石油化工阻火器设计选型分析

石油化工阻火器设计选型分析
阻火器又名防火器、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、管道内或阻止火焰在设备、管道间蔓延。它是用来阻止介质(如氢气，氧气等)火焰向外蔓延的安全装置，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。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，然后根据该组气体对应的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，因为所有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复杂。它是根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，这样就可以阻止火焰的继续燃烧。

GZW，GYW阻爆燃型管道阻火器由芯件和壳体两部分组成，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Y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。

阻火器是用来阻止和易燃液体蒸汽的火焰蔓延的安全装置。一般安装在输送可燃气体的管道中，或者通风的槽罐上，阻止传播火焰（爆燃或爆轰）通过的装置，由阻火芯、阻火器外壳及附件构成。
阻火器是用来阻止和易燃液体蒸汽的火焰蔓延的安全装置。一般安装在输送可燃气体的管道中，或者通风的槽罐上，阻止传播火焰（爆燃或爆轰）通过的装置，由阻火芯、阻火器外壳及附件构成。

石油化工阻火器设计选型分析构造和作用
阻火器主要由壳体和阻火芯两部分组成。壳体应具有足够的强度，以承受爆炸产生的冲击压力。阻火芯是阻止火焰传播的主要构件，常用为波纹型阻火芯。
波纹型阻火芯用不锈钢、铜镍合金、铝或铝合金支撑。波纹型阻火器能阻止爆燃的猛烈火焰，并能承受相应的机械和热力作用，流动阻力小，易于清洗和更换。

石油化工阻火器设计选型分析工作原理:
关于阻火器的工作原理,主要有两种观点:一是基于传热作用;一是基于器壁效应。
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。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,使火焰温度降到着火点以下,从而阻止火焰蔓延。
器壁效应: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。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,反应不能继续进行,也即燃烧反应不能通过阻火器继续传播。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。因此器壁效应是防止火焰的主要机理。

1、我们可以先了解一下“火焰传播”的过程：
在可燃气体混合物中，如果产生一个电火花，由于火花的直接作用和气体的化学反应会使混合物着火，于是就产生了一个氧化反应强烈的发光中心，此中心又称火焰中心。它是一个热量和化学活性粒子（自由原子和自由基）集中的源，把热量和活性粒子供给周围未燃的可燃混合物薄层，致使相邻薄层着火，火焰就这样一步一步地传播。
阻火器内主要由很多具有细孔的金属网组成，这些细孔具有很强烈的散热作用，当火焰通过网孔时，由于壁面散热十分强烈，每通过一层金属网，火焰的热量就不断地被金属网吸收，当热量达到不能使可燃混合气体燃烧时，火焰就熄灭了。

2、目前主要有两种观点：一是基于传热作用；一是基于器壁效应。
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。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，则尽可能化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以下，从而阻止火焰蔓延。
器壁效应：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。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，反应不能继续进行，也即燃烧反应不能通过阻火器继续传播。

石油化工阻火器设计选型分析设备主要性能
1、阻爆性能应符合阻火器连续13次以亚音速火焰试验，每次都能阻止火焰的通过。
2、耐烧性能应符合耐烧试验1小时无回火现象。
3、壳体水压试验应符合水压试验2.4MPa无渗漏。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。

石油化工阻火器设计选型分析适用范围
适用于储存闪点低于60℃，工作温度低于480℃易燃易爆的石油化工产品，如汽油、煤油、轻柴油、甲苯等。根据设备性能和介质特殊性，我们主要将阻火器分为两种型号，即阻爆轰型和阻爆燃型。

石油化工阻火器设计选型分析型号规格写法
例如：公称口径为DN300 法兰等级为PN16 防爆级别为IIB级，碳钢的阻爆燃型管道阻火器
一种是由两个方向折成的波纹型的薄板材料组成，波纹之间分隔成许多小的孔隙和通道，给火焰提供了一条曲曲折折的通道。另一种由波纹薄板和平板交替缠绕在中心轴上，组成一叠带有三角形孔隙阻火层，这种结构的阻火层可以根据设计需要生产不同直径、不同厚度和不同孔隙的波纹阻火层。波纹结构阻火器经测试证明，阻火性能好，使用范围广，制造成本低，易于检查和安装等优点，所以这种结构的阻火器已被广泛使用。储罐波纹阻火器阻火层由几层阻火层组成一个一个整体，但层与层之间不允许留有空隙，以防止火焰由间隙通过。

石油化工阻火器设计选型分析实验方法：
该阻火器径中国科学技术大学与公安部天津消防科学研究所联合测试，其性能符合GB13347-92《石油气管道阻火体器阻火性能和实验方法》的规定.阻火器连续13次以亚音速火焰试验，每次都能阻止火焰的通过，可满足各种不同工艺管道的需要.
石油化工阻火器设计选型分析标准规范：
1、执行标准：GB13347-92《石油气体管道阻火器阻火性能和试验方法》、
2、SH/T3413-99《石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收》、
3、HG/T20570.19-95《阻火器的设置》。

石油化工阻火器设计选型分析结构特点：
1、该阻火器结构合理，重量轻，耐腐蚀，阻爆性能合格
2、连续13次以亚音速火焰试验每次都能阻火。
3、易检修，安装方便。壳体水压试验合格。
4、耐烧性能合格，耐烧试验1小时无回火现象。
5、阻火器芯子采用不锈钢材料，耐腐蚀，易于清洗。
石油化工阻火器设计选型分析选型
石油化工阻火器设计选型分析材质

1、壳体：A216-WCB、铸铝、A351-CF8（304）A351-CF3M（316L）哈氏合金及其他。

2、阻火芯：S30408、S31608、PTFE C-276 。

3、密封件：氟橡胶、PTFE、金属缠绕垫、石墨复合垫 碳纤维。

防爆级别

根据GB 50160-2008<石油化工企业设计防火规范>我们把防爆等级按划分并对应使用介质和型号。