热与解吸量关系理论模型,利用COMSOL Multiphysics软件进行了煤层气注热开采过程热量迁移规律数值模拟.结果表明:解吸热随解吸量呈指数增长趋势;模拟结果显示井间距为60 m时相较于40 m时煤层吸热量更快达到稳定,吸附气体吸热量升高持续时间为井间距40 m时的1.9倍;解吸热量在注热温度为593 K时较注热温度为493 K时增加15.97％,且达到最终解吸热量稳定时间减少21.4％.对比分析得到,在单井注热开采条件下,增大井间距和提高注热温度均可以不同程度影响热量在煤层中迁移、增大解吸热量并促进解吸作用,进而大幅度提升煤层气井筒累计产量.研究结果可为低渗透储层煤层气高效安全开采及煤层气注热开采工艺方案优化提供理论支撑.     

综合管廊电缆火灾窒息灭火试验与数值模拟研究*

为研究综合管廊电缆火灾窒息灭火有效性,采用缩尺寸试验与数值模拟方式,研究不同线缆数量、线缆布置间距、线缆分层情况对窒息灭火时间的影响,以及火灾过程中线缆热释放速率、烟气高度、环境温度、CO体积浓度、O2体积浓度等关键参数的变化,判定最佳防火门关闭时间与电缆火灾窒息灭火时间。研究结果表明:在密闭情况下,线缆数量越多,综合管廊电缆火灾窒息时间越短;对于相同线缆数量,在线缆按一定间距布置情况下,窒息时间更短;对于双层线缆布置,线缆按一定间距布置情况下的窒息时间反而更长;防火门关闭时间t关为350 s时,可满足人员安全疏散需求;采用窒息灭火方式时,电缆火灾灭火时间t灭约为1 620 s。研究结果可为地下管廊电缆灭火提供试验方法参考和数据支持。     

受限空间水幕隔热阻烟性能的试验研

为了研究消防水幕衰减火灾热辐射和阻隔火灾烟气蔓延的隔热阻烟特性,基于搭建的3 m× 3 m × 2.5 m（长×宽×高）小尺寸试验平台,开展大量实体火灾试验,研究水幕作用下空间温度分布特性以及烟气运动规律,并重点分析了喷头压力和喷头类型2种参数对水幕隔热阻烟性能的影响。结果表明:实施水幕分隔对火灾上层高温烟气具有明显的降温作用;实施水幕能够有效阻止火灾烟气的前期扩散;喷头压力越大,水幕的隔热效率越高,当喷头压力增大至0.6 MPa时,水幕的隔热效率可达70%以上;使用ZSTWC撞击式水雾喷头比ZSTM-AT式扇形水幕喷头更有利于形成均匀分布的水幕断面。     

Thermal effects of a sonic jet fire impingement on a pipe

Although the effects of jet fires are often limited to rather short distances, if their flames impinge on a pipe or a vessel collapse can occur in very short times. In such cases, the heat flux on the affected equipment is very high and wall temperature can increase very rapidly. This can happen in parallel pipelines, if a release occurs and impinges on another one. Nevertheless, jet fire impingement has been scarcely studied. In this communication the results obtained from an experimental set-up are presented. Sonic jet fires impinged on a pipe containing stagnant air or water. The temperatures of the flames impinging on it were measured for the worst case (flame front-bright zone), as well as the evolution with time of the pipe wall temperature at different locations. Initial temperature increases up to around twenty °C/s were registered for the air inside, with maximum values of up to 600 °C reached in 2.5 min, and 800 °C in approximately 9 min. In the case of pipe containing water, in the zone of the wall in contact with the liquid the heating rates were much lower, the maximum temperature reached being up to approximately 150 °C. From the temperatures of the jet flames and of the pipe, the heat fluxes reaching the pipe and the corresponding heat transfer coefficients were obtained. The results obtained emphasized that safe distances are essential in pipelines, together with fire proofing and other safety measures.     

矿用可移动式救生舱隔热性能研究与试验

根据救生舱舱体结构,构建舱体隔热层填充材料隔热性能测定系统;利用该系统,分别测定了硅酸铝针刺毯、复合硅酸盐毡和膨胀蛭石粉自身的隔热性能;结合舱体结构特点,制作救生舱模拟结构层;在钢板内侧粘贴铝箔,构建双层防护隔热结构;测定结果表明复合硅酸盐毡最适合作为救生舱隔热层的填充材料;利用修正函数计算出复合硅酸盐毡的厚度为100mm,对该厚度材料的隔热性能进行测定,试验结果证明其可行。     

开放和封闭空间内不同间隙的竖向电缆燃烧试验研究

为了研究封闭空间对竖向电缆燃烧过程的影响,在开放空间和封闭空间内分别进行了一系列不同间隙的竖向电缆燃烧试验。通过分析开放空间和封闭空间内不同电缆间隙的竖向电缆燃烧过程中质量损失速率,得到电缆之间的间隙对竖向电缆燃烧速率有着决定性的影响。通过对比开放空间和封闭空间内竖向电缆的燃烧过程发现,封闭空间对竖向电缆燃烧过程的影响作用存在一个临界区间,该区间的临界判据是由电缆燃烧火焰对电缆的热作用和封闭空间内烟气层对电缆的热反馈决定的。基于封闭空间内的竖向温度分布,通过分析其无量纲温度梯度,得到封闭空间内竖向电缆燃烧过程存在一个特征明显的温度过渡区域。     

Modelling breakdown of industrial thermal insulation during fire exposure

The aging of many of the installations in the oil and gas industry may increase the likelihood of loss of containment of flammable substances, which could lead to major accidents. Flame temperatures in a typical hydrocarbon fire may reach 1100–1200 °C, which are associated with heat flux levels between 250 and 350 kW/m². To limit or delay the escalation of an initial fire, passive fire protection (PFP) can be an effective barrier. Additionally, both equipment and piping may require thermal insulation for heat or cold conservation. Previous studies have investigated whether thermal insulation alone may protect the equipment for a required time period, e.g., until adequate depressurization is achieved. The present study entails the development of a numerical model for predicting the heat transport through a multi-layer wall of a distillation column exposed to fire. The outer surface is covered by stainless-steel weather protective cladding, followed by PFP, thermal insulation, and finally an inner column of carbon steel of variable thicknesses. The model for the breakdown of thermal insulation is based on observed dimensional changes and independent measurements of the thermal conductivity of the insulation after heat treatment. The calculated temperature profiles of thermally insulated carbon steel during fire exposure are compared to fire test results for carbon steel with thicknesses of 16, 12, 6 and 3 mm. The model's predictions agree reasonably well with the experiments. The degradation of the thermal insulation at temperatures above 1100 °C limits its applicability as fire protection, especially for low carbon-steel thickness. However, the model predicts that adding a 10-mm layer of more heat-resistant insulation (PFP) inside the fire-exposed cladding may considerably extend the time to breakdown of the thermal insulation.     

水膜预湿行为对典型保温材料燃烧抑制实验研究*

为探索喷淋形成水膜的预湿行为对外立面典型保温材料燃烧抑制机理,采用自建水膜预湿抑制保温材料燃烧实验装置,研究外加辐射作用下,水膜流率对聚苯乙烯（PS）保温材料表面出现干斑、变形和熔融的影响规律。结果表明:实验结束时PS材料表面水膜出现干斑、材料发生变形和熔融面积占比均与无量纲辐射强度呈正相关;PS材料表面水膜出现干斑、材料发生变形和熔融的时间随着无量纲辐射强度增大呈先变小后稳定的趋势;实验条件下,PS材料表面水膜出现干斑、材料发生变形和熔融的临界无量纲辐射强度分别为0.002 0,0.002 6,0.003 3。水膜预湿行为会很大程度阻止保温材料的熔融热解燃烧,为灭火救援提供一定的理论参考。     

公路隧道压缩空气泡沫系统灭油池火实验研究

为研究压缩空气泡沫与4.65 m2汽油池火作用过程中隧道内温度、热辐射强度、高温烟气等的变化规律,采用30 m×6 m×6 m公路隧道实验模型,考察公路隧道压缩空气泡沫系统对油池火的灭火性能。结果表明:在供给强度为5.1 L/(min·m2)、气液比14∶1条件下,公路隧道压缩空气泡沫系统对于汽油池火具有优异的控灭火能力,控火时间为21 s,灭火时间为27 s,且泡沫性能稳定,抗复燃能力强;压缩空气泡沫对于隧道内高温烟气层扰动很小,不会导致高温烟气下降到隧道下部,故不影响人员逃生疏散;在压缩空气泡沫作用下,隧道顶部及侧壁100 ℃以上高温持续时间均不超过150 s,并且可在30 s内将油池火周围的热辐射强度降至安全范围。