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    阻火器工作原理

    發布時間:2015/4/23 

     阻火器,又被稱作防火器或隔火器,是一種在工業中被廣泛應用的設備。阻火器是一種用於組織易燃液體、易燃氣體和易燃蒸汽產生的火焰進入管道,從而蔓延至整個設備產生危害的一種裝置。阻火器用於工業的曆史非常悠久,最早可以追溯至上世紀20年代,當時就已經被運用於石油工業。隨著工業的進展腳步迅速向前,煤礦、鐵路、化工、采運等工業係統也已廣泛運用阻火器,並發揮著重大作用。
     
     為什麽阻火器能夠阻火,這是因為阻火器是由許多能夠透過氣體的細小管道和細小空隙的材料組成的,這些管道和空隙由於極其微小,因此可以阻隔火焰,能使火焰熄滅。簡而言之,阻火器的工作機理就是傳熱作用也器壁效應。
     
     阻火器的傳熱作用,就是指透過氣體的細小管道和細小空隙,當火焰進入到細小管道後,形成了微小的火焰流。火焰流接觸到通道進行了冷熱交流,使得溫度下降,便可使火焰熄滅。傳熱作用是熄火的一種原因,但卻並不是主要原因。
     
     器壁效應才是阻火器阻止火焰的最主要原因。器壁效應是一種複雜的化學反應,通過器壁效應,造成無法讓火焰繼續傳播的效果。
    阻火器是現代工業中不可缺少的阻火裝置。雖然它為現代工業的發展帶來了許多方便,但是它卻並不是一個新鮮事物。阻火器的誕生最早可以追溯到上世紀20年代,當時就已經將阻火器運用到石油工業中。如今,阻火器的用途早已拓寬,在化工、采運、煤礦、鐵路等工業係統的運作中被廣泛應用,並具有十分重要的影響。
     
     業內流傳著一句很經典的話:阻火器一定要設置在合適的位置,隻有這樣才能做到保證安全,同時又可以降低阻火器的價格,達到安全和經濟兼得的目的。因此,可見阻火器的位置對阻火器的選型是具有一定影響的。
     
     所謂的阻火器的位置對阻火器選型的影響,指的是火源與阻火器之間的位置差別,由於距離的不同,使得對阻火器選型造成的不同。通常來說,當到達阻火器的火焰速度低於聲速時,應該選擇阻爆燃型阻火器。到達阻火器的火焰速度等於和高於聲速時,應該選擇阻爆轟型阻火器。
     
     雖然兩者名字隻差兩個字,但是在構造上卻是千差萬別的。在價格上,阻爆轟型阻火器要比阻爆燃型阻火器價格高許多。在阻爆轟型阻火器中,價格越高,使用的元件的就越高級,構造越是複雜。因此,設在合適的位子,才能使阻火器達到最好的使用效果,凸顯出安全又經濟的特點。
    阻火器(又名防火器、隔火器) 是用來阻止易燃氣體和易燃液體蒸氣的火焰蔓延的安全裝置。早在1928 年阻火器已被應用於石油工業, 以後隨著工業發展廣泛用於化學工業、煤礦、水運、采油、鐵路運輸、煤氣輸送管網及油氣回收係統等。
     

    1 阻火器的阻火機理
      大多數阻火器是由能夠通過氣體的許多細小通道或孔隙的固體材質所組成, 對這些通道或孔隙要求盡量小, 小到能使火焰被熄滅。火焰能夠被熄滅的機理是傳熱作用和器壁效應。
    1.1 傳熱作用
      阻火器是由許多細小通道或孔隙組成的, 當火焰進入這些細小通道後, 就形成許多細小的火焰流。由於通道的傳熱麵積大, 火焰通過通道壁進行熱交換後, 溫度下降, 達到一定程度火焰可以熄滅。根據英國羅卜爾(M ·Roper) 對波紋型阻火器進行的試驗表明, 當把阻火器材料的導熱性提高460 倍時, 其熄滅直徑僅改變216%。這說明材質問題是次要的。也就是說傳熱作用是熄滅火焰的一種原因, 但不是主要的原因。
    1.2 器壁效應
      根據燃燒與爆炸連鎖反應理論, 認為燃燒與爆炸現象不是分子間直接作用的結果, 而是在外來能源(熱能、輻射能、電能、化學能等) 的激發下, 使分子鍵受到破壞, 產生具備反應能力的分子(稱為活性分子) , 這些活性分子發生化學反應時, 首先分裂為十分活潑而壽命短促的自由基。化學反應是靠這些自由基進行的。自由基與另一分子作用的結果除了生成物之外, 還能產生新的自由基。這些新的自由基反複地反應, 又消耗又生成, 不斷地進行下去。由此可知易燃混合氣體自行燃燒(在開始燃燒後, 沒有外界能源的作用) 的條件是: 新產生的自由基數等於或大於消失的自由基數。
      隨著阻火器通道尺寸的減小, 自由基與反應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減低。當通道尺寸減少到某一數值時, 這種器壁效應就造成了火焰不能繼續傳播的條件, 火焰即被阻止。因此器壁效應是阻止火焰的主要機理。
     

    2 阻火器的選型
    2.1 阻火器按用途選型:
      阻火器按用途可分儲罐阻火器、加油站阻火器、加熱爐阻火器、火炬阻火器、放空管阻火器、煤氣輸送管阻火器等。
    2.2 阻火器按安裝位置選型
    管端阻火器: 安裝在排氣管的端部;
    管道阻火器: 安裝在管道中間位置。
    2.3 阻火器按阻止火焰速度選型
    阻爆燃型阻火器: 能阻止以亞音速傳播的爆炸火焰通過;
    阻爆轟型阻火器: 能阻止以衝擊波為特征、以超音速傳播的爆炸火焰通過。
    2.4 阻火器按氣體分級選型:
    適用於I 級氣體的阻火器;
    適用於IIA 級氣體的阻火器;
    適用於IIB 級氣體的阻火器;
    適用於IIC 級氣體的阻火器( 氣體分級見HGJ 21289)。

     
    管道放空阻火器
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    礫石阻火器
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    不鏽鋼阻火器
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    天然氣阻火器
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    石油儲罐阻火器
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    管道阻火器
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    燃氣阻火器
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