阻火器又名防火器，阻火器的作用是防止外部火焰竄入存有易燃易爆氣體的設備、管道內或阻止火焰在設備、管道間蔓延。
基本介紹
- 中文名：管道波紋阻火器
- 作用：防止外部火焰竄入有易燃氣體設備
- 主要性能：阻爆性能合格
- 工作原理：基於傳熱作用,基於器壁效應
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器具介紹
阻火器是用來阻止易燃氣體，液體的火焰蔓延和防止回火而引起爆炸的安全裝置。
阻火器通常安裝在輸送或排放易燃易爆氣體的儲罐和管線上。如火炬，加熱燃燒系統，石油氣體回收系統或其它易燃氣體系統。
阻火器適用於儲存閃點低於28℃的甲類油品和閃點低於60℃的乙類油品，如汽油、煤油、輕柴油、原油、苯、甲苯等油品及化工原料的儲罐；
分類
型號： ZGB-1口徑：50-300mm 壓力(MPa)：0.6~5.0 材質：碳鋼、不鏽鋼 ZGB-1新型波紋石油儲罐阻火器適用於管道、閃點低於28℃的甲類、油品、氫氧液化類和閃點低於60℃的煤油、柴油、甲笨、原油等，可與呼吸閥配套使用，又可單獨使用，內浮頂油罐通氣管上，加油站地下油罐通氣管上。 | 波紋阻火器 |
型號： HGS07口徑：15-200mm壓力： 2.5MPa / 4.0MPa 材質：碳鋼、不鏽鋼 HGS07型網型阻火器適用於儲存閃點低於28℃的甲類油品和閃點低於28℃的乙類油品，也適用地儲存物料以氮氣封頂的拱頂罐上，礫石阻火器與網型原理同上，用在管道上。與呼吸閥、呼吸人孔配套使用，亦可單獨使用。 | 網型阻火器 |
型號： ZGB-2口徑：50-250mm壓力：材質：碳鋼、不鏽鋼 ZGB-2（全天候）型抽屜式波紋阻火器是用於安裝原油、汽油、煤油、柴油、芳烴、硫等各類油品或其它化工物料的固定頂式儲罐上，通常與呼吸閥配套使用，其主要功能是允許易燃易爆的氣體通過，對外界傳入儲罐的火焰起有阻止與窒息作用。該阻火器可以與通氣管配套或單獨使用，其它規格產品可按用戶要求提供。 | 抽屜式波紋阻火器 |
型號： ZGB-1口徑：15-300mm 壓力(MPa)：0.6~5.0 材質：碳鋼、不鏽鋼 輸送可燃性氣體的管道上，火炬系統，油氣回收系統、加熱爐燃料氣的網管上，空氣淨化通化系統，氣體分析系統，煤礦瓦斯排放系統、腐蝕性可燃系統 | 阻爆燃型管道阻火器 |
型號： FPV-XT、FP-XT口徑：15-500mm壓力： 2.5MPa / 4.0MPa 材質：不鏽鋼 /銅 FP-XT型氧氣管道阻火器和FPV-XT型氧氣管道閥門前、後阻火器是採用特種銅合金和不鏽鋼焊接而成。可以有效地防止氧氣管道閥門在突然開啟時易形成的“絕熱壓縮”，局部溫度驟升，成為著火能源；可以防止在閥門前後壓差作用下，高速運動的物質微粒（如鐵鏽、粉塵、焊渣等）與閥後管道摩擦、撞擊產生火花而成為著火能源。阻火器的使用可以迅速阻斷火源，杜絕管道中燃爆事故的發生。 | 氧氣管道阻火器 |
型號： FPB口徑：15-250mm壓力：PN16-PN25材質：碳鋼、不鏽鋼 | 天燃氣阻火器 |
阻火器性能
主要性能:1、阻爆性能合格,連續13次阻爆性能試驗每次均能阻火。2、耐燒性能合格，耐燒試驗1小時無回火現象。3、殼體水壓試驗合格。結構合理，重量輕、耐腐蝕。易檢修，安裝方便。阻
火器芯子採用不鏽鋼材料, 耐腐蝕易於清洗。
阻火器主要由殼體和濾芯兩部分組成。殼體應具有足夠的強度，以承受爆炸產生的衝擊壓力。濾芯是阻止火焰傳播的主要構件，常用的有金屬網濾芯和波紋型濾芯兩種。金屬網型濾芯用直徑0.23~0.315mm的不鏽鋼或銅網，多層重疊組成。目前國內的阻火器通常採用16~22目金屬網，為4~12層。
波紋型濾芯用不鏽鋼、銅鎳合金、鋁或鋁合金支撐。波紋型阻火器能阻止爆燃的猛烈火焰，並能承受相應的機械和熱力作用，流動阻力小，易於清洗和更換。
工作原理
關於阻火器的工作原理,目前主要有兩種觀點:一是基於傳熱作用;一是基於器壁效應。
傳熱作用
燃燒所需要的必要條件之一就是要達到一定的溫度,即著火點。低於著火點,燃燒就會停止。依照這一原理,只要將燃燒物質的溫度降到其著火點以下,就可以阻止火焰的蔓延。當火焰通過
阻火元件的許多細小通道之後將變成若干細小的火焰。設計阻火器內部的阻火元件時,則儘可能擴大細小火焰和通道壁的接觸面積,強化傳熱,使火焰溫度降到著火點以下,從而阻止火焰蔓延。
器壁效應
燃燒與爆炸並不是分子間直接反應,而是受外來能量的激發,分子鍵遭到破壞,產生活化分子,活化分子又分裂為壽命短但卻很活潑的自由基,自由基與其它分子相撞,生成新的產物,同時也產生新的自由基再繼續與其它分子發生反應。當燃燒的可燃氣通過阻火元件的狹窄通道時,自由基與通道壁的碰撞幾率增大,參加反應的自由基減少。當阻火器的通道窄到一定程度時,自由基與通道壁的碰撞占主導地位,由於自由基數量急劇減少,反應不能繼續進行,也即燃燒反應不能通過阻火器繼續傳播。
MESG值
火焰通過阻火元件的細小通道並在通道內降溫。當火焰被分割小到一定程度時,經通道移走的熱量足以將溫度降到可燃物燃點以下,使火焰熄滅。或由器壁效應解釋,當通道窄到一定程度時,自由基與管道壁的碰撞占主導地位,自由基大量減少,燃燒反應不能繼續進行。因此,把在一定條件下(0. 1 MPa ,20 ℃) 剛好能夠使火焰熄滅的通道尺寸定義為“最大實驗安全間隙”(MESG,Maximum Experimental Safe Gap) 。阻火元件的通道尺寸是決定阻火器性能的關鍵因素,不同氣體具有不同的MESG值。因此,在選擇阻火器時, 應根據可燃氣體的組成確定其MESG值。在具體選擇時,又根據MESG值將氣體劃分為幾個等級。目前國際上經常採用兩類方法。一是美國全國電氣協會(NEC) 的分類法,它根據氣體的MESG值將氣體分為四個等級(A ,B ,C ,D) ;另一類是國際電工協會( IEC) 的方法,它也將氣體分為四個等級( IIC , IIB , IIA 及I) 。兩種標準劃分的各類氣體的MESG 值及測試氣體如表1所示。
表1 兩種MESG分類標準
NEC IEC MESG/ mm 測試氣體
A IIC 0. 25 乙炔
B IIC 0. 28 氫氣
C IIB 0. 65 乙烯
D IIA 0. 90 丙烯
G M I 1. 12 甲烷
這樣,在選用阻火器時,即可在設計規定使用的規範中首先查出所用可燃氣體的等級,然後根據該組氣體對應的MESG 值來選擇相應的阻火元件。
型號
一般分為兩類：
一類是用於大型氫氣管道的阻火器。這種阻火器採用法蘭連線。按管道的內徑來命名規格：DN15,DN20,DN25,DN40,DN50,DN80,DN100,DN150,DN200,DN250等幾種規格。
第二類是用於氫氣瓶的阻火器。一般有三種：
第一種是接氫氣瓶的（一頭是螺紋M16*1.5，一頭是Φ8或Φ10皮接頭);
第二種是兩端帶螺紋(M16*1.5)的;氫氣瓶阻火器
第三種是兩端均帶皮接頭（Φ8或Φ10)
阻火器分為防爆型、耐燒型和防震型三種。設於油罐頂部與機械呼吸閥串聯安裝的阻火器通常為防爆型。
維修與保養
原則
1)、 為了確保阻火器的性能達到使用目的，在安裝阻火器前，必須認真閱讀廠家提供的說明書，並仔細核對標牌與所裝管線要求是否一致。
2)、 阻火器上的流向標記必須與介質流向一致。
3)、 每隔半年應檢查一次。檢查阻火層是否有堵塞、變形或腐蝕等缺陷。
4)、 被堵塞的阻火層應清洗乾淨，保證每個孔眼暢通，對於變形或腐蝕的阻火層應更換。
5)、 清洗阻火器芯件時，應採用高壓蒸汽、非腐蝕性溶劑或壓縮空氣吹掃，不得採用鋒利的硬體刷洗。
6)、 重新安裝阻火層時，應更新墊片並確認密封面已清潔和無損傷，不得漏氣。
一般選用原則
所選用的阻火器，其安全阻火速度應大於安裝位置可能達到的火焰傳播速度。
與燃燒器連線的可燃氣體輸送管道，在無其它防回火設施時，應設阻火器。
阻止以亞音速傳播的火焰，應使用阻爆燃型阻火器，其安裝位置宜靠近火源;
阻止以音速或超音速傳播的火焰應使用阻爆轟型阻火器，其安裝位置應遠離火源。
不同公稱直徑的阻爆轟型阻火器，所要求的距火源最小安裝距離見表。
在寒冷地區使用的阻火器，應選用部分或整體帶加熱套的殼體，也可採用其它伴熱方式。
在特殊情況下，可根據需要選用設有沖洗管、壓力計、溫度計、排污口等接口的阻火器。
安裝於管端的阻火器， 當公稱直徑小於D N5 0時宜採用螺紋連線; 當公稱直徑大於或等於DN50時，應採用法蘭連線。
安裝於管道中的阻火器，應採用法蘭連線。
安裝於管端的阻火器，應帶有可自動開啟的防雨通風罩。
儲罐之間氣相連通管道各支管上的阻火器應選用阻爆轟型。
儲罐頂部的油氣排放管道，應在與罐頂的連線處選用阻爆轟型阻火器。
儲罐頂部保護性氣體及油氣排放管道的集合管上應選用阻爆轟型阻火器。緊急放空管應設定
阻爆燃型阻火器。
裝卸設施的油氣排放 ( 或回收)總管與各支線的氣相管道之間應設定阻爆轟型阻火器。
可燃氣體放空管道在接入火炬前，若設定阻火器時，應選用阻爆轟型阻火器。
材質
安裝於管端的阻火器殼體，宜採用鑄鐵和含鎂量不大於 0 . 5 % 的鑄鋁合金，也可按設計要求採用其它材料:
安裝於管道中的阻火器殼體，應採用鑄鋼或碳鋼焊接，也可按設計要求採用其它材料;
阻火層芯件和安裝於管道中的阻火器芯殼及芯件壓環應採用不鏽鋼;
安裝於管端的阻火器芯殼及芯件壓環，宜採用鑄鐵或鑄鋁。
測試的要求
阻火器的性能是否能達到預期的效果，起到阻火的作用，必須對阻火器進行測試。
阻火器除具備有一定的機械強度外，還要經過阻爆和耐燒的試驗，並應達到試驗標準的要求。
阻爆試驗即在一定距離內將試驗裝置內的可燃氣體點燃，所產生的火焰或火花不能穿過阻火器而被阻止和熄滅，這種試驗稱為阻爆試驗。
耐燒試驗是在沒有回燃的條件下，可燃氣體火焰通過阻火層並在阻火層上面持續燃燒。阻火層能夠承受一定時間的火焰燃燒而不被燒壞，這種試驗稱為耐燒試驗。
阻火器根據使用的目的，可以同時具有阻爆性能和耐燒性能，也可以只具有阻爆性能或耐燒性能。因此阻火器的阻爆性能和耐燒性能是對阻火器進行測試鑑定的主要項目。沒有進行過這種測試鑑定的阻火器是不能使用的。
測度標準
對阻火器進行測試鑑定的要求，世界各國不盡相同，現將幾個國家對阻火器測試要求的情況簡介如下：
（1） 英國消防研究部門要求阻火器應具備阻爆和耐燒兩種性能。測試阻火器的介質不能使用氫氣和乙炔氣體，規定使用丙烷。阻火器耐燒時間要求2小時。
（2） 西德 國家標準規定，對於容量大於1000升的儲罐上用的阻火器必須具備阻爆和耐燒兩種性能。試驗介質不能用氫氣和乙炔氣體，要求阻火器耐燒時間為2小時。
（3） 蘇聯 對阻火器要求具備阻爆和耐燒兩種性能。試驗用的介質即為阻火器使用時的介質。阻火器耐燒時間要求為2小時。
（4） 日本對阻火器要求進行阻爆和耐燒性能的試驗，試驗介質可用已烷氣體。
（5） 美國 於1936年制定石油及汽油儲罐阻火器測試國家標準，後又經過幾次修訂。標準要求石油儲罐上的阻火器應具備阻爆和耐燒兩種性能。
主要用途
1、輸送可燃性氣體的管道上。
2、火炬系統。
3、油氣回收系統。
4、加熱爐燃料氣的管網上。
5、氣體淨化通化系統。
6、氣體分析系統。
7、煤礦瓦斯排放系統。
8、易燃易爆溶劑系統（如反應釜及儲罐放空口等）。
零部件材料
閥體材料 | 碳鋼WCB、不鏽鋼304、304L、316、316L |
阻火芯件材料 | 不鏽鋼防爆阻火波紋板 |
密封件材料 | 耐油石棉橡膠、四氟PTFE |
環境溫度℃ | ≤480 |
公稱壓力(MPa) | 0.6～5.0 |
防爆級別 | BS5501∶ⅡA、ⅡB、ⅡC |
