阻火器在燃气管道上的应用

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1、阻火器在燃气管道上的应用唐闻(中国石油天然气管道工程有限公司上海分公司)摘要放空系统设置阻火器的必要性，阻火器的分类原理，阻火器的选用，阻火器的安装。关键词阻火器原理选用安装一、天然气放空系统上设置阻火器的必要性阻火器通常被安装在燃气设备进、出口处或管道上，它允许介质流通，但是阻止火焰通过。天然气站场的放空系统在通常情况下是安全的，这是因为在一般情况下，管道所输送的天然气浓度高于爆炸极限,且不与外界火源接触。但是在某些特殊的意外条件下，例如因施工不当、地震、年久失修或英它不可预见的意外事故，就有可能造成管道某处的破裂，在管道破裂处造成局部压力降，引起外界空气进入管道，

2、使下游管道内的天然气与空气混合。当该预混气达到爆炸极限时就具备了产生回火和导致爆炸灾害的必要条件。如果能在管网中适当的部位安装阻火器，上述事故就可以得到有效扼制叭当天然气站场的火炬正常运行时，燃烧气体的外喷速度远远大于火焰冋窜速度，火炬系统所使用的高速喷嘴，本身就能起到阻止回火的作用。但是在火炬系统装置开工或者停工阶段，当物料流量低于要求值时，既存在回火的可能性。所以，单是高速喷嘴不能百分之百保证装置安全,必须要结合阻火器。二、阻火器的分类及原理1•分类1•性能(1)阻爆燃性阻火器:用于阻止亚声速传播的火焰蔓延。(2)阻爆轰性阻火器:用于阻止声速和超声速传播的火焰蔓延

3、。2.使用场所(1)放空阻火器:安装在站场或阀室的放空管道上，用以防止外部火焰传入管道，分为管端型和普通型。管端型:一端与大气相通，为防止灰尘或雨水进入阻火器,顶部安装防风雨帽。管端型放空阻火器为阻爆燃型。普通型:两端与管道相连,通过下游管道与大气相通。分为阻爆燃型和阻爆轰型。(2)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。分为阻爆燃型和阻爆轰型。3•阻火原理阻火器分上下两个壳体，两个壳体中间设置阻火芯。壳体由铝合金铸造而成，应有足够的强度以防微爆产生的冲击压力。波纹型阻火器的阻火芯是用薄不锈钢波纹帯与平帯共同卷制成盘装，它的

4、阻火能力仅仅取决于阻火芯上由波纹形成的三角形截面孔的大小和阻火层的厚度。目前，机械阻火器的工作原理有两种理论。一种是热理论，机械阻火器常由大量只允许气体，但不允许火焰通过的细小通道或孔隙固定材料组成，当火焰进入这些细小通道后就会形成许多细小火焰流，由于通道或孔隙传热面积相对增大，火焰通过时加速了热交换，使温度迅速下降到着火点以下而使火焰熄灭。另一种是连锁反应理论，可燃气体在外界能源激发作用下，会因分子键受到破坏而产生活化分子，这些具有反应能力的活化分子发生化学反应时，首先分裂成自由基,这些自由基与反应分子碰撞几率随阻火器通道尺寸减小而下降，当通道尺寸减小到火焰最大熄灭

5、直径时，这种器壁效应就为阻止火焰继续传播创造了条件。三、阻火器的性能及选用1•阻火性能参数Q气体熄灭直径。使火焰不能继续传播的阻火器的最大通道直径称为气体熄灭直径。气体熄灭直径大小取决于气体种类，并直接关系到阻火器的阻火性能。在设计阻火器时,应根据可燃气体燃烧速度选取熄灭直径，一般以丙烷为设计参考，这种估算方法对大多数饱和坯和易燃气体适用，但不适用燃烧速度更快的易燃气体。一般来说，阻火层通道或孔隙直径可按气体熄灭直径来选取,但由于爆燃火焰速度远快于标准燃烧速度，因此，在实际设计中，阻火层通道或孔隙直径按半气体熄火直径选収，当然也可通过增加阻火层厚度來提高阻火器效能。阻

6、火层的孔隙大小是影响阻火效能的重要因素，易燃气体熄灭直径大小直接关系到阻火层的孔隙尺寸。熄灭直径可以通过实验来测定，也可以通过熄灭间隙来近似估算，即⑵：心=4.53E：器（1）D（）=l・54d（）（2）式中:山一熄灭间隙,mm;Emin—最小点火能，町；Do—熄灭直径,mm。实验表明，对于波纹型和金属网型阻火器的阻火层，其波纹高度和孔网直径一般不得超过熄灭直径的一半，即：式中:hm—波纹（形状为等腰或等边三角形）高度或网孔直径,伽。经计算，甲烷一空气混合气的标准燃烧速度为0.365m/s,其熄灭直径为3.65伽。用于天然气放空系统的波纹型或金属网型阻火器的阻火层，其

7、波纹高度或孔网直径不得大于1.82nimob）点火距离。在一端开口的管道内，点火方式可以分为靠近开口端点火、靠近闭口端点火或靠近阻火器处点火等3种情形。无论何种点火方式,阻火器内火焰传播速度均取决于可燃气体的性质和点火点与阻火器之间的距离（即点火距离）。在相同的点火距离下，不同性质气体的火焰传播速度并不相同，同一种气体的火焰传播速度随点火距离的增大而迅速提髙。因此,为降低火焰传播速度，应尽可能缩短点火距离。一般来说，点火距离应不超过10m,在某种特殊情况下需要超过10m时，则管道和阻火器应能承受3.5MPa以上的压力，并设有泄爆孔。c）阻火层厚度。对