阻火器,又被稱(chēng)作防火器或隔火器,是一種在工業(yè)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產(chǎn)生的火焰進(jìn)入管道,從而蔓延至整個(gè)設備產(chǎn)生危害的一種裝置。阻火器用于工業(yè)的歷史非常悠久,最早可以追溯至上世紀20年代,當時(shí)就已經(jīng)被運用于石油工業(yè)。隨著(zhù)工業(yè)的進(jìn)展腳步迅速向前,煤礦、鐵路、化工、采運等工業(yè)系統也已廣泛運用阻火器,并發(fā)揮著(zhù)重大作用。
為什么阻火器能夠阻火,這是因為阻火器是由許多能夠透過(guò)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(jiǎn)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(guò)氣體的細小管道和細小空隙,當火焰進(jìn)入到細小管道后,形成了微小的火焰流;鹧媪鹘佑|到通道進(jìn)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,但卻并不是主要原因。
器壁效應才是阻火器阻止火焰的最主要原因。器壁效應是一種復雜的化學(xué)反應,通過(guò)器壁效應,造成無(wú)法讓火焰繼續傳播的效果。
阻火器是現代工業(yè)中不可缺少的阻火裝置。雖然它為現代工業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了許多方便,但是它卻并不是一個(gè)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(shí)就已經(jīng)將阻火器運用到石油工業(yè)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(yè)系統的運作中被廣泛應用,并具有十分重要的影響。
業(yè)內流傳著(zhù)一句很經(jīng)典的話(huà):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(shí)又可以降低阻火器的價(jià)格,達到安全和經(jīng)濟兼得的目的。因此,可見(jiàn)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(lái)說(shuō),當到達阻火器的火焰速度低于聲速時(shí),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(shí),應該選擇阻爆轟型阻火器。
雖然兩者名字只差兩個(gè)字,但是在構造上卻是千差萬(wàn)別的。在價(jià)格上,阻爆轟型阻火器要比阻爆燃型阻火器價(jià)格高許多。在阻爆轟型阻火器中,價(jià)格越高,使用的元件的就越高級,構造越是復雜。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(jīng)濟的特點(diǎn)。
阻火器(又名防火器、隔火器) 是用來(lái)阻止易燃氣體和易燃液體蒸氣的火焰蔓延的安全裝置。早在1928 年阻火器已被應用于石油工業(yè), 以后隨著(zhù)工業(yè)發(fā)展廣泛用于化學(xué)工業(yè)、煤礦、水運、采油、鐵路運輸、煤氣輸送管網(wǎng)及油氣回收系統等。
1 阻火器的阻火機理
大多數阻火器是由能夠通過(guò)氣體的許多細小通道或孔隙的固體材質(zhì)所組成, 對這些通道或孔隙要求盡量小, 小到能使火焰被熄滅;鹧婺軌虮幌绲臋C理是傳熱作用和器壁效應。
1.1 傳熱作用
阻火器是由許多細小通道或孔隙組成的, 當火焰進(jìn)入這些細小通道后, 就形成許多細小的火焰流。由于通道的傳熱面積大, 火焰通過(guò)通道壁進(jìn)行熱交換后, 溫度下降, 達到一定程度火焰可以熄滅。根據英國羅卜爾(M ·Roper) 對波紋型阻火器進(jìn)行的試驗表明, 當把阻火器材料的導熱性提高460 倍時(shí), 其熄滅直徑僅改變216%。這說(shuō)明材質(zhì)問(wèn)題是次要的。也就是說(shuō)傳熱作用是熄滅火焰的一種原因, 但不是主要的原因。
1.2 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不是分子間直接作用的結果, 而是在外來(lái)能源(熱能、輻射能、電能、化學(xué)能等) 的激發(fā)下, 使分子鍵受到破壞, 產(chǎn)生具備反應能力的分子(稱(chēng)為活性分子) , 這些活性分子發(fā)生化學(xué)反應時(shí), 首先分裂為十分活潑而壽命短促的自由基;瘜W(xué)反應是靠這些自由基進(jìn)行的。自由基與另一分子作用的結果除了生成物之外, 還能產(chǎn)生新的自由基。這些新的自由基反復地反應, 又消耗又生成, 不斷地進(jìn)行下去。由此可知易燃混合氣體自行燃燒(在開(kāi)始燃燒后, 沒(méi)有外界能源的作用) 的條件是: 新產(chǎn)生的自由基數等于或大于消失的自由基數。
隨著(zhù)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撞幾率反而增加, 這樣就促使自由基反應減低。當通道尺寸減少到某一數值時(shí), 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。因此器壁效應是阻止火焰的主要機理。
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: 安裝在排氣管的端部;
管道阻火器: 安裝在管道中間位置。
2.3 阻火器按阻止火焰速度選型
阻爆燃型阻火器: 能阻止以亞音速傳播的爆炸火焰通過(guò);
阻爆轟型阻火器: 能阻止以沖擊波為特征、以超音速傳播的爆炸火焰通過(guò)。
2.4 阻火器按氣體分級選型:
適用于I 級氣體的阻火器;
適用于IIA 級氣體的阻火器;
適用于IIB 級氣體的阻火器;
適用于IIC 級氣體的阻火器( 氣體分級見(jiàn)HGJ 21289)。
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燃氣阻火器
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