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压力管道输送煤层气的爆炸性分析

作者:于京春1 刘闯2 马国泰1 李连星1  来源:1.建设部沈阳煤气热力研究设计院 2.沈阳市基本建设工程预决算审核中心 
评论: 更新日期:2014年08月01日

 

Lu=14.1+20.41g(P/101.325) (2)


2.2 温度对爆炸极限的影响
  爆炸性混合气体的初始温度越高,爆炸极限范围就越大,即爆炸下限降低,爆炸上限升高。由于温度升高(分子热力学能增加),使原来不燃的混合气体变成可燃、可爆混合气体,因此温度升高时爆炸性混合气体的爆炸危险性增大。对CH4的爆炸极限可按下式进行温度修正[5]

 

 

  式中 Lu,c——温度修正后CH4的爆炸上限,%
  t——温度,℃
  LL,c——温度修正后CH4的爆炸下限,%
  LL——温度修正前CH4的爆炸下限,%

3 煤层气中CH4爆炸极限的计算
  由于山西沁水煤田煤层气利用工程采用压力管道输送的煤层气中CH4体积分数较高,因此不必考虑其爆炸下限,达里只对煤层气中CH4的爆炸上限进行计算分析。煤层气压缩后压力升至1.0MPa时,温度升高至100℃;当压力升至2.5MPa时,温度升高至200℃。
  当煤层气压力为2. 5MPa,温度升高至200℃时,将已知参数代入式(2)可得,CH4的爆炸上限Lu=42. 5%。利用式(3)对其进行温度修正,得到修正后的CH4的爆炸上限Lu,c=47. 9%。若安全系数取1.2,则CH4的安全极限体积分数为57.5%。由上述计算分析可知,输送煤层气的压力管道的运行压力若为2.5MPa,在安全系数为1.2的情况下,煤层气中CH4的体积分数应大于57.5%。在实际煤层气利用工程中,井下煤层气CH4的体积分数为52.4%,经计算可知,在设计压力为0. 8MPa时,输气管道运行应是安全的。

4 结论
  在实际工程中,考虑工程的经济性,输送井下煤层气的管道不宜过长,运行压力也无需很高。因此只要技术与经济性可行,采用压力管道输送煤层气在爆炸安全上一般没有问题。但为了保证运行的绝对安全,在工程设计中必须对煤层气爆炸极限进行压力、温度修正。

参考文献:
[1] 项友谦,严铭卿,周传利,等.混合燃气爆炸极限的确定[J].煤气与热力,1992.12(6):40—45.
[2] 王志壮.煤气爆炸极限与安全动火浓度的确定[J]煤气与热力,1989,9(5):48—50
[3] 田兰,曲和鼎,将永明,等.化工安全技术[M].北京:化学工业出版社,1984
[4] 崔克清.燃烧爆炸理论与技术[M].北京:化学工业出版社,2005.
[5](日)前泽正礼(著),魏殿柱,董裕(译).安全工程学[M].北京:化学工业出版社,1989   

 

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