一、阻火器概述
阻火器又名防火器,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。在石油工业中,阻火器被广泛应用在石油及石油产品的储罐上。当储存轻质石油产品的油罐遇到明火或雷击时,就可能引起火灾。为了防止这种危险的产生而使用阻火器。阻火器也常用在输送易燃气体的管道上。假若易燃气体被引燃,气体火焰就会传播到整个管网。为了防止这种危险的发生,也要采用阻火器。阻火器也可以使用在有明火设备的管线上,以防止回火事故。但它不能阻止敞口燃烧的易燃气体和液体的明火燃烧。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;二是基于器壁效应。
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,自由基与其他分子相撞,生成新的产物,同时也产生新的自由基再继续与其他分子发生反应。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概率增大,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。
典型阻火器见图 6.6.2
二、阻火器分类
阻火器按功能可分为阻爆燃型和阻爆轰型两种。包括波纹阻火器、抽屉式波纹阻火器、氧气管道阻火器、天然气阻火器等。
三、阻火器的选用
(1)阻火器的选用,安全阻火速度应大于安装位置可能达到的火焰传播速度。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,应设阻火器。
(2)阻止以亚音速传播的火焰,应使用阻爆燃型阻火器,其安装位置宜靠近火源。
(3)阻止以音速或超音速传播的火焰应使用阻爆轰型阻火器,其安装位置应远离火源。
(4)不同公称直径的阻爆轰型阻火器,距火源最小安装距离要求。
(5)在寒冷地区使用的阻火器,应选用部分或整体带加热套的壳体,也可采用其他伴热方式。
(6)在特殊情况下,可根据需要选用设有冲洗管、压力计、温度计、排污口等接口的阻火器。
(7)安装于管端的阻火器,当公称直径小于DN50时宜采用螺纹连接;当公称直径大于或等于DN50时,应采用法兰连接。
四、阻火器有关标准规范
GB/T 13347《石油气体管道阻火器阻火性能和试验方法》
GB 5908《石油储罐阻火器》
SH/T 3413《石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收》