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阻火器工作原理

發布時間:2021/1/7 

 阻火器 ,又被稱作防火器或隔火器 ,是一種在工業中被廣泛應用的設備 。阻火器是一種用于組織易燃液體、易燃氣體和易燃蒸汽産生的火焰進入管道 ,從而蔓延至整個設備産生危害的一種裝置 。阻火器用于工業的曆史非常悠久 ,最早可以追溯至上世紀20年代 ,當時就已經被運用于石油工業 。隨著工業的進展腳步迅速向前 ,煤礦、鐵路、化工、采運等工業系統也已廣泛運用阻火器 ,並發揮著重大作用 。
 
 爲什麽阻火器能夠阻火 ,這是因爲阻火器是由許多能夠透過氣體的細小管道和細小空隙的材料組成的 ,這些管道和空隙由于極其微小 ,因此可以阻隔火焰 ,能使火焰熄滅 。簡而言之 ,阻火器的工作機理就是傳熱作用也器壁效應 。
 
 阻火器的傳熱作用 ,就是指透過氣體的細小管道和細小空隙 ,當火焰進入到細小管道後 ,形成了微小的火焰流 。火焰流接觸到通道進行了冷熱交流 ,使得溫度下降 ,便可使火焰熄滅 。傳熱作用是熄火的一種原因 ,但卻並不是主要原因 。
 
 器壁效應才是阻火器阻止火焰的最主要原因 。器壁效應是一種複雜的化學反應 ,通過器壁效應 ,造成無法讓火焰繼續傳播的效果 。
阻火器是現代工業中不可缺少的阻火裝置 。雖然它爲現代工業的發展帶來了許多方便 ,但是它卻並不是一個新鮮事物 。阻火器的誕生最早可以追溯到上世紀20年代 ,當時就已經將阻火器運用到石油工業中 。如今 ,阻火器的用途早已拓寬 ,在化工、采運、煤礦、鐵路等工業系統的運作中被廣泛應用 ,並具有十分重要的影響 。
 
 業內流傳著一句很經典的話:阻火器一定要設置在合適的位置 ,只有這樣才能做到保證安全 ,同時又可以降低阻火器的價格 ,達到安全和經濟兼得的目的 。因此 ,可見阻火器的位置對阻火器的選型是具有一定影響的 。
 
 所謂的阻火器的位置對阻火器選型的影響 ,指的是火源與阻火器之間的位置差別 ,由于距離的不同 ,使得對阻火器選型造成的不同 。通常來說 ,當到達阻火器的火焰速度低于聲速時 ,應該選擇阻爆燃型阻火器 。到達阻火器的火焰速度等于和高于聲速時 ,應該選擇阻爆轟型阻火器 。
 
 雖然兩者名字只差兩個字 ,但是在構造上卻是千差萬別的 。在價格上 ,阻爆轟型阻火器要比阻爆燃型阻火器價格高許多 。在阻爆轟型阻火器中 ,價格越高 ,使用的元件的就越高級 ,構造越是複雜 。因此 ,設在合適的位子 ,才能使阻火器達到最好的使用效果 ,凸顯出安全又經濟的特點 。
阻火器(又名防火器、隔火器) 是用来阻止易燃气体和易燃液体蒸气的火焰蔓延的安全装置 。早在1928 年阻火器已被应用于石油工业, 以后随着工业发展广泛用于化学工业、煤矿、水运、采油、铁路运输、煤气输送管网及油气回收系统等 。
 

1 阻火器的阻火機理
  大多数阻火器是由能够通过气体的许多细小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小, 小到能使火焰被熄灭 。火焰能够被熄灭的机理是传热作用和器壁效应 。
1.1 傳熱作用
  阻火器是由许多细小通道或孔隙组成的, 当火焰进入这些细小通道后, 就形成许多细小的火焰流 。由于通道的传热面积大, 火焰通过通道壁进行热交换后, 温度下降, 达到一定程度火焰可以熄灭 。根据英国罗卜尔(M ·Roper) 对波纹型阻火器进行的试验表明, 当把阻火器材料的导热性提高460 倍时, 其熄灭直径仅改变216% 。这说明材质问题是次要的 。也就是说传热作用是熄灭火焰的一种原因, 但不是主要的原因 。
1.2 器壁效應
  根据燃烧与爆炸连锁反应理论, 认为燃烧与爆炸现象不是分子间直接作用的结果, 而是在外来能源(热能、辐射能、电能、化学能等) 的激发下, 使分子键受到破坏, 产生具备反应能力的分子(称为活性分子) , 这些活性分子发生化学反应时, 首先分裂为十分活泼而寿命短促的自由基 。化学反应是靠这些自由基进行的 。自由基与另一分子作用的结果除了生成物之外, 还能产生新的自由基 。这些新的自由基反复地反应, 又消耗又生成, 不断地进行下去 。由此可知易燃混合气体自行燃烧(在开始燃烧后, 没有外界能源的作用) 的条件是: 新产生的自由基数等于或大于消失的自由基数 。
  随着阻火器通道尺寸的减小, 自由基与反应分子之间碰撞几率随之减少, 而自由基与通道壁的碰撞几率反而增加, 这样就促使自由基反应减低 。当通道尺寸减少到某一数值时, 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 。因此器壁效应是阻止火焰的主要机理 。
 

2 阻火器的選型
2.1 阻火器按用途選型:
  阻火器按用途可分儲罐阻火器、加油站阻火器、加熱爐阻火器、火炬阻火器、放空管阻火器、煤氣輸送管阻火器等 。
2.2 阻火器按安裝位置選型
管端阻火器: 安装在排气管的端部;
管道阻火器: 安装在管道中间位置 。
2.3 阻火器按阻止火焰速度選型
阻爆燃型阻火器: 能阻止以亚音速传播的爆炸火焰通过;
阻爆轰型阻火器: 能阻止以冲击波为特征、以超音速传播的爆炸火焰通过 。
2.4 阻火器按氣體分級選型:
适用于I 级气体的阻火器;
适用于IIA 级气体的阻火器;
适用于IIB 级气体的阻火器;
适用于IIC 级气体的阻火器( 气体分级见HGJ 21289) 。

 
管道放空阻火器
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礫石阻火器
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不鏽鋼阻火器
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天然氣阻火器
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石油儲罐阻火器
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管道阻火器
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燃氣阻火器
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