الإجراء التجريبي للدراسات المختبرية لحرق في الموقع : القابلية للاشتعال وكفاءة حرق النفط الخام

الهدف العام من هذا الإجراء التجريبي هو تحديد وتحسين فهم متطلبات الاشتعال وكفاءة الاحتراق الناتجة للنفط الخام المنسكب على الماء لأغراض الاستجابة للانسكابات النفطية. يمكن أن يساعد هذا البروتوكول في الإجابة على الأسئلة الرئيسية المتعلقة بحرق انسكابات النفط الخام في الموقع ، مثل القوة ووقت التعرض اللازمين لمصدر الاشتعال. الميزة الرئيسية لهذه التجارب المعملية هي أنه يمكن دراسة قابلية الاشتعال وكفاءة حرق الزيوت الخام في وقت واحد في ظل ظروف تمثل حرائق النفط الخام على نطاق التشغيل.

ابدأ في تحضير عينات الزيت للتجارب. استخدم هذه الحاوية البلاستيكية لعملية التجوية. لديها ثقوب محفورة في غطاءها.

يوجد أيضا ثقب في جانبه لاستيعاب أنبوب بلاستيكي متصل بحلقة O بها ثقوب. قم بإعداد الحاوية لإخراج الهواء من خلال عدة لترات من الزيت الخام الطازج. أثناء عملية التجوية ، راقب وزن الزيت لمعرفة النسبة المئوية لفقدان الوزن بمرور الوقت.

توقف عند تحقيق القيمة المطلوبة ، والتي قد تستغرق عدة أيام. يتطلب استحلاب النفط الخام طاولة اهتزاز دوارة. أولا ، رج بقوة 900 مل من خليط الزيت الخام والماء المطلوب لمدة دقيقة إلى دقيقتين.

ثم ضع الزجاجة على طاولة الاهتزاز الدوارة لتقليبها في درجة حرارة الغرفة. جهاز القابلية للاشتعال للنفط الخام أو COFA تحت غطاء العادم. إنه حوض ماء معدني مع مدخل وصرف.

للاختبار ، قم بإعداد أسطوانة زجاجية. يجب أن يكون ارتفاعه خمسة سنتيمترات وقطره حوالي 16 سم. قم بتركيب الأسطوانة على حامل وضع الحامل والأسطوانة في وسط الحوض.

استمر في ملء الحوض بالمياه العذبة. توقف عندما يكون الماء على بعد سنتيمتر واحد من حافة الأسطوانة الزجاجية. قم بتركيب مروحة على جدار الحوض لمواجهة الأسطوانة الزجاجية مباشرة وضبط ارتفاعها.

اضبط ارتفاعه وسرعته بحيث لا يمكن ملاحظة الموجات المتولدة في الماء داخل الأسطوانة. أطفئ المروحة وقم بإعداد الزيت. صب الزيت بعناية على سطح الماء داخل الأسطوانة الزجاجية.

بعد ذلك ، أضف الماء ببطء إلى الحوض وتوقف عندما يكون سطح بقعة الزيت من ملليمتر إلى ملليمتر تحت حافة الأسطوانة. ابدأ المروحة واستعد لتوقيت الاحتراق. استخدم شعلة البوتان اليدوية لإشعال الزيت الخام.

سجل الوقت من الاشتعال حتى الانقراض. عندما ينطفئ الحريق ، استخدم وسادات امتصاص كارهة للماء لجمع الزيت المتبقي. تخلص من أي ماء تم جمعه قبل وزن الوسادات لتحديد كفاءة الاحتراق.

احصل على إعداد مختلف جاهز تحت غطاء لدراسة القابلية للاشتعال. استخدم سخان مخروطي مزود بمصاريع وإشعال شرارة. يتميز هذا السخان أيضا بحامل عينات مخصص.

يسلط هذا التخطيطي الضوء على الميزات عند وضع الاثنين معا. يقع السخان المخروطي على ارتفاع 23 ملم فوق بقعة الزيت الموجودة في حامل معدني. تنظم الصمامات مياه التبريد التي تتدفق تحت الزيت.

يوفر هذا التخطيطي إحساسا بالعناصر خارج السخان وحامل العينة. توجد وحدة تحكم لدرجة حرارة المخروط وإشعال الشرارة. تم الكشف عن نظام المياه الكامل ، وكذلك وجود محلل غاز يقوم بأخذ عينات من غازات العادم.

ابدأ بتسخين المخروط بحيث يكون هناك تدفق حراري من ثلاثة إلى 50 كيلووات لكل متر مربع على سطح الزيت. أيضا ، قم بتبريد الخزان إلى درجة حرارة محددة مسبقا. عندما يكون كل شيء جاهزا ، قم بتوصيل أنابيب المياه بحامل العينة وتدفق المياه عبر النظام.

رج حامل العينة لإزالة الهواء المحبوس. عندما تستقر درجات حرارة المخروط وحامل العينة ، أوقف المضخة. أغلق الصمامات على جانبي حامل العينة ، ثم افصل الأنابيب.

خذ حامل العينة إلى مقياس الحمل وقم بتفريغ المقياس. أضف الزيت في درجة حرارة الغرفة إلى حامل العينة بما يعادل سمك بقعة 10 ملم. عند الانتهاء ، أعد توصيل حامل العينة ، وافتح الصمامات ، وأعد تشغيل تدفق المياه.

بعد البدء في الحصول على البيانات ، ضع حامل العينة بعناية تحت المخروط. قم بإعداد ساعتي توقيت وحرك جهاز إشعال الشرارة فوق العينة. بعد ذلك ، افتح مصاريع المخروط وابدأ ساعة الإيقاف الأولى.

عندما يشتعل الزيت ، أوقف ساعة الإيقاف الأولى وابدأ الثانية ، ثم حرك جهاز الإشعال إلى موضعه المحايد. انتظر حتى تنطفئ الحريق لإيقاف ساعة الإيقاف الثانية. أغلق المصاريع وأوقف الحصول على البيانات.

بعد ذلك ، أوقف تدفق المياه في حامل العينة ، وأغلق الصمامات ، وافصل الأنابيب. ضع حامل العينة على مقياس قطران وسجل وزنه ببقايا الحروق. نظف الحامل بمذيب متطاير غير قطبي.

قم بوزنها مرة أخرى لتحديد وزن البقايا وبالتالي كفاءة الاحتراق. العودة إلى COFA. ضع أسطوانة زجاجية على حامل في وسط الجهاز.

بعد ذلك ، ضع سخانين بالأشعة تحت الحمراء مبردة بالماء على أسس قابلة للتعديل في موضعهما على جانبي الأسطوانة. ضعها على بعد سنتيمترات إلى خمسة سنتيمترات من الحافة الخارجية للأسطوانة. املأ جهاز القابلية للاشتعال بالماء بالماء.

يجب أن يكون مستوى الماء سنتيمترا واحدا تحت حافة الأسطوانة الزجاجية. ضع مروحة تواجه الأسطوانة على الارتفاع المحدد مسبقا. الآن ، قم بإعداد المزدوجات الحرارية للأسطوانة.

قم بتركيب ثلاثة مزدوجات حرارية من النوع K بسمك ملليمتر واحد على إطار ، وقم بتعليق هذا الإطار فوق الأسطوانة. قم بتوجيه الإطار بحيث تكون المزدوجات الحرارية على طول نصف القطر ، من واحد إلى ملليمترين تحت حافة الأسطوانة. أضف الماء ببطء إلى الحوض وتأكد من أن الماء يلامس كل مزدوج حراري في نفس الوقت الذي يتم فيه اختبار وضعها.

للمتابعة ، قم بتصريف الماء بحيث يكون مستواه مرة أخرى سنتيمترا واحدا تحت حافة الأسطوانة. تأكد من أن جهاز إشعال الشرارة يمكن أن يتحرك بسهولة بين الوضع المحايد ومركز الأسطوانة. ابدأ في الوضع المحايد.

صب الزيت الخام بما يعادل بقعة بسمك خمسة ملليمترات على الماء داخل الأسطوانة الزجاجية. أضف الماء حتى يتلامس الزيت مع المزدوجات الحرارية. حرك جهاز إشعال الشرارة إلى موضعه فوق الزيت.

ابدأ الحصول على البيانات وساعة الإيقاف في وقت واحد. قم بتشغيل غطاء العادم والمروحة وإشعال الشرارة. قم بتشغيل سخانات الأشعة تحت الحمراء بقوتها المحددة مسبقا.

عند اشتعال الزيت ، أوقف ساعة الإيقاف. قم بإيقاف تشغيل جهاز الإشعال وانقله إلى موضعه المحايد. أوقف الحصول على البيانات وقم بإيقاف تشغيل السخانات والمروحة.

ثم قم بإزالة المزدوجات الحرارية وإطفاء الحريق باستخدام غطاء غير قابل للاحتراق. هذه البيانات مخصصة لوقت تأخير الاشتعال كدالة لتدفق الحرارة الساقطة من المخروط. هناك بيانات عن النفط الخام الثقيل الطازج والنفط الخام الثقيل الذي خضع للتبخر.

تظهر المقاربات الرأسية تدفقات الحرارة الحرجة. هذه المؤامرة هي من معدل إطلاق الحرارة كدالة للوقت للنفط الخام الخفيف الطازج. لديها ملف تعريف معدل إطلاق الحرارة العادي.

قارن هذا ببيانات النفط الخام الخفيف المستحلب الذي كان له غليان في نهاية الاحتراق. لاحظ أن المقاييس مختلفة. فيما يلي كفاءة الاحتراق كدالة لتدفق الحرارة الساقطة لنوعين من النفط ، الخام الخفيف الطازج والنفط الخام الثقيل المتبخر.

تم الحصول على البيانات من خلال إعداد المخروط. تسمح البيانات من الإعداد أيضا برسم معدل الاحتراق لنوعي الزيت. هذا مثال على درجة حرارة السطح كدالة للوقت من مزدوجين حراريين في جهاز القابلية للاشتعال للنفط الخام.

يشير الارتفاع إلى لحظة الاشتعال. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية دراسة قابلية الاشتعال وكفاءة حرق الزيوت الخام في ظل ظروف تحاكي حرائق النفط الخام على نطاق التشغيل على الماء. بمجرد إتقانها ، يمكن تنفيذ الإجراءات التجريبية المختلفة في غضون 20 إلى 60 دقيقة لكل تجربة إذا تم إجراؤها بشكل صحيح.

أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر أنه على الرغم من أن الإعدادات التجريبية مصممة لمحاكاة الظروف على نطاق التشغيل ، إلا أن التجارب لا تزال تجرى في بيئة معملية خاضعة للرقابة ، وبالتالي يجب تفسير النتائج وفقا لذلك. باتباع هذا الإجراء ، يمكن إضافة معلمات أخرى تؤثر على المشكلة مثل الرياح والأمواج إلى الإعدادات التجريبية لزيادة تحسين تمثيل هذه التجارب مقارنة بعمليات الحرق الحقيقية في الموقع. لا تنس أن العمل بالحريق والنفط الخام يمكن أن يكون خطيرا للغاية ويجب دائما اتخاذ الاحتياطات ، مثل مواد الحماية الشخصية ، وغطاء العادم المناسب ، وحماية المواد القابلة للاحتراق ، أثناء تنفيذ هذا الإجراء.