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化工阻火器工作原理

阻火器又名防火器、管道阻火器，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。不知道大家是否了解它的原理、結構性能和維修保養(yǎng)事項，下面就和小編一起來了解一下吧！阻火器是用來阻止、液體的火焰蔓延和防止回火而引起爆炸的安全裝置。通常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(tǒng)、石油氣體回收系統(tǒng)或其它系統(tǒng)。

化工阻火器工作原理的原理

阻火器普遍使用的是金屬絲網(wǎng)過濾器，筒體內部布置了較多的金屬絲網(wǎng)，目的是吸收熱量，因為金屬是熱的良導體，從而阻斷了燃燒三要素之一：燃燒所需要的熱量。燃燒三要素是可燃物、助燃物、燃燒所需的熱量。由于吸收了大量的熱量，使得即使存前兩個因素都存在，但是由于熱量不夠，使得可燃物達不到燃燒（自燃）所需要的溫度，自然就燃燒過程就無法繼續(xù)進行，只能終止。簡單的說阻火器的滅火原理是當火焰通過狹小孔隙時，由于冷卻作用使熱損失突然增大而中止燃燒。影響阻火器性能的因素為阻火層厚度及其孔隙或通道的大小。

阻火器性能特點

1.阻火器結構合理，重量輕，耐腐蝕，阻燃性能合格；

2.易檢修，安裝方便。耐燒性能好；

3.阻火器芯子采用不銹鋼材料，耐腐蝕，易于清洗；

4.殼體采用不銹鋼，碳鋼等多種材料，可滿足各種不同工藝管道的需要。

化工阻火器工作原理

傳熱作用：
大多數(shù)阻火器是由能夠通過氣體的許多細小、均勻或不均勻的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的小，小到只要能夠通過火焰就可以。這樣，火焰進入阻火器后就分成許多細小的火焰流被熄滅。火焰能夠被熄滅的機理是傳熱作用和器壁效應。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。低于著火點 ,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后將變成若干細小的火焰。設計阻火器內部的阻火元件時,則盡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：
根據(jù)燃燒與爆炸連鎖反應理論，認為燃燒炸現(xiàn)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、化學反應能等）的激發(fā)下，使分子分裂為十分活潑而壽命短促的自由基?；瘜W反應是靠這些自由基進行的，自由基與另一分子作用，作用的結果除了生成物之外還能產(chǎn)生新的自由基。這樣自由基又消耗又產(chǎn)生新的不斷地進行下去。可知易燃混合氣體自行燃燒（在開始燃燒后，沒有外界能源的作用）的條件是：新產(chǎn)生的自由基數(shù)等于或大于消失的自由基數(shù)。當然，自行燃燒與反應系統(tǒng)的條件有關，如溫度、壓力、氣體濃度、容器的大小和材質等。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幾率反而增加，這樣就促使自由基反應減低。當通道尺寸減小到某一數(shù)值時，這種器壁效應就造成了火焰不能繼續(xù)進行的條件，火焰即被阻止。

化工阻火器工作原理

關于阻火器的工作原理,主要有兩種觀點:一是基于傳熱作用;一是基于器壁效應。 

1、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。低于著火點,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后將變成若干細小的火焰。設計阻火器內部的阻火元件時,則盡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。 

2、器壁效應 

燃燒與爆炸并不是分子間直接反應,而是受外來能量的激發(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,同時也產(chǎn)生新的自由基再繼續(xù)與其它分子發(fā)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,由于自由基數(shù)量急劇減少,反應不能繼續(xù)進行,也即燃燒反應不能通過阻火器繼續(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(shù)值時, 這種器壁效應就造成了火焰不能繼續(xù)傳播的條件, 火焰即被阻止。因此器壁效應是防止火焰的主要機理。

化工阻火器工作原理的結構性能： 

1、阻爆性能合格,阻火器連續(xù)13次以亞音速火焰試驗，每次都能阻止火焰的通過。

2、耐燒性能合格，耐燒試驗1小時無回火現(xiàn)象。

3、殼體水壓試驗合格，水壓試驗2.4MPa無滲漏。結構合理，重量輕、耐腐蝕。易檢修，安裝方便。阻火器芯子采用不銹鋼材料, 耐腐蝕易于清洗。 

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(chǎn)生的沖擊壓力。濾芯是阻止火焰?zhèn)鞑サ闹饕獦嫾?，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。目前國內的阻火器通常采用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，并能承受相應的機械和熱力作用，流動阻力小，易于清洗和更換。 

化工阻火器工作原理的維修保養(yǎng)： 

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，并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干凈，保證每個孔眼暢通，對于變形或腐蝕的阻火層應更換。 

5、清洗阻火器芯件時，應采用高壓蒸汽、非腐蝕性溶劑或壓縮空氣吹掃，不得采用鋒利的硬件刷洗。 

6、重新安裝阻火層時，應更新墊片并確認密封面已清潔和無損傷，不得漏氣。

化工阻火器工作原理

火焰通過阻火元件的細小通道并在通道內降溫。當火焰被分割小到一定程度時,經(jīng)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(xù)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(jù)可燃氣體的組成確定其MESG值。在具體選擇時,又根據(jù)MESG值將氣體劃分為幾個等級。國際上經(jīng)常采用兩類方法。一是美國全國電氣協(xié)會(NEC) 的分類法,它根據(jù)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(xié)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。

阻火器是用來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氣體的管道中，或者通風的槽罐上，阻止傳播火焰（爆燃或爆轟）通過的裝置，由阻火芯、阻火器外殼及附件構成。阻火器也常用在輸送管道上。假若被引燃，氣體火焰就會傳播到整個管網(wǎng)，為了防止這種危險的發(fā)生，也要采用阻火器。關于阻火器的工作原理主要有兩總觀點：一是基于傳熱作用；一是基于器壁效應。