阻火器的作用和工作原理(精).doc

阻火器原理与分类储罐阻火器是避免外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备、管道内 或制止火焰在设备、管道间蔓延阻火器是应用火焰通过热导体的狭小 孔隙时 , 由于热量损失而熄灭的原理设计制造 阻火器的阻火层构造有砾 石型、金属丝网型或波纹型合用于可燃气体管道,如汽油、煤油、轻 柴油、笨、甲笨、原油等油品的储灌或火炬系统、气体净化通化系统、 气体分析系统、煤矿瓦斯排放系统、加热炉燃料气管网上,也可用在乙 炔、氧气、氮气、天然气的管道上阻火器可与呼吸阀配套使用 , 亦可单 独使用也可加装在内浮顶储罐的通气管道上一、重要性能1、阻爆性能合格 , 持续 13次阻爆性能实验,每次均能阻火2、耐烧性能合格,耐烧实验 1小时无回火现象3、壳体水压实验合格阻火器芯子采用不锈钢材料 , 耐腐蚀易于清洗二、工作原理大多数阻火器是由可以通过气体的许多细小、 均匀或不均匀的通道 或孔隙的固体材质所构成,对这些通道或孔隙规定尽量的小,小到只要 可以通过火焰就可以这样,火焰进入阻火器后就提成许多细小的火焰 流被熄灭火焰可以被熄灭的机理是传热作用和器壁效应1 传热作用 管道阻火器可以制止火焰继续传播并迫使火焰熄灭的 因素之一是传热作用。

阻火器是由许多细小通道或孔隙构成的,当火焰 进入这些细小通道后就形成许多细小的火焰流由于通道或孔隙的传热 面积很大,火焰通过通道壁进行热互换后,温度下降,到一定限度时火 焰即被熄灭 进行的实验表白, 当把阻火器材料的导热性提高 460倍时, 其熄灭直径仅变化 2.6%阐明材质问题是次要的即传热作用是熄灭火焰的一种因素,但不是重要的因素因此,对于作为阻爆用的阻火器 来说,其材质的选择不是太重要的但是在选用材质时应考虑其机械强 度和耐腐蚀性能2器壁效应 根据燃烧与爆炸连锁反映理论,觉得燃烧炸现象不 是分子间直接作用的成果,而是在外来能源(热能、辐射能、电能、化 学反映能等的激发下,使分子分裂为十分活泼而寿命短促的自由基 化学反映是靠这些自由基进行的自由基与另一分子作用,作用的成果 除了生成物之外还能产生新的自由基这样自由基又消耗又生新的如此 不断地进行下去可知易燃混合气体自行燃烧(在开始燃烧后,没有外 界能源的作用的条件是:新产生的自由基数等于或不小于消失的自由基 数固然, 自行燃烧与反映系统的条件有关, 如温度、压力、 气体浓度、 容器的大小和材质等随着阻火器通道尺寸的减小,自由基与反映分子 之间碰撞几率随之减少,而自由基与通道壁的碰几率反而增长,这样就 促使自由基反映减低。

当通道尺寸减小到某一数值时,这种器壁效应就 导致了火焰不能继续进行的条件,火焰即被制止由此可知,器壁效应 是阻火器阻火焰的重要机理由此点出发,可以设计出几种构造形式的 阻火器,满足工业上的需要三、分类储罐阻火器一般分为两类:一类是用于大型氢气管道的阻火器这种阻火器采用法兰连接按管道的内径来命名规格:DN15、 DN20、 DN25、 DN40、 DN50、 DN80、 DN100、 DN150、 DN200、 DN250等几种规格第二类是用于氢气瓶的阻火器一般有三种:第一种是接氢气瓶的(一头是螺纹 M16*1.5,一头是 Φ8或 Φ10皮接头 ;第二种是两端带螺纹 (M16*1.5的氢气瓶阻火器第三种是两端均带皮接头(Φ8或 Φ10四、维修与保养1、为了保证阻火器的性能达到使用目的,在安装阻火器前,须认 真阅读厂家提供的阐明书,并仔细核对标牌与所装管线规定与否一致2、阻火器上的流向标记必须与介质流向一致3、每隔半年检查一次检查阻火层与否有堵塞、变形或腐蚀等缺 陷4、被堵塞的阻火层应清洗干净,保证每个孔眼畅通,对于变形或 腐蚀的阻火层应更换5、清洗阻火器芯件时,应采用高压蒸汽、非腐蚀性溶剂或压缩空 气吹扫,不得采用锋利的硬件刷洗。

6、重新安装阻火层时,应更新垫片并确认密封面已清洁和无损伤, 不得漏气阻火器原理作用阻火器又名防火器,阻火器的作用是避免外部火焰窜入存有易燃易 爆气体的设备、管道内或制止火焰在设备、管道间蔓延阻火器是应用 火焰通过热导体的狭小孔隙时 , 由于热量损失而熄灭的原理设计制造 阻 火器的阻火层构造有砾石型、金属丝网型或波纹型合用于可燃气体管 道,如汽油、煤油、轻柴油、笨、甲笨、 原油等油品的储灌或火炬系统、 气体净化通化系统、气体分析系统、煤矿瓦斯排放系统、加热炉燃料气 的管网上,也可用在乙炔、氧气、氮气、天然气的管道用品可与呼吸 阀配套使用 , 亦可单独使用重要性能 :1、 阻爆性能合格 , 持续 13次阻爆性能实验每次均能阻火2、 耐烧性能合格, 耐烧实验 1小时无回火现象 3、 壳体水压实验合格 本产品构造合理,重量轻、耐腐蚀易检修,安装以便阻火器芯子采 用不锈钢材料 , 耐腐蚀易于清洗一、阻火器简述阻火器是用来制止易燃气体、液体的火焰蔓延和避免回火而引起爆 炸的安全装置 一般装在输送或排放易燃易爆气体的储罐和管线上 (作 用是避免外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备、 管道内或制止火焰在 设备、 管道间蔓延。

阻火器是应用火焰通过热导体的狭小孔隙时 , 由于热 量损失而熄灭的原理设计制造阻火器的阻火层构造有砾石型、金属丝 网型或波纹型 石油化工装置的设计中 , 阻火器是用于制止可燃气火焰继续传播的 安全装置 , 自 1928 年一方面应用于石油工业以来 , 由于其简便易行而被石 油及化工装置大量采用国内石油化工装置中 , 阻火器应用已很一般 , 但 在装置设计中 , 特别是 (管道 阻火器选型中的某些细节问题还容易 被忽视1 阻火器的工作原理有关阻火器的工作原理 , 目前重要有两种观点 :一是基于传热作用 ; 一 是基于器壁效应1. 1 传热作用燃烧所需要的必要条件之一就是要达到一定的温度 , 即着火点 低于 着火点 , 燃烧就会停止根据这一原理 , 只要将燃烧物质的温度降到其着 火点如下 , 就可以制止火焰的蔓延当火焰通过阻火元件的许多细小通道之后将变成若干细小的火焰设计阻火器内部 的阻火元件时 , 则尽量扩大细小火焰和通道壁的接触面积 , 强化传热 , 使 火焰温度降到着火点如下 , 从而制止火焰蔓延1. 2 器壁效应燃烧与爆炸并不是分子间直接反映 , 而是受外来能量的激发 , 分子键 遭到破坏 , 产生活化分子 , 活化分子又分裂为寿命短但却很活泼的自由基 , 自由基与其他分子相撞 , 生成新的产物 , 同步也产生新的自由基再继续与 其他分子发生反映。

当燃烧的可燃气通过阻火元件的狭窄通道时 , 自由基 与通道壁的碰撞几率增大 , 参与反映的自由基减少 当阻火器的通道窄到 一定限度时 , 自由基与通道壁的碰撞占主导地位 , 由于自由基数量急剧减 少 , 反映不能继续进行 , 也即燃烧反映不能通过阻火器继续传播2 阻火器的分类目前有几类分类措施产品(阻火器使用场合不同可分放空阻火 器和管道阻火器 ; 依阻火元件可划分为 :填充型、板型、金属丝网型、液 封型和波纹型等 5种其中 , 波纹型阻火器性能稳定 , 在石油化工装置中 应用较多以波纹型阻火器为例 , 阐明其在石油化工装置设计中的选用 3 阻火器的选用3. 1 最大实验安全间隙— MESG 值火焰通过阻火元件的细小通道并在通道内降温当火焰被分割小到 一定限度时 , 经通道移走的热量足以将温度降到可燃物燃点如下 , 使火焰 熄灭或由器壁效应解释 , 当通道窄到一定限度时 , 自由基与管道壁的碰 撞占主导地位 , 自由基大量减少 , 燃烧反映不能继续进行因此 , 把在一定 条件下 (0. 1 MPa ,20 ℃ 刚好可以使火焰熄灭的通道尺寸定义为“最大 实验安全间隙” (MESG,Maximum Experimental Safe Gap 。

阻火元件的 通道尺寸是决定阻火器性能的核心因素 , 不同气体具有不同的 MESG 值 因此 , 在选择阻火器时 , 应根据可燃气体的构成拟定其 MESG 值 在具体 选择时 , 又根据 MESG 值将气体划分为几种级别目前国际上常常采用 两类措施 一是美国全国电气协会 (NEC 的分类法 , 它根据气体的 MESG值将气体分为四个级别(A ,B ,C ,D ;另一类是国际电工协会( IEC 的方 法,它也将气体分为四个级别( IIC , IIB , IIA 及 I 两种原则划分的各类 气体的 MESG 值及测试气体如表 1 所示 表 1 两种 MESG 分类原则 NEC IEC MESG/ mm 测试气体 A IIC 0. 25 乙炔 B IIC 0. 28 氢气 C IIB 0. 65 乙烯 D IIA 0. 90 丙烯 G M I 1. 12 甲烷 在选用阻火器时,即可在设计规定使用的规范中一方面查出所用可燃 气体的级别,然后根据该组气体相应的 MESG 值选择相应的阻火元件 3. 2 混合气体 MESG 值的拟定 在化工装置设计中,常常会遇到混合可燃性气体在这种状况下,可 根据混合气体的具体构成来拟定选用根据。

2 给出不同的可燃性气体 表 混合后也许浮现的几种状况以及选用建议 表 2 混合气体 MESG 值 混合气体 化学反映 选用建议 举例 属 NEC/ IEC 分类相似类别(如所有为 IIA 不易发生 以混合气体中 MESG 值 最小者为设计根据 甲烷、乙烷与丁烷 采用 MESG= 1. 12 也许发生 实验拟定 乙炔与氢气 属 NEC/ IEC 分类不同类别 不易发生 以混合气体中 MESG 值最小 者为设计根据 乙烯与丙烯 采用 MESG= 0. 65 也许发生 实验拟定 乙烯与氢气 对于混合可燃气体选用 MESG 时,应更加谨慎当可燃混合气体的 组分之间有也许发生反映时,最安全的措施是将气体构成及操作条件提 供应专业制造厂, 由制造厂根据模拟实验拟定 MESG 值 此外,虽然理论 上选用所有可燃气体中 MESG 值最小的阻火器也许是安全的,但在实际 应用中,还要考虑整个管路系统(特别是管道阻火器 与否对该元件有压 力降规定由于 MESG 值越小,通过阻力越大,有也许需要扩大阻火器直 径以达到工艺规定 阻火器选择得当,就会在一定的条件下起到制止火焰传播的作用 但 是,每种阻火器均有其特定的工作范畴,只能在一定的条件下起到安全保 护作用,并不是任何状况下都能制止火焰的传播。

每种阻火器都应标出其 阻火元件的通道尺寸,它只能用于 MESG 值不小于该值的气体,否则会完全 失效;每种阻火器在特定的条件下均有一定的阻火时间,当火焰端燃烧时 间超过其阻火时间时,阻火器也会失效;对于型阻火器的选用更要注 意由于安装位置不同而引起的选型变化,否则也许会因起不到预想的效 果而埋下安全隐患综上所述,在阻火器的选型过程中,在按照规范计算 MESG 值的同步,还要十分注意影响选型的多种因素,根据实际工况,拟定 合适的阻火器,只有这样才干达到既保证安全又经济实用的目的 3. 3 选择阻火器类型的影响因素 3. 3. 1 火源距离的影响 火焰在布满可燃气体管道中的传播速度随火焰的传播有很大的变 化如果点燃布满可燃气体的水平管道的一端,火焰一方面传向管壁,然后 迅速向还末引燃的气体传播,燃烧产生的热量使得燃烧气体迅速膨胀,气 体膨胀又导致可燃气体前端被压缩,产生“压升”(pressure piling 现象 火焰前端气体被压缩,密度增长,燃烧传播速度加快,燃烧时产生的热量增 多,导致可燃气体前端更剧烈的“压升” 由于火焰在管道中传播的这一 特性,使得火焰的传播速度可以从零加速至声速甚至超声速,火焰前端压 力也可增至约 20 MPa 。

因此,火源点距阻火器的距离对阻。