石油化工石油氣管道阻火器選用分析

阻火器(天然氣阻火器、鑄鋼管道阻火器、不銹鋼管道阻火器、碳鋼管道阻火器):本閥采用四片阻火板,比普通管道阻火器多兩片阻火板,適用于管道、閃點(diǎn)低于28℃的甲類、油品、氫氧液化類和閃點(diǎn)低于60℃的煤油、柴油、甲笨原油等,輸送可燃性氣體的管道上、火炬系列、油氣回收系統(tǒng)、加熱爐燃料氣的管網(wǎng)上、氣體凈化通化系統(tǒng)、氣體分析系統(tǒng)、煤礦瓦斯排放系統(tǒng)。

管道阻火器系新型可燃?xì)怏w管道阻火器,屬更新?lián)Q代的新產(chǎn)品。管道阻火器經(jīng)聯(lián)合測(cè)試,其性能符合GB13347-92《石油氣體管道阻火器阻火性能和試驗(yàn)方法》的規(guī)定。阻火器結(jié)構(gòu)合理,阻火層采用不銹鋼材料制造,耐腐蝕易于清洗。殼體采用不銹鋼,碳鋼及鑄鋼多種材料,可滿足各種不同工藝管道的需要。
 為了防止在非正常條件下火焰沿可燃?xì)怏w的分布方向傳播，避免爆炸災(zāi)害的產(chǎn)生，工業(yè)上常使用阻火器這種安全裝置。阻火器的作用是阻止爆燃或爆轟火焰通過(guò)，但不影響氣體通過(guò)。一個(gè)阻火器能否有效地阻火主要取決于孔隙的大小、孔的長(zhǎng)度(即阻火芯的厚度)和爆炸火焰的傳播度，工業(yè)上比較期望獲得具有低流阻和高阻．性能的阻火器。

一、石油化工石油氣管道阻火器選用分析的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
    目前阻火器的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要有GB5908《石油儲(chǔ)罐阻火器》和GBl3347《石油氣體管道阻火器阻火性能和試驗(yàn)方法》分別規(guī)定了儲(chǔ)罐阻火器和管道阻火器的技術(shù)要求和阻火性能試驗(yàn)方法。國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)主要有歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN12874(Flamean'esters—．Performancerequirements。testmethods and limits for use》和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO16852(Flameattesters—Performance
requirements，testmethodsandlimits for use》，相比之下國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)阻火器的分類更加細(xì)化，相應(yīng)的測(cè)試方法和裝置也不盡相同。目前大多數(shù)的國(guó)外阻火器生產(chǎn)廠家如Amal、Protego等均以EN12874和ISO16852作為產(chǎn)品檢驗(yàn)和測(cè)試的依據(jù)。

 阻火器是用來(lái)阻止和易燃液體蒸汽的火焰蔓延的安全裝置。一般安裝在輸送可燃?xì)怏w的管道中，或者通風(fēng)的槽罐上，阻止傳播火焰（爆燃或爆轟）通過(guò)的裝置，由阻火芯、阻火器外殼及附件構(gòu)成。阻火器常用在輸送的管道上，假若被引燃，氣體火焰就會(huì)傳播到整個(gè)管網(wǎng)。為了防止這種危險(xiǎn)的發(fā)生，就要采用阻火器  阻火。阻火器也可以使用在有明火設(shè)備的管線上，以防止回火事故。但它不能阻止敞口燃燒的和液體的明火燃燒。

02石油化工石油氣管道阻火器選用分析的組成
     阻火器主要由殼體和濾芯兩部分組成。殼體應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以承受爆炸產(chǎn)生的沖擊壓力。濾芯是阻止火焰?zhèn)鞑サ闹饕獦?gòu)件，常用的有金屬網(wǎng)濾芯和波紋型濾芯兩種。金屬網(wǎng)型濾芯用直徑0.23~0.315mm的不銹鋼或銅網(wǎng)，多層重疊組成。國(guó)內(nèi)的阻火器通常采用16~22目金屬網(wǎng)，為4~12層。
      波紋型濾芯用不銹鋼、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，并能承受相應(yīng)的機(jī)械和熱力作用，流動(dòng)阻力小，易于清洗和更換。

03石油化工石油氣管道阻火器選用分析的工作原理
      關(guān)于阻火器的工作原理,主要有兩種觀點(diǎn):一是基于傳熱作用;一是基于器壁效應(yīng)。
1.傳熱作用
      燃燒所需要的必要條件之一就是要達(dá)到一定的溫度,即著火點(diǎn)。低于著火點(diǎn),燃燒就會(huì)停止。依照這一原理,只要將燃燒物質(zhì)的溫度降到其著火點(diǎn)以下,就可以阻止火焰的蔓延。當(dāng)火焰通過(guò)阻火元件的許多細(xì)小通道之后將變成若干細(xì)小的火焰。設(shè)計(jì)阻火器內(nèi)部的阻火元件時(shí),則盡可能擴(kuò)大細(xì)小火焰和通道壁的接觸面積,強(qiáng)化傳熱,使火焰溫度降到著火點(diǎn)以下,從而阻止火焰蔓延。

2.器壁效應(yīng)
      燃燒與爆炸并不是分子間直接反應(yīng),而是受外來(lái)能量的激發(fā),分子鍵遭到破壞,產(chǎn)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(chǎn)物,同時(shí)也產(chǎn)生新的自由基再繼續(xù)與其它分子發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)燃燒的可燃?xì)馔ㄟ^(guò)阻火元件的狹窄通道時(shí),自由基與通道壁的碰撞幾率增大,參加反應(yīng)的自由基減少。當(dāng)阻火器的通道窄到一定程度時(shí),自由基與通道壁的碰撞占主導(dǎo)地位,由于自由基數(shù)量急劇減少,反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行,也即燃燒反應(yīng)不能通過(guò)阻火器繼續(xù)傳播。
隨著阻火器通道尺寸的減小, 自由基與反應(yīng)分子之間碰撞幾率隨之減少, 而自由基與通道壁的碰撞幾率反而增加, 這樣就促使自由基反應(yīng)減低。當(dāng)通道尺寸減少到某一數(shù)值時(shí), 這種器壁效應(yīng)就造成了火焰不能繼續(xù)傳播的條件, 火焰即被阻止。因此器壁效應(yīng)是防止火焰的主要機(jī)理。

二、石油化工石油氣管道阻火器選用分析主要性能:
1、阻火器連續(xù)13次以亞音速火焰試驗(yàn),每次都能阻止火焰的通過(guò)。
2、殼體水壓試驗(yàn)2.4MPA無(wú)泄漏。
三、石油化工石油氣管道阻火器選用分析保養(yǎng)與維修:
為了確保管道阻火器的性能達(dá)到使用的目的。對(duì)阻火器應(yīng)定期進(jìn)行檢查和保養(yǎng)。
1、阻火器每半年檢查一次,檢查阻火芯子是否堵塞,變形,腐蝕等。
2、發(fā)現(xiàn)被堵塞的阻火層芯子應(yīng)清洗干凈,確保芯子上的每個(gè)孔眼暢通,對(duì)于變形和腐蝕的阻火層應(yīng)更換。
3、重新安裝阻火層芯子時(shí),應(yīng)保證結(jié)合面不得漏氣。

四、石油化工石油氣管道阻火器選用分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)參數(shù):
管道阻火器具有結(jié)構(gòu)合理,重量輕、耐腐蝕。易檢修,安裝方便等特點(diǎn)。
阻火器芯子采用不銹鋼材料,耐腐蝕易于清洗。
閥體材質(zhì):鋁合金、 鑄鋼、不銹鋼。
工作壓力0.6-6.4MPA。
工作溫度-20℃- 550℃,閥門口徑從DN15-DN500。
連接方式:法蘭。
適用介質(zhì):油品、氣、天然氣、燃?xì)獾取?/p>

二、石油化工石油氣管道阻火器選用分析的安裝
    阻火器的安裝位置對(duì)阻火器選用的影響，是指由于點(diǎn)火源與阻火器之間距離的不同而引起的火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊牟煌?，進(jìn)而影響阻火器的選擇。儲(chǔ)罐阻火器只適用于安裝在儲(chǔ)罐通氣的短管上，它可以單獨(dú)使用，也可以與呼吸閥配套使用，但阻火器與回火點(diǎn)的距離不應(yīng)大于所選管徑的5倍，同時(shí)只能用于有可燃?xì)怏w而無(wú)明火的環(huán)境條件下。儲(chǔ)罐阻火器只能阻止不大于45m／s的火焰通過(guò)，因此它的阻火性能達(dá)不到管道阻火器阻火性能要求，所以不能代替管道阻火器使用。根據(jù)中國(guó)石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH／T3413《石油化工石油氣管道阻火器選用、檢驗(yàn)及驗(yàn)收》(適用于IIA類介質(zhì))中的規(guī)定，阻止亞音速火焰使用防爆燃型，安裝位置應(yīng)靠近火源；阻止音速或超音速火焰使用防爆轟型，安裝位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離火源。這是因?yàn)樵趯?shí)際操作條件下，管內(nèi)的爆燃隨著火焰的傳播可能會(huì)變成很危險(xiǎn)的爆轟?；鹧嬖诔释钩龅腻F形向前傳播時(shí)，其速度向著未燃燒的爆炸性混合物的方向越來(lái)越快，使未燃?xì)怏w受到壓縮并達(dá)到自燃溫度，

二者結(jié)合瞬間即形成的燃燒壓力和火焰?zhèn)鞑ニ俣燃此^爆轟。為此在使用阻爆燃型阻火器時(shí)，SH／T3413將其位置限定在管長(zhǎng)不大于管徑的20倍較為安全。而國(guó)外的相關(guān)設(shè)計(jì)資料中提出，經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)的總結(jié)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于碳?xì)浠衔餁怏w阻爆燃型阻火器適用于距離點(diǎn)火源50倍管徑之內(nèi)，對(duì)于氫氣則適用于30倍管徑之內(nèi)。SH／T3413還規(guī)定，對(duì)于阻爆轟型阻火器它只能防止由爆炸或爆轟引起的回火，但不能防止長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定燃燒的回火。因此，在安裝時(shí)必須保證在操作條件下不會(huì)發(fā)生穩(wěn)定燃燒，要做到這一點(diǎn)可使阻火器安裝位置與火源之間的管線盡可能長(zhǎng)。