阻爆轰型管道阻火器

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阻爆轰型管道阻火器概述

防爆轰型阻火器是用于阻止火焰以音速或超音速通过的阻火器。阻火器是一种适用于封闭空间开口处或管道中的安全设备，其允许流体通过的同时，又能阻止因回火而引起火焰向管道传播、蔓延。主要由阻火层、壳体、垫片、连接件组成。实现阻火器阻火性能的核心是阻火元件，由不锈钢平面钢带和波纹带相互缠绕而成。按照不同的设计要求，阻火元件的直径、数量及三角形孔隙的直径各不相同。

阻爆轰型管道阻火器参数

公称通径：DN15-DN800(1/2"-32")		公称压力：1.0Mpa-4.0Mpa(150LB-300LB)
适用温度：-20℃~180℃		适用介质：甲类、油品、氢氧液化类和闪点低于60℃的原油等
阀门材质：碳钢、不锈钢		阻火芯层：不锈钢
密封圈：金属垫片、聚四氟乙烯、石墨复合垫		螺栓螺母：45#、不锈钢
连接方式：法兰连接(GB/HG/SH/JB/ANSI/DIN)		GB5908-86《石油储罐阻火器阻火性能和试验方法》
可经过第三方检测机构阻火性能及流量压降试验		GB/T13347：2010《石油气体管道阻火器》
HG/T20570.19-95《阻火器的设置》		ISO16852：2016《国际阻火器测试标准》
SH/T3413-99《石油化工石油气管道组获取选用检验及验收》		GB13347-92《石油气体管道阻火器阻火性能和试验方法》

阻爆轰型管道阻火器选型

阻火器选型时应明确以下因素：
- 阻火器公称通径、材质、压力、法兰标准
- 使用位置：确定选择管端还是管道阻火器
- 燃烧传播类型或安装位置：确定选择阻爆燃还是阻爆轰阻火器
- 介质组别：依照最大试验安全间隙值(MESG)进行分类(如下表)，确定与该介质组别对应的阻火器
- 许用压降：考虑压降对流体输运的影响(每个阻火器都有其对应的流量-压降曲线)，选择经济的阻火器系列

结构形式	普通型	防/阻爆燃型	防/阻爆轰型
最大试验安全间隙mm	MESG≥0.9	0.5＜MESG＜0.9	MESG≤0.5
阻火级别	II A	II B	II C
使用场所	储罐、管端放空	放空管、燃气管道	爆轰管道

最大试验安全间隙：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(0.1Mpa,20℃)刚好能够使火焰熄灭的通道尺寸定义为"最大试验安全间隙"。

阻爆轰型管道阻火器原理

阻火器由能够通过气体的许多细小通道孔隙所组成。这些通道或孔隙要求尽量小，小到能使火焰被熄灭。阻火器的原理是传热作用和器壁效应。
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芯的狭窄通道时，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，由于自由基数量急剧减少，反应不能继续进行，即燃烧反应不能通过阻火器继续传播。

阻爆轰型管道阻火器性能特点

1、耐烧性能合格，耐烧试验1小时无回火现象。 2、阻爆性能合格，连续13次阻爆性能试验每次均能阻火。

阻爆轰型管道阻火器流通量及压降曲线

注：流量图是在经过权威机构认证和标定的流量试验装置上所数据绘制，介质取标立空气，密度1.29kg/m3，PN=0.1013Mpa。表中值为参考值，具体准确压降需根据用户提供数据要求重新计算。

阻爆轰型管道阻火器阻火元件

阻火层是通过猝火的方式将火焰扑灭的防火组合元件，由缠绕的波纹状扁平金属带制成，组件分为芯件、芯壳、芯件压环或支承杆。阻火层有两种类型，一个由两个波纹状的条带组成，另一个由波纹状的条带和扁平条带交替缠绕成卷组成。
a)芯件是由不锈钢的平带或波纹带卷制而成的圆形盘，可由单盘、双盘或多个圆形盘组成。
b)芯壳是对芯件定位和提高其机械强度的部件。
c)芯件压环(或支承杆)是用于加强芯件强度，防止芯件被爆炸冲击波破坏的部件。

阻火层阻火元件	阻火层心轴厚度测试	阻火层心轴直径测试
阻火芯框架厚度测试	阻火芯元件直径测试	阻火芯元件厚度测试

阻爆轰型管道阻火器尺寸

DN	25	32	40	50	65	80	100	150	200	250	300
A	160	170	170	175	185	200	210	250	290	320	360
B	130	165	165	200	220	240	280	370	430	480	540
kg	5.5	8	8	9	12	14	17	31	45	55	68

防爆燃型阻火器和防爆轰型阻火器区别

主要看管道内介质的性质和阻火器与火源间的距离，易燃易爆气体根据国标《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》(GB3836.1)可分为I、IA 、IB、IC四种，根据试验也可以得出各种易燃易爆气体的燃烧传播速度，燃烧速度小于音速的为阻爆燃型阻火器，反之为阻爆轰型阻火器。但燃烧速度在管道里面是随时变化的，这个就要看阻火器与火源之间的距离了。有的气体在燃烧时可能速度很小，只有15m/s，这个时候应选用阻爆燃型阻火器，但如果阻火器和火源距离很远的话，火焰在管道内由于传热效应会迅速加速，如果管道足够长，火焰较终会以2000m/s的速度，爆炸压力超过20公斤达到爆震条件。火焰的加速率也会通过弯道，T型口，障碍物和管道交叉部分的变化而增加。那这个时候防爆燃型阻火器就起不到阻燃阻爆的效果了，所以防爆燃阻火器的安装应尽可能靠近火源。有些特殊气体例如LNG和氢气燃烧传播速度很快，超过了音速，就应该选择防爆轰型阻火器。
对于两种阻火器的外形来说，区别不是特别明显，主要的区别在于中道部分和阻火层部分。中道部分根据介质的名称和流量不同，设置的会有大有小，以能达到火焰淬灭的效果。另外阻火层的间隙和层数是不同的，间隙根据介质的MESG值确定，而层数一般根据物料的爆炸级别来，像普通IA级别的气体用双层阻火层就可以了，而有氢气或者天然气的管道，就应该用四层、六层甚至多层的阻火层了。
- 储罐之间气相连通管道各支管上的阻火器应选用防爆轰型阻火器。
- 储罐顶部的油气排放管道，应在与罐顶的连接处选用防爆轰型阻火器。
- 可燃气体放空管道在接入火炬前，若需要设置阻火器时，应选用防爆轰型阻火器。
- 安装在管端的阻火器应选用阻火通气帽，阻火通气帽属于防爆燃型阻火器。
- 装卸设施的油气排放或回收总管与各支线的气相管道之间应设置防爆轰型阻火器。
- 一般防爆燃型阻火器可用在管道中间和管道端部，而防爆轰型阻火器是安装在管道中间。
- 储罐顶部保护性气体及油气排放管道的集合管上应选用防爆轰型阻火器。紧急放空管应设置防爆燃型阻火器。

阻爆轰型管道阻火器安装使用说明

- 该图说明了在环境压力和温度下，在直径约200mm的直管段中充满烃类气体的情况下顺畅燃烧时，火焰前沿通常会发生什么情况。
- 从图中可以看出，火焰以缓慢的爆燃开始(火焰速度＜300m/s)，但加速为快速的爆燃(仍然以亚音速~500m/s的速度)。
- 建议将爆燃阻火器安装在尽可能靠近点火源的位置(碳氢化合物气体在50管径内,氢气在30管径内),对于高于大气压的系统，该距离会减小。
- 然后，火焰经历了从爆燃到爆轰的快速突然转变。在这些条件下，火焰可能会加速到比初始缓慢爆燃(1600m/s)高一个数量级的速度。
- 这代表了火焰前锋和相关压力波的最坏情况，被称为过驱动爆轰或不稳定爆轰。在这种情况下，必须安装适当设计的不稳定阻火器。
- 随着火焰沿管道进一步向下传播，不稳定的爆轰会随着火焰在管道中的进一步传播而降低到较不严重的稳定爆轰。但是，这样的火焰锋可能突然经历进一步转变为不稳定的条件。这些事件是不可预测的，可能是由可能增加系统内部湍流的因素引起的。这些可能包括管道内表面上的粗糙度，突出的垫圈或仪器端口以及由于阀门等导致的弯曲或收缩。由于这种不可预测性，建议在可能发生爆炸的任何管道中安装不稳定的阻爆轰阻火器。

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