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1、阻火器的选用1 阻火器的作用及工作原理1.1阻火器的作用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9 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,特别是在线（管道）阻火
2、器选型中的某些细节问题还容易被忽视。1.2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、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。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
3、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.1按性能分类、阻爆燃型阻火器:用于制止亚声速传播的火焰蔓延。2、阻爆轰型阻火器:用于制止声速和超声速传播的火焰蔓延。2.2按使用场合分类1、放空阻火器:安装在储罐(或槽车)的放空管道上，用以避免外部火焰传入储罐(或槽车）内,分为管端型和一般型。（）
4、管端型:一端与大气相通,为避免灰尘和雨水进入阻火器内部,顶部安装由温度控制启动的防风雨帽。管端型放空阻火器为阻爆燃型。（2）一般型:两端与管道相连,通过下游管道与大气相通。分为阻爆燃型和阻爆轰型。2、管道阻火器：安装在密闭管路系统中，用以避免管路系统一端的火焰蔓延到管路系统的另一端。分为阻爆燃型和阻爆轰型。2.3按构造分类1、充填型阻火器:又称填料型阻火器。2、板型阻火器:有平行板型和多孔板型两种。、金属网型阻火器：这种类型的阻火器熄灭火焰的能力有限，目前已很少使用。4、液封型阻火器：此类阻火器的特点是可以用于具有少量固体粉粒的物料体系。5、波纹型阻火器。以上5种类型的阻火器在工业实践过程中，
5、波纹型阻火器由于其稳定的性能而得到广泛的应用。本规定以波纹型阻火器为例来阐明阻火器的选用、安装和维护。阻火器的设立3.1 放空阻火器的设立、石油油品储罐阻火器的设立按石油库设计规范(GBJ4-84）规定执行。2、化学油品的闪点43的储罐（和槽车）,其直接放空管道(含带有呼吸阀的放空管道)上设立阻火器。3、储罐(和槽车）内物料的最高工作温度不小于或等于该物料的闪点时，其直接放空管道（含带有呼吸阀的放空管道）上设立阻火器。最高工作温度要考虑到环境温度变化、日光照射、加热管失控等因素。、可燃气体在线分析设备的放空汇总管上设立阻火器。、进入爆炸危险场合的内燃发动机排气口管道上设立阻火器。3.2 管道阻
6、火器的设立1、输送有也许产生爆燃或爆轰的爆炸性混合气体的管道（应考虑也许的事故工况)，在接受设备的入口处设立管道阻火器。2、输送能自行分解爆炸并引起火焰蔓延的气体物料的管道(如乙炔），在接受设备的人口或由实验拟定的制止爆炸最佳位置上，设立管道阻火器。、火炬排放气进入火炬头前应设立阻火器或阻火装置。4、其他应设立管道阻火器的场合。4 阻火器的选用.1 阻火器的选用环节1、根据使用场合决定采用放空阻火器还是管道阻火器。2、拟定采用阻爆燃型阻火器还是阻爆轰型阻火器。火焰波在管道内的传播速度不仅与介质种类、所在管道的温度、压力有关外，还与阻火器与点火源之间的距离、安装位置、阻火器与点火源间的管道形状有
7、关。因此选用的阻火器阻火元件的通道直径要能制止这种状况下的火焰蔓延,这就需要拟定是采用阻爆燃型还是阻爆轰型阻火器，一般由实验或根据经验来拟定。3、根据介质在实际工况条件下的SG值来选用合适规格的阻火器。()最大实验安全间隙ESG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”（缩写为MSG:aimum Ex
8、pim 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MSG值。因此，在选择阻火器时，应根据可燃气体的构成拟定其MSG值。在具体选择时，又根据M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M值将气体分为四个级别(、B、D);另一类是国际电工协会(EC)的措施,它也将气体分为四个级别(C、B、A及）。两种原则划分的各类气体的ESG 值及测试气体如表所示。表1 两种MESG分类原则NCECMESG/ mm测试气体II0 乙炔BIC0. 28氢气CIIB0 65乙烯DIIA0.90丙烯 MI. 12甲烷
9、国标爆炸性环境用防爆电气设备通用规定 38613中,对爆炸性气体混合物按最大实验安全间隙（MESG）提成不同的技术安全级别,见表2。表2 MEG分级表级别最大实验安全间隙(MESG）mmMESG.90.5ES0.9CMEG.5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MES 值来选择相应的阻火元件。（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。表3给出不同的可燃性气体混合后也许浮现的几种状况以及选用建议。对于混合可燃气体选用ME时，应更加谨慎。当可燃混合气体的组
10、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MES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。表 混合气体MEG值混合气体化学反映选用建议举例属E IE分类相似类别(如所有为IA)不易发生以混合气体中MESG值最小者为设计根据实验拟定甲烷、乙烷与丁烷采用MSG= 1 12也许发生乙炔与氢气属NEC/IEC 分类不同类别不易发生以混合气体中MEG值最小者为设
11、计根据乙烯与丙烯采用MES=0. 65也许发生实验拟定乙烯与氢气（3）阻火器的鉴定书上已注明该产品合用的MEG值。因此，选用阻火器的原则是规定介质在操作工况下的MESG值不小于阻火器鉴定书上标明的MEG值。 例如阻火器的鉴定书上标明合用的MEG值为0.65m,这表白该产品合用于在操作工况（温度、压力和管径大小、管道长度、配管形状及安装位置等)下的MESG值不小于。65mm的介质。MESG值比0.65m小的介质不能选用该产品。（4)对于有多种可燃性气构成的混合气，选用阻火器要进行实验,以拟定混合气体的MS值。 若没有实验条件，则按混合气各组份中最小的MES G值来拟定阻火器。4、根据介质的火焰速
12、度拟定阻火器 火焰速度是指阻火器入口处的速度,火焰速度与介质和操作工况(温度、压力和管径大小、管道长度和形状及安装位置等)有关，若资料中查找不到,则需要进行实际测试。 阻火器的鉴定书中应注明该产品能制止的最大火焰速度。拟定阻火器的原则是介质的火焰速度应不不小于鉴定书上注明的最大火焰速度。4.2 阻火器的压力降校核 根据初选的阻火器的型号和管内介质的流量,查阅阻火器产品资料中的“流量压力降曲线”，与否满足工艺过程的规定。4.3 选择阻火器类型的影响因素阻火器选择得当，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
13、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；对于在线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。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”（pessue pilin）现象。
14、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0Pa。因此，火源点距阻火器的距离对阻火器的选择有很大影响。如果阻火器距火源较远,那么燃烧就有了一定的加速距离,也许会由爆燃转变为爆轰，火焰前端压力的增长，对阻火元件耐压能力提出了更为严格的规定。不同制造商的产品也许会有不同。表以ENARDO公司生产的阻火器为例,列出火源距离的影响。表4 火焰距离对阻火器选型的影响气体种类距离（m)阻火时间(最小值mi）建议选用类型C:D5原则在线型IEC：A815高压在线阻燃型无限制120阻燃轰型NC：C24原则在线型IEC：不能拟定(影响因素)不能拟定高压在线阻燃型无限制15阻燃轰型NC：2原则在线型EC：C61高压在线阻燃型无限制6阻燃轰型从表4可以看出,虽然对同种可燃气体，在相似工况下，仅仅因安装位置不同，在阻火器制造强度和阻火时间的选择上就会有很大差别。因此在选用在线阻火器时，要十分注意安装位置的影响，在满足工艺条件的状况下,应尽量使之接近火源点,以减少对阻火器的制造规定,在保证安全的前提下，提高经济性。2、弯头的影响管道中的弯头对火焰的传播
