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    阻火器的簡介

    2016-2-29 23:02:41      點擊:

    管道阻火器是適用于石化、化工、輕工等行業的可燃氣體液體運輸過程中的安全裝置。阻火器由閥體和芯件兩部分組成。通過芯件來阻止火焰在管道內蔓延,其原理為“器壁效應”,就是火焰與器壁的碰撞進行能量轉換,減低了溫度,使其在芯件中熄滅避免了火焰在芯件的另一端復燃;

    管道阻火器廣泛應用于加熱燃料氣、天然氣、石油液化氣的管路上及油氣回收、煤礦瓦斯排放、氣體分析等系統,能有效地保證氣體管道及氣體使用點的安全運行。管道阻火器的作用是阻止可燃氣體、易燃液體蒸汽的火焰蔓延和防止回火而引起爆炸的安全設備。通常安在爐前的燃料氣主管線上,它通常是一段直徑比燃料氣管線粗、兩頭帶法蘭的短管,在管內與氣流垂直安入著十片左右的銅絲網,一般用一定厚度的鑄鋁環將網片周邊壓緊并形成一定間隔。由于銅網的散熱性能極好,當火焰遇到銅網后因溫度劇降而熄火,從而起到阻火的作用。它的主要功能是允許易燃爆氣體通過、對外界傳入儲罐的火焰起有阻止窒息的作用。這種管道阻火器可以在高寒地區低溫條件下使用的特點,它可以與通氣管配套或單獨使用。適用于儲存閃點低于28℃的甲類油品和閃點低于60℃的乙類油品,也適用于儲存物料以氮氣封頂的拱頂罐上,礫石阻火器與網型阻火器原理同上用在管道。

    阻火器的分類:

    根據結構可分為:

    1、金屬網型阻火器

    金屬網型阻火器主要由阻火器殼體、金屬網層(阻火層)兩部分組成。阻火層由單層或多層不銹鋼、銅絲網重疊制作而成,阻火效果隨金屬網層增加而增加,但當金屬網層數增加到一定值后,阻火效果增強不再顯著。金屬網層數及阻火性能與金屬網孔大小有關。一般來說,網孔較小的金屬網要求層數相對較少,但金屬網孔眼過小會因流體阻力增大而造成堵塞。目前,國內常用阻火層金屬網的網孔為16—22目,國外則多采用網孔為30目和40目的阻火層金屬網

    在管內與氣流垂直安入十片左右的金屬絲網,用一定厚度的鑄鋁環將網片周邊壓緊并形成一定間隔。由于銅網的散熱性能極好,銅絲網阻火器較為常用。當火焰遇到銅網后因溫度劇降而熄火,從而起到阻火的作用。但是這種類型的阻火器熄滅火焰的能力有限、且通過能力差、體積大、耗費材料、造價高等缺點,目前已很少使用;一些大型柴油機組的進氣格柵仍使用的是這種金屬絲網阻火板(詳見《柴油機進出口阻火格柵替代方案》)。

    2、波紋板(網)阻火器

    由阻火器殼體1、其兩端通過法蘭 連接的封蓋2、和殼體內阻火芯體3等構成,阻火芯體包括多層相間排列的波紋板層4和金屬網層5,由穿過阻火芯體的螺栓7固定于殼體內壁耳子10上。相間排 列的波紋板層4和金屬網層5各為2-8層;波紋板為具有三角形波紋的鋁合金板。螺栓7及內壁耳子10有三個,彼此成60°夾角。該阻火器的積極效果在于, 阻火芯體為板網相間,有利于對回火炭;鹦堑姆稚、阻隔、熄滅,提高了阻火性能。采用鋁合金波紋板,導熱系數高于不銹鋼,散熱性好,亦有利提高阻火性。由 螺栓與殼體內壁耳子固定阻火芯體,使裝拆方便。

    3、液封阻火器

    液封阻火器分為敞開式和封閉式兩種,其原理是利用液體的壓力或浮力,來制造一個恒壓的密封空間, 其中有的是定容的,有的不定容,定容的是利用壓力,不定容的是利用浮力, 壓力也是可調解的,只要調解液體的深度或壓蓋的重量、增加或減少負重,

    通過液封封住氣體進出口之間,進出口任何一側著火,都在液封中被熄滅;這類阻火器的特點是可以用于含有少量固體粉粒的物料體系、由于水良好的物理特性,我們最常見的為水封阻火器,例如U型水封阻火器、多級水封阻火器、水封井等。


    4、機械式阻火器

    又名單向閥式機械阻火器,其原理是利用單向閥的原理、管道內介質正常流通時、介質順向壓力輕輕推開閥座,介質流通,當管道下游發生爆燃時,介質逆流此時閥座受彈簧壓力及逆向壓力關閉,當管道上游發生爆燃時,壓力迅速上升,介質推動閥芯向閥后密封,此時卡扣鎖緊閥座,截斷管道介質流通,

    5、填充型阻火器(又稱填料型阻火器)

    是由具有許多細小通道或縫隙的固體材料(阻火元件)所組成。要求阻火元件的縫隙或通道盡量小,因而當火焰進入阻火器后,被阻火元件分成許多細小的火焰流,由于傳熱作用(氣體被冷卻)和器壁效應,火焰流猝滅;例如礫石阻火器、填料塔式。

    6、板型阻火器(有平行板型和多孔板型兩種)

    平行板結構的阻火器    這類阻火器的阻火層結構由不銹鋼薄板垂直平行排列.形成一定的間隙,組合成不同的形狀,造成一定孔隙的火焰通道,平行板間距根據阻止火焰速度而定一般情況間隙在0.3-0. 7mm之間,組合成規定尺寸的阻火層。這種結構的阻火層能承受較大的爆炸壓力。其制造.工藝簡單,孔隙易于檢查,但體積較大,流阻較低,適用于煤礦和內燃機排氣系統。多孔板型結構的阻火器    這類阻火器的阻火層結構由不銹鋼薄板水平方向多層重疊而成,板上有許多長形的縫隙或許多細小的孔眼,這就形成有規律的通道,孔眼大小和層次數目取決于阻止火餡速度的大小,板與板之間距為0.4-0.6mm.用螺栓形成固定的間距的孔板。這種結構的阻火器比金屬網型阻火器的流阻小.強度高,阻火性能好。

    7、泡沫金屬結構的阻火器

    這類阻火器的阻火層是用泡沫金屬制成。泡沫金屬是一種新型材料,它由多種金屬制成,其中以鎳、鉻合金為主,其結構與許多細孔的泡沫塑料相似。泡沫金屬中的鉻含量不少于15%,不大于40%,制成的泡沫金屬阻火層的材質密度不小于0. 5g/cm'。利用泡沫金屬的細小孔晾所形成的通道,以有效阻止火焰的通過,達到阻火的目的。這種結構的阻火器的優點重量較輕,體積小,便于安裝和談換,阻爆性能好。但其缺點是泡沫金屬內的孔隙不均勻,孔隙不易險查,堵塞后也不易清理,同時流阻也大。

    8、迷宮密閉式阻火器

    一種迷宮密閉式阻火器,外殼及其內的定位圈和兩端法蘭盤、管道連接,定位圈內依次嵌入環狀緩流孔板、環狀 多孔泄流孔板和蜂孔阻火板,泄流孔板和蜂孔阻火板之間裝有活塞、連動彈簧和游動盤,采取緩沖、迷宮、連動和密封的方式阻火,它克服了管道金屬網式阻火器流 阻大,易堵塞,使用周期短,阻火性能差等缺陷,因而廣泛應用于石油、化工產品的生產過程中。

     

        管道防爆阻火器是應用火焰通過熱導體的狹小孔隙時,由于熱量損失而熄滅的原理設計制造。管道防爆阻火器主要由殼體和濾芯兩部分組成。殼體應具有足夠的強度,以承受爆炸產生的沖擊壓力。波紋型濾芯用不銹鋼、銅鎳合金、鋁或鋁合金支撐。波紋型阻火器能組織爆燃的猛烈火焰,并能承受相應的機械和熱力作用,流動阻力小,易于清洗和更換。

    工作原理

         大多數阻火器是由能夠通過氣體的許多細小、均勻或不均勻的通道或孔隙的固體材質所組成,對這些通道或孔隙要求盡量的小,小到只要能夠通過火焰就可以。這樣,火焰進入阻火器后就分成許多細小的火焰流被熄滅;鹧婺軌虮幌绲臋C理是傳熱作用和器壁效應。

    (1) 傳熱作用  管道阻火器能夠阻止火焰繼續傳播并迫使火焰熄滅的因素之一是傳熱作用。我們知道,阻火器是由許多細小通道或孔隙組成的,當火焰進入這些細小通道后就形成許多細小的火焰流。由于通道或孔隙的傳熱面積很大,火焰通過通道壁進行熱交換后,溫度下降,到一定程度時火焰即被熄滅。進行的試驗表明,當把阻火器材料的導熱性提高460倍時,其熄滅直徑僅改變2.6%。這說明材質問題是次要的。即傳熱作用是熄滅火焰的一種原因,但不是主要的原因。因此,對于作為阻爆用的阻火器來說,其材質的選擇不是太重要的。但是在選用材質時應考慮其機械強度和耐腐蝕等性能。

    (2) 器壁效應  根據燃燒與爆炸連鎖反應理論,認為燃燒炸現象不是分子間直接作用的結果,而是在外來能源(熱能、輻射能、電能、化學反應能等)的激發下,使分子分裂為十分活潑而壽命短促的自由基;瘜W反應是靠這些自由基進行的。自由基與另一分子作用,作用的結果除了生成物之外還能產生新的自由基。這樣自由基又消耗又生新的如此不斷地進行下去?芍兹蓟旌蠚怏w自行燃燒(在開始燃燒后,沒有外界能源的作用)的條件是:新產生的自由基數等于或大于消失的自由基數。當然,自行燃燒與反應系統的條件有關,如溫度、壓力、氣體濃度、容器的大小和材質等。隨著阻火器通道尺寸的減小,自由基與反應分子之間碰撞幾率隨之減少,而自由基與通道壁的碰幾率反而增加,這樣就促使自由基反應減低。當通道尺寸減小到某一數值時,這種器壁效應就造成了火焰不能繼續進行的條件,火焰即被阻止。由此可知,器壁效應是阻火器阻火焰作的主要機理。由此點出發,可以設計出知種結構形式的阻火器,滿足工業上的需要。 


    GZW-1管道阻火器適用范圍:

    GZW-1阻爆燃型管道阻火器適用于管道、閃點低于28℃的甲類、油品、氫氧液化類和閃點低于60℃的煤油、柴油、甲笨原油等,輸送可燃性氣體的管道上、火炬系列、油氣回收系統、加熱爐燃料氣的管網上、氣體凈化通化系統、氣體分析系統、煤礦瓦斯排放系統。

    GZW-1阻爆燃型管道阻火器工作原理:

    GZW-1阻爆燃型管道阻火器又名GZW-1管道阻火器,是用來阻止易燃氣體和易燃液體蒸汽的火焰向外蔓延的安全裝置。設計阻火內件時,是根據不同混合氣體的介質、氣體的組分、壓力降、長徑比、彎頭數量來設計MESG值并達到一定阻火速度值的有規則填料。當火焰進入阻火器后,被有規則的阻火元件切割成許多細小的火焰流,由于傳熱的作用和器壁效應,進入的氣體被冷卻,使冷卻的氣體達不到著火溫度,沒有著火溫度就不能形成燃燒,最終使火焰流猝滅,從而達到阻火目的。

    GZW-1阻爆燃型管道阻火器性能及特點:

       管道阻火器結構合理,重量輕,耐腐蝕,阻爆性能合格,連續13次以亞音速火焰試驗每次都能阻火;殼體水壓試驗合格。。
       管道阻火器易檢修,安裝方便。耐燒性能合格,耐燒試驗1小時無回火現象。
       管道阻火器芯子采用不銹鋼材料,耐腐蝕,易于清洗。殼體水壓試驗合格。


    管道阻火器主要用途:

       1、輸送可燃性氣體的管道上。
       2、火炬系統。
       3、油氣回收系統。
       4、加熱爐燃料氣的管網上。
       5、氣體凈化通化系統。
       6、氣體分析系統。
       7、煤礦瓦斯排放系統。


    阻爆燃型管道阻火器零部件材料:

    閥體材料 碳鋼WCB、不銹鋼304、316、
    阻火芯件材料 不銹鋼防爆阻火波紋板
    密封件材料 耐油石棉橡膠、四氟PTFE
    環境溫度 ℃ ≤480
    公稱壓力(MPa) 0.6~5.0
    防爆級別 BS5501:ⅡA、ⅡB、ⅡC

      

      

      

      




    GZW/GYW管道阻火器根據阻火性能和阻火等級,阻火器可分為普通型、阻爆燃型、阻爆轟型三類  

    結構形式 普通型 阻爆燃型 阻爆轟型
    最大試驗安全間隙(mm) MESG≥0.9 0.5<MESG<0.9 MESG≤0.5
    阻火級別 ⅡA ⅡB ⅡC
    使用場所 儲罐、管端放空 放空管、燃氣管道
    爆轟管道

     

    阻爆燃型管道阻火器外形連接尺寸:

    型 號 口 徑 PN MPa   GZW-1管道阻火器外形尺寸(mm) 螺 栓
    K D DL L 數量(KG) 螺紋
    GZW-20 DN20 1.6 75 105 195 200 4 M12
    GZW-25 DN25 85 115 195 200 4 M12
    GZW-40 DN40 110 150 245 240 4 M16
    GZW-50 DN50 125 165 245 240 4 M16
    GZW-80 DN80 160 200 280 250 8 M16
    GZW-100 DN100 180 220 335 260 8 M16
    GZW-150 DN150 240 285 460 360 8 M20
    GZW-200 DN200 295 340 520 420 12 M20
    GZW-250 DN250 355 405 580 430 12 M24
    GZW-300 DN300 410 460 705 450 12 M24
    GZW-600 DN600 770 840 1120 580 20 M33

     

     管道阻火器美標法蘭連接外形尺寸:ANSI、API、ASME 可供JIS標準

    規格 安裝尺寸(mm)
    D
    K
    DL
    H
    N-d
    3/4" 98 70 Ø130 160 4×15
    1 108 79.5 Ø135 160 4×15
    1-1/4" 117 89 Ø155 180 4×15
    1-1/2" 127 98.5 Ø170 200 4×15
    2" 152 120.5 Ø195 220
    4×19
    2-1/2" 178 139.5 Ø220 220 4×19
    3" 190 152.5 Ø250 250 4×19
    4" 229 190.5 Ø295 260
    8×19
    5" 254 216 Ø360 300 8×22
    6" 279 241.5 Ø430 360
    8×22
    8" 343 298.5 Ø520 420
    8×22












     

     

    GZW-1管道阻火器阻火器的維護保養方法


    1.  為了確保阻火器的性能達到使用目的,在安裝阻火器前,必須認真閱讀廠家提供的說明書,并仔細核對標牌與所裝管道要求是否一致。

    2.  阻火器上的流向標記必須與介質流向一致。

    3.  每隔半年應檢查一次,檢查阻火層是否有堵塞、變形或腐蝕等缺陷。

    4.  被堵塞的阻火器阻火層應清洗干凈,保證每個孔眼暢通,對于變形或腐蝕的阻火層應更換。

    5.  清洗阻火器芯件時,應采用高壓蒸汽、非腐蝕性溶劑或壓縮空氣吹掃,不得采用鋒利的硬件刷洗。

    6.  重新安裝阻火器時,應更新墊片并確認密封面已清潔和無損傷,不得漏氣。

     

        目前,阻火器人們知道的比較多的是應用在燃氣瓦斯類的排放系統上。其實,阻火器的用途有很多,只是平時沒有留意而已。阻火器又叫防火器,主要是因為其作用是為了防止火焰竄入存有易燃易爆的設備中或阻止火苗漫延而得名。其實,說白了,阻火器就是一種安全裝置。

    GZW/GYW管道阻火器可用于輸送可燃性氣體的管道上,包括火炬系統、油氣回收系統、加熱爐燃料氣的管網上,氣體凈化通化系統、煤礦瓦斯排放系統及乙炔、氫氣系統等。
     
    GZW/GYW管道阻火器與管路連接,可水平安裝,也可垂直安裝。定期檢查,一旦發現堵塞,應用高壓蒸汽、壓縮空氣或有機溶劑清洗,如發現芯件機械性損壞或被介質腐蝕后,應立即跟換?膳c呼吸閥配套使用

    GZW-1管道阻火器訂貨須知:

    一、GZW-1管道阻火器產品名稱與型號、口徑、使用壓力、介質溫度、是否帶附件以便我們的為您正確選型。

    二、若已經由設計單位選定我們公司的型號,請直接向我司銷售部訂購。

    三、當使用的場合非常重要或環境比較復雜時,請您盡量提供設計圖紙和詳細參數,由我們的公司專家為您審核把關。

     

     

     1 引言:防爆技術原理   1.1防爆技術的基本理論     從防爆技術原理看,防止物理或化學爆炸發生條件同時出現,是預防爆炸事故發生的根本技術措施。從爆炸事故破壞力形成看,一般應同時具備以下五個條件:(1)可燃物;(2)助燃劑;(3)可燃物與助燃劑均勻混合;(4)爆炸性混合物處于相對封閉空間內;(5)足夠能量的點火源 。 1.2引發火災的三個條件        引發火災的三個條件是:可燃物、氧化劑和點火能源同時存在,相互作用。引發爆炸的條件是:爆炸品(內含還原劑和氧化劑)或可燃物(可燃氣、蒸氣或粉塵)與空氣混合物和起爆能源同時存在、相互作用。如果我們采取措施避免或消除上述條件之一,就可以防止火災或爆炸事故的發生,這就是防火防爆的基本原理。      在制定防火防爆措施時,可以從以下四個方面去考慮:   (1)預防性措施。這是最基本、最重要的措施。我們可以把預防性措施分為兩大類:消除導致火爆災害的物質條件(即點火可燃物與氧比劑的結合)及消除導致火爆災害的能量條件(即點火或引爆能源),從而從根本上杜絕發火(引爆)的可能性。   (2)限制性措施。即一旦發生火災爆炸事故。限制其蔓延擴大及減少其損失的措施。如安裝阻火、泄壓設備,設防火墻、防爆墻等。   (3)消防措施。配備必要的消防措施,在萬一不慎起火時,能及時撲滅。特別是如果能在著火初期將火撲滅,就可以避免發生大火災或引發爆炸。從廣義上講,這也是防火防爆措施的一部分。   (4)疏散性措施。預先采取必要的措施,如建筑物、飛機、車輛上設置安全門或疏散樓梯、疏散通道等。當一旦發生較大火災時,能迅速將人員或重要物資撤到安全區,以減少損失。 1.3阻火器的工作原理及分類     關于阻火器的工作原理,目前主要有兩種觀點:一種是基于傳熱作用; 一是器壁效應。  (1)傳熱作用  阻火器能夠阻止火焰傳播并迫使火焰熄滅。燃燒所需要的必要條件之一就是要達到一定的溫度,即著火點。低于著火點,燃燒就會停止。依照這一原理,只要將可燃物的溫度降到著火點以下,可以使火焰熄滅,就可以阻止火焰的蔓延。阻火器是由許多細小的空隙和通道組成。當火焰通過阻火元件的許多細小通道之后將變成若干細小的火焰流,由于通道或空隙的傳熱面積很大,火焰通過時即進行熱交換,當火焰溫度下降到一定溫度時火焰即熄滅。在設計阻火器的內部阻火元件時盡可能擴大細小火焰和通道壁的接觸面積,強化傳熱,使火焰溫度降低到著火點以下,達到阻止火焰蔓延的目的。根據英國羅貝爾對阻火器進行實驗表明:傳熱作用對阻火器熄滅火焰不是主要的,而是器壁效應起主要作用。  (2)器壁效應 根據燃燒與爆炸連鎖反應理論,認為燃燒與爆炸現象的產生并不是分子直接作用的結果,而是受外來能源(熱能輻射能電能光能化學反應能等)的激發,分子鍵受到破壞,產生具備反應能的分子(稱為活化分子),這些活化分子在發生化學反應時,首先分裂出十分活躍而生命短促的自由基;瘜W反應就是靠這些自由基進行的。自由基與其他分子相撞,生成新的產物,同時也產生新的自由基再繼續與其他分子發生反應。當燃燒的可燃氣體通過阻火元件的狹窄通道時,自由基與通道壁的碰撞幾率增大,參加反應的自由基減少。當阻火器的通道窄到一定程度時,自由基與反應分子之間的碰撞幾率隨之減少,自由基與通道壁的碰撞幾率增大,當自由基與通道壁的碰撞占主導地位,由于自由基數量急劇減少,當化學反應自由基銷毀速率大于產生速率時,反應不能繼續進行,當通道尺寸減少到一定程度時,這種器壁效應就造成了火焰不能繼續傳播的條件,火焰即被阻止,也即燃燒反應不能通過阻火器繼續傳播[1]。  但是在大多數情況下,阻火器的傳熱效應和碰撞效應同時存在;鹧姘l生淬熄的過程如圖1所示,爆燃火焰在狹縫中淬熄主要是由于火焰面的化學反應放熱與散熱條件不匹配引起的;鹧嬉运俣圈赃M入狹縫時,火焰面內靠近狹縫冷壁處作為化學反應活化中心的自由基和自由原子與冷壁相碰撞放出其能量,這相當于反應區的熱量流向冷壁邊界,從而當火焰面到達一定距離時,在壁面附近產生了熄滅層。隨著火焰面的運動,熄滅層厚度不斷增大,以至于自由基進入熄滅層內就被復合成分子并放出能量,而僅有少量自由基能穿透熄滅層與冷壁相撞。在后續進程中,火焰在該狹縫內完全淬熄。能使火焰發生淬熄的通道直徑稱為淬熄直徑,用D來表示;鹧嬖诰哂写阆ㄖ睆紻的通道上傳播到熄滅之前的那段距離稱為淬熄長度,用L來表示。

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    阻火器種類

    阻火器的種類 設計應用范圍
    1、管端型
    阻爆燃型 用于阻止非受限的爆燃進入管道而引起的儲罐或工藝裝置的爆炸。
    2、管道型
    阻爆燃型 用于阻止亞音速的火焰。
    阻爆轟型 用于阻止亞音速的火焰和高爆炸壓力。

     

    ■ 阻火器性能 ■
    1、阻火器殼體強度能承受1.5倍的設計壓力的水壓試驗,無滲透;
    2、阻火器組裝后能承受設計壓力的嚴密性液壓試驗,無滲透;
    3、阻爆燃型阻火器連續13次阻爆燃性試驗,每次必須保證阻止亞音速火焰通過
    4、阻爆轟型阻火器連續13次阻爆轟性試驗,每次必須保證阻止亞音速火焰通過
    5、防爆波紋阻火盤必須選用在使用條件下耐腐蝕的不銹鋼材料或其它特殊材料,如:哈氏合金、蒙乃爾合金。

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