关于普通工艺管道的适用性,有一个共同的疑问,就是管道内是否会发生爆燃。简单来说,沿管道的火焰阵面/爆轰不是静压(管道应能承受正常的静态爆炸压力,故假设环境条件下为1MPa.g),而是一个只作用于管道壁上几微秒的动态冲击压力。到目前为止,更大的危险是火焰锋面/爆轰受到管道弯头、阀门和阻火器/防爆型阻火器等障碍物阻碍时产生的动量和能量作用。当这种动量/能量被转移时,除非设备有动量/能量受力设计,否则可能造成灾难性的故障。因此,如果阻爆燃型阻火器和稳定爆轰型阻火器遇到DDT/不稳定爆轰,就会发生机械故障(和火焰传播)。必须仔细考虑此类配件/阀门的位置,用不稳定防爆型阻火器充分支撑并巧妙放置,以将管道机械故障的风险降至最低。 因此,合理设计防爆和保护系统,严格遵守操作和维护程序,可以避免许多过程中可燃气体/蒸汽和空气的混合,更不可能着火。
阻火器的工作原理
关于阻火器,目前主要有两种观点:一种是基于传热;第二,是基于墙壁效应。
1.传热
燃烧的必要条件之一是达到一定的温度,即燃点。低于燃点,燃烧将停止。根据这一原理,只要燃烧物质的温度降到其燃点以下,就可以防止火焰蔓延。当火焰穿过阻燃元件的许多小通道时,就会变成几个小火焰。设计阻火器内阻火器时,应尽可能扩大小火焰与通道壁的接触面积,加强传热,将火焰温度降低到着火点以下,防止火焰蔓延。
2.墙壁效应
燃烧和爆炸不是分子之间的直接反应,而是受到外界能量的刺激,分子键被破坏,产生活化的分子,分子又分裂成短暂但活跃的自由基,自由基与其他分子碰撞生成新的产物,同时生成新的自由基,然后继续与其他分子反应。当燃烧的可燃气体通过防火元件的狭窄通道时,自由基与通道壁的碰撞几率增加,参与反应的自由基减少。当阻火器的通道窄到一定程度时,自由基与通道壁的碰撞占主导地位。随着自由基数量急剧减少,反应无法继续,即燃烧反应无法通过阻火器继续扩散。
阻火器和防爆(燃烧)分类
1.根据性能
(1)阻爆燃型阻火器:用于阻止亚音速火焰的蔓延。
(2)阻爆轰型阻火器:用于阻止火焰以音速和超音速传播。
2.根据使用的场所
(1)放空阻火器:安装在站场或阀室的放空管道上,防止外界火焰进入管道,分为管端式和普通型。
管端式:一端接大气,顶部安装防风防雨帽,防止灰尘或雨水进入阻火器。管端型通风阻火器可防爆燃。
普通型:两端连接管道,通过下游管道与大气相通。按安装位置可分为防爆燃型和防爆型。
(2)管道阻火器:安装在封闭的管道系统中,防止管道系统一端的火焰向另一端蔓延。按安装位置可分为抗爆型和抗爆型。
国内标准中没有防爆燃和防爆试验装置的区分。爆轰阻火器 test可分为以下四类:不带节流装置的稳定爆轰试验、带节流装置的稳定爆轰试验、不带节流装置的不稳定爆轰试验、带节流装置的不稳定爆轰试验。
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