2018届 管道阻火器 课程设计
管道阻火器的技术标准

管道阻火器的技术标准一、引言管道阻火器是一种用于防止管道系统发生火灾和爆炸的设备,主要应用于石油、天然气、化工等工业领域的管道系统中。
该技术标准旨在规范管道阻火器的设计、制造、安装和使用,确保其具有有效的防火和安全保护功能,保障人民生命财产安全和工业生产的持续稳定。
二、术语和定义1. 管道阻火器:用于阻止管道系统中火焰和爆炸气体传播的装置。
2. 爆炸限位器:用于限制管道系统中火焰和爆炸气体传播范围的装置。
3. 燃烧控制装置:用于监测和控制管道系统内燃烧过程的装置。
4. 管道系统:指石油、天然气、液化气、化工原料等在工业生产中输送的管道网络。
三、技术要求1. 设计要求(1) 管道阻火器应根据管道系统的工作压力、流量和介质特性合理设计,确保其阻火效果和稳定性。
(2) 设计应考虑阻火器在各种工况下的性能表现,如高温、高压、急剧压降等。
(3) 阻火器的材料选择和密封性能应符合管道系统相关标准的要求,确保其耐腐蚀、耐高温、抗压力等性能。
2. 制造要求(1) 阻火器的制造应符合国家相关标准和规定,确保其质量可靠、工艺精湛。
(2) 制造过程中应对阻火器的材料、焊接、组装等进行严格检验和质量控制,保证产品符合设计要求。
(3) 阻火器应有合格的防腐蚀处理和外观涂装,以延长其使用寿命并美化外观。
3. 安装和调试要求(1) 阻火器的安装应由具备相关资质和经验的工程技术人员进行,按照设计要求和标准进行操作。
(2) 在安装完成后,需对阻火器进行严格的密封性能测试和功能调试,确保其正常工作和防火效果。
(3) 安装和调试过程中应注意与管道系统的连接和配合,保证阻火器与管道系统的紧密连接和相互配合。
4. 使用和维护要求(1) 阻火器应按照产品说明书和相关标准规定的要求进行使用,禁止私自改动或拆卸。
(2) 定期对阻火器进行检查和维护,及时清除管道系统中的杂物和积碳,确保阻火器的畅通和正常工作。
(3) 对于发现燃烧控制装置出现异常的情况,应及时进行排查和处理,防止发生火灾和爆炸事故。
阻火器设计与选用培训资料

阻火器设计与选用
阻火器设计
管道阻火器
管道阻火器适用于加热炉、裂解炉、燃气锅炉等,因为这些炉子都用可燃气体作燃料,由于操作上的失误或泄漏,易于造成输气管道回火而引起工艺装置爆炸的危险。
为防止回火爆炸应安装加热炉阻火器。
它安装在燃气主管和油气输送管线上,其回火距离(火源至阻火器距离)不大于10m。
加热炉阻火器应用于管道上,因此亦属于管道阻火器,它有别于储罐阻火器。
管道阻火器与储罐阻火器的区别
管道阻火器
1.气体为流动状态
2.回火距离可超过10米以上
3.阻火器能承受2.4Mpa压力
4.能阻止火焰传播速度达几百米或上千米
储罐阻火器
1.气体为静止状态
2.回火距离不超过1.5m
3.阻火器只能承受0.9Mpa压力
4..只能阻火大于45m/s的火焰通过
阻火器壳体设计
1.阻火器壳体设计要求
根据阻火器使用条件不同应采用不同性质的壳体材料与不同的形式组合。
2.阻火器壳体隔爆结合面的要求
为保证阻火器的阻火效果,阻火器壳体内结合面应达到隔爆要求。
3.阻火器壳体厚度计算
4阻火器壳体尺寸选择
阻火器阻火层的设计
阻火层是构成阻火器的关键部分,因为它决定阻火器阻火性能的关键,在不同使用条件下有不同形式的阻火层。
因此阻火层的设计与选材应根据使用的气体组分、温度、压力、流率、压降及其安装的位置而定。
1.熄灭直径的计算
2.阻火层能够阻止最大火焰速度的计算
3.阻火层空隙长度的计算
4.阻火层厚度计算。
课程设计题目(2018)

课程设计题目1. 已知条件:流体为过热蒸汽,最大流量h kg q m /102403max ⨯=,常用流量h kg q m ch /102303⨯=,最小流量h kg q m /101003min ⨯=;工作压力MPa p2.13=,工作温度550=t ℃;管道mm D 22120=,材料为X20CrMoV121,新无缝管,允许压力损失kPa y 60≤∆ω;管道阻力件:上游第一阻力件为90°平面弯头,上游第二阻力件为全开闸阀。
(1)确定标准节流件形式;(2)选定差压计;(3)计算20d C 、、、εβ;(4)确定最小直管段长度210l l l 、、;(5)计算压力损失并进行核算;(6)计算基本误差。
2. 已知条件:流体为过热蒸汽,最大流量h kg q m /102303max ⨯=,常用流量h kg q m ch /102003⨯=,最小流量h kg q m /101003min ⨯=;工作压力MPa p 7.9=,工作温度510=t ℃;管道mm D 21720=,材料为20号钢新无缝管,允许压力损失kPa y 50≤∆ω;管道阻力件:上游第一阻力件为90°平面弯头,m l 5.41≤,上游第二阻力件为全开闸阀。
(1)确定标准节流件形式;(2)选定差压计;(3)计算20d C 、、、εβ;(4)确定最小直管段长度210l l l 、、并进行核算;(5)计算压力损失并进行核算;(6)计算基本误差。
3. 已知条件:流体为过热蒸汽,最大流量h kg q m /102503max ⨯=,常用流量h kg q m ch /102003⨯=,最小流量h kg q m /101003min ⨯=;工作压力MPa p 5.13=,工作温度550=t ℃;管道mm D 22120=,材料为12CrMoV ,新无缝管,允许压力损失kPa y 60≤∆ω;管道阻力件:上游第一阻力件为全开闸阀,m l 81≤,上游第二阻力件为90°平面弯头。
管道阻火器

前言:管道阻火器标准、管道阻火器作用、管道阻火器原理、管道阻火器尺寸管道阻火器(又名:管道防火器)主要作用是防止外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备、管道内或阻止火焰在设备、管道间蔓延。
适用于石化、化工、轻工等行业的可燃气体输送过程中的安全装置。
我厂生产制造的管道阻火器是经过严谨的阻火理论设计和精密专用的机械设备加工制造而成的。
根据阻火性能和阻火等级可分为阻爆燃(ZHQ-B)型和阻爆轰(GZ-II)型两大类。
【管道阻火器结构设计】管道阻火器由芯件和壳体两部份组成,芯件是核心,是由两层超薄的不锈钢带,一条被压成波N形,另一条平面钢带则将它围绕圆心紧紧缠绕而成。
从而构成无数个端面,是小三角形直通流道,而且在芯件内部有一个十字结构的支架(或在表面压上丫形架)借以增强芯件的牢靠性,避免芯件被点燃的介质所产生的爆炸压力冲散。
介质从三角形狭道中通过,阻火器也正是通过它来阻止火焰在管道中的蔓延,其原理为“器壁效应”,就是火焰与器壁的碰撞进行能量转换,降低了温度。
以此原理来设计三角形孔的高度阻止火焰的通过,再加上足够的流道长度来吸收火焰的热量,使其在芯件中熄灭,避免了气体在芯件的另一端被复燃的可能性。
【管道阻火器结构特点及性能】1、结构合理、重量轻、耐腐蚀。
2、易检修,安装方便。
3、阻火器芯子采用不锈钢材料,耐腐蚀,易于清洗。
4、防爆性能合格,能连续13次阻爆性能试验每次都能成功阻火。
5、耐烧性能合格,耐烧试验1小时无回火现象。
6、壳体水压试验性能合格。
【管道阻火器结构图】管道阻火器尺寸列表:注:DN500-1200需定制【管道阻火器适用范围】输送可燃性气体的管道上,包括火炬系统、油气回收系统、加热炉燃料气的管网上,气体净化通化系统、煤矿瓦斯排放系统及乙炔、氢气系统等。
阻火器工作原理: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。
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。
管道阻火器安全操作及保养规程

管道阻火器安全操作及保养规程前言在生产和生活中,液体或气体管道的使用十分普遍。
然而,一旦管道泄漏,可能会引起火灾、爆炸等安全事故,对人员和财产安全造成严重威胁。
为了防范此类事故的发生,我们应该使用管道阻火器。
本文将介绍管道阻火器的安全操作和保养规程,以确保我们的安全。
什么是管道阻火器管道阻火器是一种可以有效阻断管道内燃烧火焰扩散的装置。
它通常由圆筒型的阻火腔和两个阀门组成,可将火焰和爆炸性气体限制在阻火腔内。
安全操作规程1. 安装前的检查和准备在安装管道阻火器之前,必须进行检查和准备,以确保其正常运行并保证使用安全。
以下是安装前的具体步骤:1.检查管道、管道连接件、阻火腔和阀门是否有缺陷或损伤。
2.清除管道和阻火器内的所有杂物和沉积物。
3.检查阻火器内的阻火元件是否完好并正确安装。
4.检查阀门是否铁丝固定,避免在安装时受力变形。
5.确定阻火器安装位置和方向。
6.将管道阻火器安装在防火区域内,避免安装在易燃材料附近。
同时,要注意阻火器的通风和散热,避免它过热。
7.进行通气、泄压、试压等操作,确保整个管道及阻火器正常操作。
2. 使用守则在使用管道阻火器时,应遵守以下安全守则:1.避免在阻火器安装的区域内进行火源作业。
2.不得在阻火器上进行机械或物理性损坏的操作。
3.确保阻火器排气通畅,避免堵塞。
4.不得进行没有安全措施的阻火器维护和检修。
3. 防范火灾在日常使用阻火器过程中,为了防止火灾的发生,需要注意以下事项:1.对电气设备进行合格的安全运行检查。
2.在阻火器上贴上明显的警示标志,并保证用户充分了解安全使用的要求。
3.定期向用户提供使用相关的安全培训和说明。
保养规程为了确保管道阻火器的正常使用和使用寿命,要定期进行保养。
以下是管道阻火器的保养规程:1.定期检查阻火器内部的阻火元件,如发现损坏或过期应及时更换。
2.定期清除阻火器内部的灰尘和沉积物,保持通风通畅。
3.定期进行阻火器的检查,如发现有损坏或故障要及时维修或更换。
放空管道阻火器知识培训课件

制定并实施安全管理制度和操 作规程,确保放空管道阻火器
的安全运行。
定期开展安全风险评估和隐患 排查,及时消除安全隐患。
建立安全应急预案,提高应对 突发事件的能力。
操作人员培训内容和周期
01
培训内容包括放空管道阻火器的 结构、原理、性能、操作规程等 。
定期对法规标准进行更新 和解读,确保企业安全管 理工作的及时性和有效性 。
ABCD
企业需要了解并遵守这些 法规标准要求,确保放空 管道阻火器的合规性。
加强与政府监管部门的沟 通和协作,共同推动行业 安全管理水平的提升。
企业内部管理制度完善
01
企业需要建立完善的内部管理制度,包括放空管道阻火器的采购、验 收、安装、使用、维护等环节。
阻火器外观检查
确认阻火器外观无损坏、变形 或腐蚀等迹象。
连接部件检查
检查阻火器与管道连接处是否 紧固,无泄漏现象。
阻火芯件检查
查看阻火芯件是否完好,无堵 塞或破损情况。
仪表及控制系统检查
确认相关仪表和控制系统工作 正常,无故障提示。
正常运行中监控参数设置
01
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压力监测
设置合适的压力监测点,实时 监测阻火器前后压力变化。
填充型阻火器内部填充有阻火 材料,如陶瓷纤维、石棉等, 具有良好的阻火性能和耐高温 性能。但填充材料易受到气体 腐蚀和机械损伤,需要定期更 换。
板式阻火器由多层金属板组成 ,每层金属板之间形成狭小的 孔隙,具有良好的阻火性能和 较大的流通面积。但板式阻火 器压力降较大,易受到机械损 伤。
金属丝网阻火器由多层金属丝 网组成,具有良好的透气性和 阻火性能。金属丝网阻火器压 力降较小,但易受到气体腐蚀 和堵塞。
工业管端防爆阻火器设计选型分析

工业管端防爆阻火器设计选型分析工业管端防爆阻火器设计选型分析阻火器是现在使用普遍的一种消防设备,在我们使用它之前,我们应当确定我们所选用的设备是符合我们使用需求的,也就是需要我们正确的进行选型。
那么应当怎么选呢?我们要明确它的结构分类,了解使用环境实在的温度,这样我们才略够愈加稳定的操作。
阻火器又名防火器、防爆燃型管道阻火器,是防止外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备、管道内或阻拦火焰在设备、管道间扩散。
它是用来阻拦介质(如氢气,氧气等)火焰向外扩散的安全装置,由一种能够通过气体的、具有很多细小通道或缝隙的固体料子(阻火元件)所构成。
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,然后依据该组气体对应的MESG值来选择相应的阻火元件。
以目前市面上常见的氧气阻火器和防爆波纹阻火器为例,传热作用以及器闭效应是他们的主流原理。
第一种原理是降低温度,由于全部可以燃烧的物质都是有燃点的,当温度下降到燃点以下的时候自然就不会发生火灾。
第二种器闭效应的作用则比较多而杂。
它是依据可燃烧物质的燃烧的时候各分子之间的相互反应制作的。
这种阻火器的通道比较窄,这样就可以阻拦火焰的连续燃烧。
FWL—1防爆燃型管道阻火器采纳四片阻火板,比一般管道阻火器多两片阻火板,适用于管道、闪点低于28℃的甲类、油品、氢氧液化类和闪点低于60℃的煤油、柴油、甲笨原油等,输送可燃性气体的管道上、火炬系列、油气回收系统、加热炉燃料气的管网上、气体净化通化系统、气体分析系统、煤矿瓦斯排放系统。
防爆燃阻火器能阻拦以亚音速传播的爆炸火焰通过。
管端阻火器是防止外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备、管道内或阻拦火焰在设备、管道间扩散,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,用来阻、液体的火焰扩散和防止回火而引起爆炸。
这类阻火器内的阻火层常用不锈钢带或铜镍合金料子压制而成的波纹状,波纹的大小由气体性质和阻拦火焰速度决议,该产品普遍用于石油储罐,是防止意外火种侵入罐内,防止意外事故,是储罐防止火灾的理想产品。
管道阻火器

氧气阻火器氧气阻火器(又名防火器),阻火器的作用是防止外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备、管道内或阻止火焰在设备、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。
阻火器的阻火层结构有砾石型、金属丝网型或波纹型。
适用于可燃气体管道,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。
本阀可与呼吸阀配套使用,亦可单独使用。
主要性能:1、阻爆性能合格,连续13次阻爆性能试验每次均能阻火。
2、耐烧性能合格,耐烧试验1小时无回火现象。
3、壳体水压试验合格。
本产品结构合理,重量轻、耐腐蚀。
易检修,安装方便。
阻火器芯子采用不锈钢材料, 耐腐蚀易于清洗一、概述管道阻火器是用来阻止氢气火焰向外蔓延的安全装置。
它由一种能够通过气体的、具有许多细小通道或缝隙的固体材料(阻火元件)所组成。
要求阻火元件的缝隙或通道尽量小,因而当火焰进入阻火器后,被阻火元件分成许多细小的火焰流,由于传热作用(气体被冷却)和器壁效应,火焰流猝灭。
引用以下标准如下:GB/T4237-1992 不锈钢热轧钢板GB/T6414-1986 铸件尺寸公差GB/T9438-1988 铝合金铸件技术条件GB/T9439-1988 灰铸铁件GB 5908-1986 石油储罐阻火器阻火性能和实验方法GB/T1804-1992 一般公差线性尺寸的未注公差GB/T13306-1991 标牌GB/T13384-1992 机电产品包装通用技术条件JB 78-59 铸铁法兰SY 5302-87 石油钻采机械产品用灰铸铁件通用技术参数ZB G 33001-85 聚四氟乙烯管材ZB G 33003-85 聚四氟乙烯棒材ZB G 33004-85 聚四氟乙烯薄膜二、工作原理[/title]大多数阻火器是由能够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组成,对这些通道或孔隙要求尽量的小,小到只要能够通过火焰就可以。
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中北大学课程设计说明书学生姓名:学号:1404学院: 环境与安全工程学院专业: 安全工程题目: 乙烯/空气混合气体管道波纹阻火器设计指导教师:职称: 讲师2018 年 1 月 14 日目录1 概论 (1)2 机械阻火器 (2)2.1 阻火器的工作原理 (2)2.2 阻火器的种类 (4)2.3 阻火器主要应用场所 (4)2.4 阻火器特点 (5)3 波纹型阻火器(乙烯/空气)设计 (6)3.1 GZW-1型波纹型阻火器 (6)3.2波纹型阻火器结构 (8)3.3阻火器结构设计 (9)3.4阻火器性能测试 (15)4课程设计总结 (16)参考文献 (17)1 概论爆炸阻隔是一种利用隔爆装置将设备内发生的燃烧或爆炸火焰实施阻隔,使之无法通过管道传播到其他设备中去的一种防爆技术措施。
隔爆技术措施按作用机制不同,分为机械隔爆和化学隔爆两种类型,隔爆装置主要有工业阻火器、主动式隔爆装置和被动式隔爆装置等几种类型。
工业阻火器又分为机械阻火器、液封阻火器和料封阻火器等类型,主要用于阻隔燃烧和爆炸初期火焰蔓延;主动式隔爆装置通过传感器探到的爆炸信号实施制动;被动式隔爆装置则依靠爆炸波本身引发制动。
本次设计产品为波纹型阻火器(乙烯/空气),为机械阻火器的一种。
阻火器的作用是防止外部火焰窜入存有易燃、易爆物料的设备、管道、容器内,或者阻止火焰在设备和管道闻蔓延。
乙烯极易发生氧化爆炸,当乙烯气体浓度达到爆炸极限,遇到点火源,便可发生氧化爆炸。
乙烯在空气中爆炸浓度范围大约为2.74~36.95%(体积)。
同时乙烯爆炸所需点火能很低,约0.096 mJ。
此外乙烯具有分解爆炸特性,其分解过程不需要助燃剂氧气的参与。
一旦局部气体过热使少量气体分解而波及剩余气体,短时间内气体急剧膨胀并且放出大量热量,最终导致爆炸发生[1]。
故通过高效、经济的阻火器来阻止乙烯爆炸,或进行爆炸阻隔很有必要。
防火、灭火技术是防火防爆课程的主要研究内容之一,通过本设计,进一步学习防火、灭火的基本理论知识,掌握各类阻火器的工作原理、规格、用途、效能以及使用方法。
2 机械阻火器2.1 阻火器的工作原理关于阻火器的工作原理,目前主要有两种观点:一种是基于传热作用;一是器壁效应。
(1)传热作用阻火器能够阻止火焰传播并迫使火焰熄灭。
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[2]。
依照这一原理,只要将可燃物的温度降到着火点以下,使火焰熄灭就可以阻止火焰的蔓延。
阻火器是由许多细小的空隙和通道组成。
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流,由于通道或空隙的传热面积很大,火焰通过时立即进行热交换,温度降低极快。
当火焰温度下降到一定温度时火焰便熄灭。
在设计阻火器的内部阻火元件时尽可能扩大细小火焰和通道壁的接触面积,强化传热,使火焰温度尽快降低到着火点以下,达到阻止火焰蔓延的目的。
根据英国罗贝尔对阻火器进行实验表明:传热作用对阻火器熄灭火焰不是主要的,而是器壁效应起主要作用。
(2)器壁效应根据燃烧与爆炸连锁反应理论[2],认为燃烧与爆炸现象的产生并不是分子直接作用的结果,而是受外来能源(热能、辐射能、电能、光能、化学反应能等)的激发,分子键受到破坏,产生具备反应能的分子(称为活化分子),这些活化分子在发生化学反应时,首先分裂出十分活跃而生命短促的自由基。
化学反应就是靠这些自由基进行的。
自由基与其他分子相撞,生成新的产物,同时也产生新的自由基再继续与其他分子发生反应。
当燃烧的可燃气体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,自由基与反应分子之间的碰撞几率随之减少,自由基与通道壁的碰撞几率增大,当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,当化学反应自由基销毁速率大于产生速率时,反应不能继续进行,当通道尺寸减少到一定程度时,这种器壁效应就造成了火焰不能继续传播的条件,火焰即被阻止,也即燃烧反应不能通过阻火器继续传播。
但是在大多数情况下,阻火器的传热效应和碰撞效应同时存在。
火焰发生淬熄的过程如图2.1所示爆燃火焰在狭缝中淬熄主要是由于火焰面的化学反应放热与散热条件不匹配引起的。
火焰以速度v 进入狭缝时火焰面内靠近狭缝冷壁处作为化学反应活化中心的自由基和自由原子与冷壁相碰撞放出其能量,这相当于反应区的热量流向冷壁边界,从而当火焰面到达一定距离时,在壁面附近产生了熄灭层。
随着火焰面的运动,熄灭层厚度不断增大,以至于自由基进入熄灭层内就被复合成分子并放出能量,而仅有少量自由基能穿透熄灭层与冷壁相撞。
在后续进程中,火焰在该狭缝内完全淬熄。
能使火焰发生淬熄的通道直径称为淬熄直径,用D 来表示。
火焰在具有淬熄直径D 的通道上传播到熄灭之前的那段距离称为淬熄长度,用l 来表示。
图2.1 燃烧火焰淬熄原理模型[2]v l D 火焰区(亮区)淬熄区(暗区)2.2 阻火器的种类(1)按用途不同分类隔爆型:主要用于阻隔可燃物燃烧或爆炸火焰的传播,且能承受一定的爆炸压力的作用。
耐烧型:主要用于阻止可燃物燃烧火焰的传播,且能承受一端时间的燃烧作用。
阻爆轰型:主要用于阻止可燃物从爆燃向爆轰转变火焰的传播,且能承受较大爆炸压力的作用。
(2)按阻火器安装位置分类管端阻火器:安装在管子顶端;管中阻火器:安装在管子中间。
(3)按阻火器用途分类油罐阻火器、加油站阻火器、车用阻火器、加热炉用阻火器、火炬阻火器、排风导管阻火器、船用阻火器、乙炔阻火器、氢气阻火器等。
(4)按阻火器结构分类金属网型阻火器、波纹型阻火器、平行板型阻火器、多孔板型阻火器、泡沫金属型阻火器、充填型阻火器、水封型阻火器、复合型阻火器和星型旋转阀阻火器等。
(5)按阻火器使用气体介质分类Ⅰ级气体阻火器、ⅡA级气体阻火器、ⅡB级气体阻火器、ⅡC级气体阻火器。
2.3 阻火器主要应用场所(1)输送易燃或可燃气体管道;(2)存储石油和石油产品油罐;(3)爆炸危险系统通风管口;(4)加热炉中的可燃气体网管;(5)油气回收系统及内燃机排气系统。
2.4 阻火器特点(1)阻火器是用来阻止易燃气体和易燃液体蒸汽的火焰蔓延的安全装置。
(2)当爆炸性混合气体或爆炸性液体形成的蒸汽与空气的混合物的火焰经过足够小的断面或狭缝时,由于壁面的冷却效应和碰撞效应,导致自由基或活性分子的复合消失,破坏了化学链式反应的条件,因而不能形成连续燃烧薄膜或燃烧通路,火焰在其中传播一段距离后便会自动熄灭。
(3)机械阻火器常由大量只允许火焰通过的细小通道或空隙固体材料组成。
工业阻火器分为机械阻火器、液封阻火器和料封阻火器等类型,主要用于阻隔燃烧和爆炸初期的火灾火焰地蔓延;主动式隔爆装置通过传感器探测到的爆炸型号实施致动;被动式隔爆装置则依靠爆炸波本身来引发致动。
(4)阻火器的作用是防止外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备、管道内或阻止火焰在设备、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。
3 波纹型阻火器(乙烯/空气)设计3.1 GZW-1型波纹型阻火器管道阻火器适用于加热炉、裂解炉、燃气锅炉等,因为这些炉子都用可燃气体作燃料,由于操作上的失误或泄漏,易于造成输气管道回火而引起工艺装置爆炸的危险。
为防止回火爆炸应安装加热炉阻火器。
它安装在燃气主管和油气输送管线上,其回火距离(火源至阻火器距离)不大于10 m。
加热炉阻火器应用于管道上,因此亦属于管道阻火器,它有别于储罐阻火器。
图3.1 波纹型阻火器实物图HD ND2DL图3.2 波纹型阻火器结构图GZW-1型波纹型阻火器零部件材料及外形尺寸如表3.1与表3.2:表3.1 零部件材料参数名称详细参数阀体材料碳钢WCB,不锈钢304、316阻火芯件材料不锈钢防爆阻火波纹板密封件材料耐油石棉橡胶、四氟PTFE环境温度(℃) ≤480公称压力(MPa) 0.6~5.0防爆级别(BS5501) ⅡA、ⅡB、ⅡC表 3.2 国标法兰连接外形尺寸: GB 、JB 规格D 2 D L H N-d DN50110 140 220 235 4×14 DN80150 185 280 270 4×18 DN100170 205 325 275 4×18 DN150225 260 425 290 8×18 DN200280 315 495 305 8×18 DN250335 370 595 320 12×18 DN300 395 435 655 405 12×23安装尺寸 (mm )3.2波纹型阻火器结构波纹型阻火器主要由阻火器壳体、阻火层两部分组成。
阻火器壳体如下图3.3所示:阻火层图3.3 阻火器壳体尺寸壳体LL’ dD如图3.4所示,阻火层芯件核心由两层超薄的不锈钢带制成:一层钢带被压成波型;另一层为平面钢带。
将两种钢带组成间隔围绕其与圆心轴缠绕而成,由无数个断面为三角形的直通流道组成。
在芯件内部有一个支架,用来增强芯件的结合强度,避免芯件在阻燃过程中被介质产生的爆炸压力冲散。
图3.4阻火层芯件结构3.3阻火器结构设计(1)气体熄灭直径和孔网直径使火焰不能继续传播的阻火器最大通道直径称为气体熄灭直径。
气体熄灭直径大小取决于气体种类,并直接关系到阻火器的阻火效能。
在设计阻火器时,应根据可燃气体燃烧速度选取熄灭直径,这种估算方法对大多数饱和烃和易燃气体适用,但不适用燃烧速度更快的易燃气体。
另外,由于乙烯气体是不饱和烃,具有不同于普通易燃气体的特性,不能按饱和烃来处理。
常态下几种常见气体的燃烧速率与熄火直径数据如表3.3:表3.3 常态下气体燃烧速率及熄火直径数据[3]一般来说,阻火层通道或孔隙直径可按气体熄灭直径来选取,但由于剥燃火焰速度远快于标准燃烧速度,因此,在实际设计中,阻火层通道或孔隙直径按半气体熄灭直径选取,当然也可以通过增加阻火层厚度来提高阻火器效能。
阻火层孔隙大小是影响阻火效能的重要因素,易燃气体熄灭直径大小直接关系到阻火层的孔隙尺寸。
熄灭直径可以通过试验来测定,也可通过熄灭间隙来近似估算:0.403(3.1)d0=4.53E mi̇nD0=1.54d0(3.2)式中:d0——熄灭间隙,mm;E min——最小点火能,mJ;D0 ——熄灭直径,mm。
表3.4 典型气体-空气混合物最小点火能[3]由表3.4可知乙炔最小点火能为0.096 mJ。
0.403 =4.53×0.0960.403 mm=1.762 mmd0=4.53E mi̇nD0=1.54d0=1.54×1.762 mm=2.713 mm实验表明,对于波纹型和金属型阻火器和阻火层,其波纹高度和孔网直径一般不超过熄灭直径一半,即:ℎm≤D0(3.3)2式中--ℎm为波纹(形状为等腰或等边三角形)高度或孔网直径,mm由该式可得h m=1.357 mm(2)阻火层厚度一端开口的管道内,点火方式可以分为靠近开口端点火、靠近闭口端点火或靠近阻火器点火三种情形。