阻火器工作原理
2012-10-14 20:58:06 来源：吴云夫
关于阻火器的工作原理,目前主要有两种观点:一是基于传热作用;一是基于器壁效应。
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,气体汇流排即着火点。低于着火点,燃烧就会停止。依照这一原理,只要将燃烧物质的温度降到其着火点以下,就可以阻止火焰的蔓延。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,则尽可能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以下,从而阻止火焰蔓延。
2、器壁效应
燃烧与爆炸并不是分子间直接反应,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,自由基与其它分子相撞,生成新的产物,同时也产生新的自由基再继续与其它分子发生反应。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,参加反应的自由基减少。当阻火器的通道窄到一定程度时,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,反应不能继续进行,也即燃烧反应不能通过阻火器继续传播。
3、*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程度时,经通道移走的热量足以将温度降到可燃物燃点以下,使火焰熄灭。或由器壁效应解释,当通道窄到一定程度时,自由基与管道壁的碰撞占主导地位,自由基大量减少,燃烧反应不能继续进行。因此,把在一定条件下(0. 1 MPa ,20 ℃) 刚好能够使火焰熄灭的通道尺寸定义为“*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关键因素,不同气体具有不同的MESG值。因此,在选择阻火器时, 应根据可燃气体的组成确定其MESG值。在具体选择时,又根据MESG值将气体划分为几个等级。目前国际上经常采用两类方法。一是美国全国电气协会(NEC) 的分类法,它根据气体的MESG值将气体分为四个等级(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等级( IIC , IIB , IIA 及I) 。两种标准划分的各类气体的MESG 值及测试气体如表1所示。
表1 两种MESG分类标准
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
这样,在选用阻火器时,即可在设计规定使用的规范中首先查出所用可燃气体的等级,然后根据该组气体对应的MESG 值来选择相应的阻火元件。
管道阻火器的型号
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：
*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)
阻火器分为防爆型、耐烧型和防震型三种。气体汇流排设于油罐顶部与机械呼吸阀串联安装的阻火器通常为防爆型。
维修与保养
维修和保养原则
1)为了确保阻火器的性能达到使用目的，在安装阻火器前，必须认真阅读厂家提供的说明书，并仔细核对标牌与所装管线要求是否一致。
2)阻火器上的流向标记必须与介质流向一致。
3)每隔半年应检查一次。检查阻火层是否有堵塞、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。
一般选用原则
所选用的阻火器，其安全阻火速度应大于安装位置可能达到的火焰传播速度。
与燃烧器连接的可燃气体输送管道，在无其它防回火设施时，应设阻火器。
阻止以亚音速传播的火焰，应使用阻爆燃型阻火器，其安装位置宜靠近火源;
阻止以音速或超音速传播的火焰应使用阻爆轰型阻火器，其安装位置应远离火源。
不同公称直径的阻爆轰型阻火器，所要求的距火源*小安装距离见表。
在寒冷地区使用的阻火器，应选用部分或整体带加热套的壳体，也可采用其它伴热方式。
在特殊情况下，可根据需要选用设有冲洗管、压力计、温度计、排污口等接口的阻火器。
安装于管端的阻火器， 当公称直径小于D N5 0时宜采用螺纹连接; 当公称直径大于或等于DN50时，应采用法兰连接。
安装于管道中的阻火器，应采用法兰连接。
安装于管端的阻火器，应带有可自动开启的防雨通风罩。
储罐之间气相连通管道各支管上的阻火器应选用阻爆轰型。
储罐顶部的油气排放管道，应在与罐顶的连接处选用阻爆轰型阻火器。
储罐顶部保护性气体及油气排放管道的集合管上应选用阻爆轰型阻火器。气体汇流排紧急放空管应设置
阻爆燃型阻火器。
装卸设施的油气排放 ( 或回收)总管与各支线的气相管道之间应设置阻爆轰型阻火器。
可燃气体放空管道在接入火炬前，若设置阻火器时，应选用阻爆轰型阻火器。
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