工业易燃气体阻火器结构原理

 工业易燃气体阻火器结构原理
是用来阻止易燃气体、液体的火焰蔓延和防止回火而引起爆炸的安全装置。通常装在输送或排放易燃易爆气体的储罐和管线上。阻火器，又被称作防火器或隔火器，是一种在工业中被广泛应用的设备。阻火器是一种用于组织易燃液体、易燃气体和易燃蒸汽产生的火焰进入管道，从而蔓延至整个设备产生危害的一种装置。阻火器用于工业的历史非常悠久，*早可以追溯至上世纪20年代，当时就已经被运用于石油工业。随着工业的进展脚步迅速向前，煤矿、铁路、化工、采运等工业系统也已广泛运用阻火器，并发挥着重大作用。

工业易燃气体阻火器结构原理原理
阻火器是一种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，它允许气体通过而阻止火焰通过。*初被应用在石油工业中，以后又广泛应用于矿山、煤矿、水运及化学工业中。阻火器主要由壳体和滤芯两部分组成，其中滤芯是阻止火焰传播的主要构件，按滤芯不同可分为充填型阻火器、板型阻火器、金属网阻火器、波纹型阻火器及液封型阻火器等。以常见的波纹型阻火器为例，其滤芯是用薄不锈钢波纹带与平带共同卷制成盘状,它的阻火能力仅仅取决于滤芯上由波纹形成的三角形截面孔的大小和滤芯的厚度。当火焰通过滤芯时将被这些三角形截面孔切分成若干细小的火焰，扩大了火焰与通道壁的接触面积,强化了传热,使得火焰温度降到着火点以下,从而阻止火焰蔓延。另外由于器壁效应，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,从而扼制火焰向未燃气体传播。
这是因为阻火器是由许多能够透过气体的细小管道和细小空隙的材料组成的，这些管道和空隙由于极其微小，因此可以阻隔火焰，能使火焰熄灭。简而言之，阻火器的工作机理就是传热作用也器壁效应。阻火器的传热作用，就是指透过气体的细小管道和细小空隙，当火焰进入到细小管道后，形成了微小的火焰流。火焰流接触到通道进行了冷热交流，使得温度下降，便可使火焰熄灭。传热作用是熄火的一种原因，但却并不是主要原因。

工业易燃气体阻火器结构原理工作原理：
　　1、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。
　　2、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 。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。

二 工业易燃气体阻火器结构原理分类
《防爆系统标准》中针对阻火器的安装位置、燃烧类型对阻火器进行了详细划分阻火器是储罐中重要的一个部分，作用很大，是防止火势蔓延的一个稳定设备，当然，想要确定该设备的阻火效果，那么就需要对其进行测试，如果达到测试的标准那么就是稳定的。但是对阻火器进行测试鉴定的要求，世界各国不尽相同，另外，除了设备的质量要之外，选用的时候也不能选错，根据所要安装的实际情况来进行设备的选择，那么大家知道具体的选用原则是什么吗?

阻火器的测试要求：
对阻火器进行测试鉴定的要求，世界各国不尽相同，现将几个我国对阻火器测试要求的情况简介如下：
1、英国消防研讨部门要求阻火器应具备阻爆和不怕烧两种性能。测试阻火器的介质不能使用氢气和乙炔气体，规定使用丙烷。阻火器不怕烧时间要求2小时。
2、西德标准规定，对于容量大于1000升的储罐上用的阻火器需要具备阻爆和不怕烧两种性能。试验介质不能用氢气和乙炔气体，要求阻火器不怕烧时间为2小时。
3、苏联对阻火器要求具备阻爆和不怕烧两种性能。试验用的介质即为阻火器使用时的介质。阻火器不怕烧时间要求为2小时。
4、日本对阻火器要求进行阻爆和不怕烧性能的试验，试验介质可用已烷气体。
5、某国于1936年制定石油及汽油储罐阻火器测试我国标准，后又经过几次修订。

工业易燃气体阻火器结构原理的选用原则：
在进行阻火器的选用时需要遵循相应的原则，下面是详细的介绍。
1、阻火器壳体应能承受介质的压力和允许温度，还要能不怕介质的腐蚀。
2、填料应有强度且不能和介质起化学反应。
3、阻火器的结构类型主要根据介质的化学性质、温度和压力等选用：一般介质的使用压力不大于1.0MPa温度小于80℃时均采用碳钢镀锌铁丝网阻火器。特别的介质如乙炔气管道特别是压力大于0.15MPa的高压乙炔气管道应采用特别的阻火器，工作压力允许达到2.5MPa时制造要求愈高。
4、所选用的阻火器其稳定阻火速度应大于安装位置可能达到的火焰传播速度。
5、与燃烧器连接的可燃气体输送管道，在无其他防回火设施时应设置阻火器。工业易燃气体阻火器结构原理的使用有哪些特点?
1、要考虑当决定一个阻火器是不同位置定位点火的来源，并确定什么是需要保护的。
2、同样重要的是要了解阻火器是否会单保护或成为一个愈大的稳定系统的一部分。
3、同时有几个来源的火点，或多个路径，可能面临火焰同时到来，通常会需要不止一个阻火器。
4、确定提供的阻火器，对于一个既定的位置的阻火器是不可以同时在其他地方使用，这是重要的。

三 工业易燃气体阻火器结构原理选型
在一定的条件下，合适的阻火器能起到有效阻止火焰传播的作用，但是，每种阻火器都有其特定的工作范围，超出其工作范围,就无法保证阻火效果，因此需要对阻火器进行选型。选型中首先需要确定阻火器的使用位置、介质类型(爆炸级别)以及操作工况(压力、温度)等三项基本因素。然后根据阻火器的使用场所进行管道/管端阻火器的划分，根据安装位置、介质类型和操作工况确定燃烧工况，完成阻火器初步选型。在初步选型确认的基础上，根据其他参数，诸如阻火器连接方式、阻火器通气量、阻火器*大允许压降、阻火器壳体/阻火芯材质、设计标准、同心/偏心设计以及是否需要伴热夹套等具体要求，*终完成阻火器选用。在以上阻火器选用涉及的参数中,工况简单的可以根据工艺直接确定，而实际工程设计中工况都比较复杂,介质通常为气体混合物,燃烧工况也复杂多样,因此,阻火器的选用需要慎重考虑。这里仅介绍两种影响因素：

1.介质类型：GB 50058《爆炸危险环境电力装置设计规范》第3.4.1中规定:爆炸性气体混合物应按其*大试验安全间隙(MESG)或*小点燃电流比(MICR)分级。通常，阻火器选用过程中对介质类型的确定一般按照介质MESG值来划分。根据GB 3836.11《爆炸性环境用防爆电气设备第11部分:由隔爆外壳“d”保护的设备》，在标准规定的试验条件下，空腔内所有浓度的被试验气体或蒸汽与空气的混合物点燃后，通过25mm长的火焰通路均不能点燃外部爆炸性混合物的内空腔两部分之间的*大间隙。不同的气体介质有不同的MESG值，EN ISO16852《阻火器性能要求、测试方法和使用限制》将爆炸性气体混合物按其MESG值划分为ⅡA1、IA、IB1、IB2、IB3、ⅡB、ⅡC等7个爆炸等级1，见表1。表1 爆炸级别与气体混合物MESG值对照
不同爆炸级别的介质危险程度不同,对应的阻火器产品也不同。气体介质的MESG值越小,相应阻火器的使用工况越严苛,阻火器设计难度和成本越高。因此,在阻火器选型之前,确认气体介质的MESG值尤为重要。
2.燃烧工况：

在管道足够长且燃烧足够快的条件下，火焰会依次经历爆燃、不稳定爆轰、稳定爆轰等几个燃烧阶段(图3)。低压爆燃阶段，速度一般可达到112m/s，压力为0.1MPa;中压爆燃阶段，速度一般可达到20Om/s，压力为0.4MPa;高压爆燃阶段，速度一般可达到30Om/s，压力为2MPa;爆轰阶段，速度一般可达到1900m/s,压力为3.5MPa;过度爆轰阶段,速度一般可达到2300m/s,压力为21MPa;稳定爆轰阶段,速度一般可达到1830m/s，压力为35MPa。这是由于燃烧过程中产生“压升”现象，当点燃充满可燃气体的水平管道的一端时，火焰首先传向管壁，然后迅速向还未引燃的气体传播，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，因而产生“压升”。火焰前端气体被压缩，密度增加，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地“压升”。

工业易燃气体阻火器结构原理

通常，如果阻火器距火源较远，那么火焰爆燃可能就会转变为爆轰火焰前端压力增加会导致管道内的危险系数大大增加，同时对阻火器的阻火和耐压能力要求也更为严苛。若选用了错误的阻火器，将会成为安全生产的重大隐患,因此，必须严格根据燃烧工况选择阻爆燃型或阻爆轰型的阻火器。不过在实际工程应用中,由于混合介质较为复杂,管道情况和火焰点位置都难以确定,无法对不同条件下的阻火器选型作出明确的规定,通常需通过运用标准和积累的工程经验进行具体分析。
一般在运输可燃气体的管道内都会安装阻火器，作用是保护管道内的稳定，那么大家知道管道阻火器有哪些种类吗?根据不同的分类方式可以有很多的种类，可以根据使用场所、结构和性能来进行分类，常见的种类有放空阻火器、金属网型阻火器、液封型阻火器、板型阻火器、充填型阻火器、波纹型阻火器等等。

阻火器是储罐中重要的一个部分，作用很大，是防止火势蔓延的一个稳定设备，当然，想要确定该设备的阻火效果，那么就需要对其进行测试，如果达到测试的标准那么就是稳定的。但是对阻火器进行测试鉴定的要求，世界各国不尽相同，另外，除了设备的质量要之外，选用的时候也不能选错，根据所要安装的实际情况来进行设备的选择，那么大家知道具体的选用原则是什么吗?
另外需要注意的是，由于管道中的弯头对火焰传播会起加速作用，因此，在阻火器的选型过程中要充分考虑这一因素。当弯头数量超过1个时,燃烧工况就变得较为复杂，需要模拟管线的真实情况，通过试验来确定。若无试验条件，为安全起见，一般要求选用爆轰型阻火器。因此，在工艺允许的条件下,应尽量减少火源与阻火器之间的弯头数量。