阻火器的设计应用探讨
来源:用户上传
作者:
摘要：本文主要结合目前长输管道输气工程中阻火器的设计应用情况，对阻火器设置的必要性、阻火器在生产运行过程中出现的问题及注意事项进行简要分析，并给出个人见解，以便有助于后续项目的应用。
关键词：阻火器;管道;堵塞
1 阻火器结构及分类
1.1 结构原理
阻火器主要由壳体、组火层、连接件组成。
壳体分上下两部分，壳体强度有防微爆产生的冲击压力的作用。组火层是通过猝灭的方式将火焰扑灭的防回火组合元件，由芯件、芯壳等组成，其中芯件由不锈钢的平带和波纹带卷制而成的圆形盘。
1.2 阻火器分类
1按照阻火器的适用范围，将阻火器分为两大类：a放空阻火器;b管道阻火器;2根据阻火器的阻火性能、组成结构等将放空阻火器和管道阻火器详细分类如下：A按阻火性能：a阻爆轰阻火器（又称防爆炸阻火器）;b阻爆燃阻火器（又称防爆燃阻火器）;c耐燃烧型阻火器（防长时间燃烧阻火器）;B按结构：a充填型阻火器（也称填料型阻火器）;b板型阻火器（分为平行板型和多孔型阻火器）;c金属网型阻火器（已近淘汰）;d液封型阻火器可以用于含有少量固体粉粒的物料体系;e波纹型阻火器，在工程实践应用过程中，波纹型阻火器由于其稳定的性能而得到广泛应用;C按适用的气体介质：a使用于IIA级气体的阻火器;b使用于IIB级气体的阻火器;3使用于IIC级气体的阻火器。
2 工作原理
2.1 基于传热作用
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，应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。
2.2 基于器壁效应
根据连锁反应理论：可燃混合气的燃烧并不是两种分子直接碰撞发生化学反应的结果，而是极少数气体分子受到外来能量的激发，离解为活化分子自由基，自由基与其它分子相撞生成新的产物，从而形成一系列的连锁反应。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，从而扼制火焰向未燃气体传播。
3 阻火器的一般设置规定
3.1 放空阻火器
放空阻火器安装在贮罐或槽车的放空管道上，用以防止外部火焰窜入贮罐或槽车。1石油油品贮罐阻火器的设置按《石油库设计规范》规定执行，阻火性能和试验方法按《石油储罐阻火器阻火性能和试验方法》规定执行;2 化学品的闪点≤43°C的贮罐和槽车，其直接放空管道（含带有呼吸阀的放空管道）上设置阻火器;3贮罐和槽车内物料的最高工作温度高于或等于该物料的闪点时，其直接
放空管道（含带有呼吸阀的放空管道）上设置阻火器。该最高工作温度要考虑到环境的温度变化、日光照射和加热管失控等因素;4可燃气体在线分析设备的放空汇总管道上设置阻火器;5进入爆炸危险场所的内燃机排气口管道上设置阻火器;6其他有必要设置阻火器的场所。
3.2 管道阻火器
1管道阻火器安装在密闭管路系统中，用以防止管路系统一端的火焰蔓延到管路系统的另一端;2输送爆炸性混合气体的管道应考虑可能的事故工况，在接受设备的入口处设置管道阻火器;3输送能自行分解爆炸并引起火焰蔓延的气体物料的管道，在接受设备的入口或由试验确定的阻止爆炸最佳位置上设置管道阻火器;4火炬排放气进入火炬头前应设置阻火器或阻火装置;5其他需设置阻火器的场合。
4 阻火器的设计应用
4.1 阻火器的设计
就长输管道输气工程来说，工艺站场及截断阀室的放空系统中均考虑设置阻火器。根据阻火器的设置规定及选用原则，输气站场及截断阀室放空系统所用阻火器为管道阻火器。阻火器设置在放空火炬/立管的入口管线上，采用法兰连接，起到防止回火的作用。結合阻火器的选用原则及以往的设计经验，放空所用阻火器建议选用防爆轰型，组火层选用阻火性能稳定的波纹型。
4.2 阻火器设置的必要性分析
气体放空发生在雷电天气的情况下，存在闪电触及放空火炬/立管的可能性，闪电触及火炬/立管，会存在较大的安全风险。经查阅相关资料，闪电带来的温度约为17000°C～28000°C之间，天然气的主要成为甲烷，甲烷的引燃温度为538°C，当闪电触及放空火炬/立管时，火炬/立管出口处的天然气存在被点燃的可能性。因此，从安全角度考虑，建议在进放空火炬/立管前的管线上设置阻火器。
4.3 对阻火器堵塞问题的建议
如果阻火器堵塞，当站内放空时，可能会存在超压或无法紧急放空的风险，对站内造成较大的危害。1为解决阻火器堵塞问题，考虑增加阻火器旁通，旁通选用爆破片;2提高对施工吹扫的要求;3建议生产运行单位加强对阻火器的定期检查，避免阻火器的堵塞。
5 结束语
不同类型的阻火器都有其特定的工作范围，只能在一定的条件下起到安全保护作用，并不是任何情况下都能阻止火焰的传播。因此在阻火器的选用过程中，我们要清楚阻火器的阻火原理、分类及选用，确定满足需求的阻火器，从而保证输气站内设备、管道的安全。
参考文献：
[1]GB/T13347-2010.石油气体管道阻火器[S].中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，2011.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14855164.htm
