[发明专利]一种评估混合湿烟气爆炸风险的方法及系统

摘要

本发明提供一种评估混合湿烟气爆炸风险的方法及系统，该方法包括：1)检测含有空气的混合气体的各项参数；2)根据步骤1)的检测数据，分别计算混合湿烟气中扣除空气后的可燃煤气各组分浓度以及混合湿烟气中可燃煤气干态浓度；3)将可燃煤气中的每种可燃气与每种惰性气进行两两组合，定义4个分配系数并初始化分配系数矩阵，筛选获得最终满足要求的分配系数矩阵，分别计算各组气体的体积浓度，获得在各个分配系数取值时各组合气体的爆炸上限和爆炸下限，判断混合烟气在干态下是否存在爆炸风险。本发明根据对混合湿烟气各项参数的检测，进行数据处理之后，可实现对混合气体的实时爆炸风险评估以及未来某一时刻的爆炸风险预测。

主权项

一种评估混合湿烟气爆炸风险的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)检测含有空气的混合湿烟气的各项参数，包括混合湿烟气中各种成分的干态浓度、烟气温度T(℃)、烟气压力P(MPa)、烟气相对湿度RH，混合湿烟气中各种成分的干态浓度包括一氧化碳浓度αCO、氢气浓度αH2、二氧化碳浓度αCO2、氮气浓度αN2、氧气浓度αO2；2)计算混合湿烟气中扣除空气后的可燃煤气各组分浓度，包括：一氧化碳浓度αCO′、氢气浓度αH2′、二氧化碳浓度αCO2′以及氮气浓度αN2′；计算混合湿烟气中可燃煤气浓度(干态)：αD′＝1‑αO2/0.21；3)将可燃煤气中每种可燃气与每种惰性气进行两两组合，定义4个分配系数p、q、m和n，取值范围为0～1，初始化分配系数矩阵A＝[p,q,m,n]；将气体分为：CO+N2、H2+CO2，CO+CO2和H2+N2四组混合气，四组混合气体积比分别为nαN2’+pαCO’，mαCO2’+qαH2’，(1‑m)αCO2’+(1‑p)αCO’和(1‑n)αN2’+(1‑q)αH2’；分配系数矩阵的设置需满足如下条件：①若A(i,1)＝0，则A(i,4)＝0；②若A(i,1)＝1，则A(i,4)≠0；③若0<A(i,1)<1，则0<A(i,4)<1；④若A(i,2)＝0，则A(i,3)＝0；⑤若A(i,2)＝1，则A(i,3)≠0；⑥若0<A(i,2)<1，则0<A(i,3)<1；⑦A(i,4)/A(i,1)αN2’/αCO’≤3.97；⑧A(i,3)/A(i,2)αCO2’/αH2’≤9.74；⑨(1‑A(i,3))/(1‑A(i,1))αCO2’/αCO’≤2.03；⑩(1‑A(i,4))/(1‑A(i,2))αN2’/αH2’≤16；其中i表示矩阵A第i行，若不满足上述条件，则矩阵A第i行数据无效，令A(i,:)＝[]，由此获得最终满足要求的分配系数矩阵A；根据最终获得的分配系数矩阵分别计算各组气体的体积浓度，根据该体积浓度查询组合气体的爆炸极限图，获得在各个分配系数取值时各组合气体的爆炸上限和爆炸下限，分别为：上限LU1(i)、LU2(i)、LU3(i)和LU4(i)，下限LD1(i)、LD2(i)、LD3(i)和LD4(i)，通过Le Chatelier公式计算不同分配系数A(i,:)下的可燃煤气爆炸上限LU(i)和爆炸下限LD(i)，得到相应的爆炸上限LU和爆炸下限LD，判断是否存在某一分配方案i，使得不等式LD(i)≤αD′≤LU(i)成立，若不存在，则混合湿烟气无爆炸风险；若存在，则判断该混合烟气在干态下存在爆炸风险。