阻火器性能及工作原理

只只熊

阻火器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。阻火器通常安装在输送或排放易烯易爆气体的储罐和管线上。如火炬，加热燃烧系统，石油气体回收系统或其它易燃气体系统。阻火器适用于储存闪电低于28℃的甲类油品和闪点低于60℃的乙类油品，如汽油、煤油、轻柴油、原油、苯、甲苯等油品及化工原料的储罐；阻火器常见的分类有：管道阻火器、防爆阻火器、储罐阻火器、氢气阻火器、天然气阻火器。
阻火器性能
　　主要性能:1、阻爆性能合格,连续13次阻爆性能试验每次均能阻火。2、耐烧性能合格，耐烧试验1小时无回火现象。3、壳体水压试验合格。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。
　 阻火器主要由壳体和滤芯两部分组成。壳体应具有足够的强度，以承受爆炸产生的冲击压力。滤芯是阻止火焰传播的主要构件，常用的有金属网滤芯和波纹型滤芯两种。金属网型滤芯用直径0.23~0.315mm的不锈钢或铜网，多层重叠组成。目前国内的阻火器通常采用16~22目金属网，为4~12层。
　 波纹型滤芯用不锈钢、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。
阻火器工作原理
　　关于阻火器的工作原理,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。
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。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。
2 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。
3 最大实验安全间隙—MESG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程度时,经通道移走的热量足以将温度降到可燃物燃点以下,使火焰熄灭。或由器壁效应解释,当通道窄到一定程度时,自由基与管道壁的碰撞占主导地位,自由基大量减少,燃烧反应不能继续进行。因此,把在一定条件下(0. 1 MPa ,20 ℃) 刚好能够使火焰熄灭的通道尺寸定义为“最大实验安全间隙”(MESG,Maximum Experimental Safe Gap) 。阻火元件的通道尺寸是决定阻火器性能的关键因素,不同气体具有不同的MESG值。因此,在选择阻火器时, 应根据可燃气体的组成确定其MESG值。在具体选择时,又根据MESG值将气体划分为几个等级。目前国际上经常采用两类方法。一是美国全国电气协会(NEC) 的分类法,它根据气体的MESG值将气体分为四个等级(A ,B ,C ,D) ;另一类是国际电工协会( IEC) 的方法,它也将气体分为四个等级( IIC , IIB , IIA 及I) 。两种标准划分的各类气体的MESG 值及测试气体如表1所示。 　　表1 两种MESG分类标准 　　NEC IEC MESG/ mm 测试气体 　　A IIC 0. 25 乙炔 　　B IIC 0. 28 氢气 　　C IIB 0. 65 乙烯 　　D IIA 0. 90 丙烯 　　G M I 1. 12 甲烷 　　这样,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。