阻火器和阻火器元件工藝指南

火焰抑制器
  • 意義

    阻火器是石油儲罐和可燃氣體管道儲運系統中重要的安全附件,在預防爆炸、火災等災害中發揮著重要作用。

  • 執行標準
    • 國家標準:GB5908《石油儲罐用阻火器》 ; GB13347《石油天然氣管道系統用阻火器的熄滅能力及其試驗方法》。
    • 歐洲標準:EN12874 阻火器–性能要求、試驗方法和使用限制
    • 國際標準:ISO16852 Lame避雷器–性能要求,測試方法和使用限制
  • 工作原理

    阻火器將氣體管道的橫截面分成直徑足夠小的多個部分。 火焰穿過這些小通道後,它會變成幾個小火焰,並在移動一定距離後熄滅。 這被稱為 「淬火」。 關於火焰淬火的原理,目前主要有兩種觀點。 一種是傳熱是實現耐火的主要原因,而另一種是壁效應對火焰淬火有很大影響。

A horizontally placed red flame arrestor
阻火器類別
  • 類別
    • 按安裝地點,分為儲罐阻火器和管道阻火器。 前者通常安裝在儲罐的頂部,後者通常安裝在輸送管道的中間或末端。
    • 按阻止火焰傳播的速度,將其 分為爆燃阻火器和爆震阻火器。 前者一般安裝在管道末端、管道中部附近或儲罐頂部,以防止火焰以亞音速傳播和蔓延;後者通常安裝在距離管道末端很遠的地方,或者安裝在連接到儲罐的封閉管道系統的末端,以防止火焰以超音速或近音速傳播和擴散。
    • 常用附件內阻火器:不銹鋼 波紋阻火器元件。
A hand is putting next to a stainless steel corrugated flame arrestor element.

不銹鋼波紋阻火器元件

火焰抑制器安裝

  • 按位置。

    安裝地點影響阻火器的選擇。 這是因為點火源和阻火器之間的距離變化,導致火焰傳播速度的差異,進而影響阻火器的選擇。

    儲罐阻火器只適合安裝在儲罐通風短管上。 它可以單獨使用或與呼吸閥匹配。 但阻火器與閃回點之間的距離不得超過所選管徑的5倍。 此外,它只能在存在易燃氣體但沒有明火的環境中使用。 貯存式阻火器只能阻止速度不超過45 m/s的火焰通過,其阻火性能不能滿足管道阻火器的要求。 因此,儲罐阻火器不能作為管道阻火器的替代品。

  • 按功能。

    當可燃氣體輸送管道連接到沒有其他防回火設施的燃燒器時,應安裝阻火器。

    • 爆燃火焰抑制器應用於防止火焰以亞音速傳播和蔓延,並安裝在點火源附近;
    • 採用爆震阻火器,防止火焰以超音速或近音速傳播和擴散,並安裝在遠離火源的地方;
    • 對於具有不同公稱直徑的爆震阻火器,所需的距點火源的最小安裝距離如下表所示。
    不同公稱直徑的阻焰器所需管道長度
    管道公稱直徑 (DN) 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200
    最小安裝距離 (L/m) 0.5 1 1.5 2 3 4 6 8 10 10 10 10

    註:

    • 對於在寒冷地區使用的阻火器,應選擇部分或整個帶有加熱套的外殼,也可以使用其他加熱伴熱方法;
    • 在特殊情況下,可根據需要選擇帶沖洗管,壓力錶,溫度計,排水口和其他接口的阻火器。
    • 對於安裝在管道末端的阻火器,當公稱直徑小於DN50時,應使用螺紋連接,當公稱直徑大於或等於DN50時,應使用法蘭連接;
    • 對於安裝在管道中的阻火器,應使用法蘭連接;
    • 對於安裝在管道末端的阻火器,應配備可自動打開的防雨通風蓋;
    • 安裝在儲罐間氣體連接管道各支管上的阻火器,宜選用起爆阻火器;
    • 儲罐頂部的油氣排放管道,應選擇爆炸火焰抑制器,並在與儲罐的連接處安裝;
    • 對於儲罐頂部的保護氣體和油氣排放管,應選擇爆炸火焰抑制器,並應安裝緊急排空管。

阻火器設計

  • 材料。 它一般由不鏽鋼材料製成,熔點高,導熱係數大,耐腐蝕,不易變形。 如果它是由鋁或銅板製成的,當受到強烈的回火壓力時,它很容易變形甚至破裂,並且不能起到火焰阻止的作用。
  • 阻火器元件規格說明
    • D:阻火器元件最大直徑的 。 阻火器元件的所有單位空隙面積之和應大於或等於兩端連接管的橫截面面積。
    • L:阻火器元件的 厚度,即阻火器元件的長度。
    • T:金屬板的厚度 。 阻火器元件的金屬板應在加工條件和允許的強度下盡可能薄,以充分降低阻火器的流動阻力損失。
    • H:正三角形的 高度,即三角形的峰高。

    註:

    • 阻火器元件與火焰的接觸面積越大,熱交換越充分,阻燃效果越好。 換句話說,三角形單元越小且通道越長,冷卻效率越高。
    • 減小三角形單元的高度h可以相應地縮短三角形通道的長度l。 但是如果h太小,則會增加氣體的流動阻力,並且太小的l會削弱阻火器元件的阻火能力。 因此,在設計阻火器時,應綜合考慮l和h值的選擇。
Flame arrestor housing structure with remarks

阻火器元件最大直徑

Flame arrestor structure marked with symbols

阻火器元件結構

A caliper is used to check the thickness of flame arrestor element.

阻火器元件厚度檢查

A caliper is used to check the regular triangle height of flame arrestor element.

阻火器元件正三角形高度檢查

A vertically placed flame arrestor element

火焰清除器元件

2 horizontally placed and 3 vertically placed flame arrestor elements

從不同角度觀察阻火器元件