一、阻火器原理
阻火器是一种安装在储罐或排放可燃气体和易燃液体蒸汽的管道上,用于阻止因回火而引起火焰向油罐或管道传播、蔓延的安全附件。阻火器主要由壳体和滤芯两部分组成,其中滤芯是阻止火焰传播的主要构件。
二、阻火器分类
目前对阻火器有几种分类方法。
1、按照性能可分为阻爆燃型和阻爆轰型。
2、按照使用场合不同可分为放空阻火器和管道阻火器。
3、按滤芯不同可分为充填型阻火器、板型阻火器、金属网阻火器、波纹型阻火器及液封型阻火器等5种。
三、阻火器选型
在一定的条件下,合适的阻火器能起到有效阻止火焰传播的作用,但是,每种阻火器都有其特定的工作范围,超出其工作范围,就无法保证阻火效果,因此需要对阻火器进行选型。
选型中首先需要确定阻火器的使用位置、介质类型(爆炸级别)以及操作工况(压力、温度)等三项基本因素。
根据阻火器的使用场所进行管道/管端阻火器的划分。安装在管道端部或储罐顶部时应选用管端型阻火器,安装在封闭的管道系统中,用于防止管道系统未保护侧的火焰蔓延到管道系统的被保护侧时,应选用管道型阻火器。根据安装位置、介质类型和操作工况确定燃烧工况,完成阻火器初步选型。
火焰波在管道内的传播速度不仅与介质种类、所在管道的温度、压力有关外,还与阻火器与点火源之间的距离、安装位置、阻火器与点火源间的管道形状有关。从爆燃转变成爆轰需要经历爆燃、不稳定爆轰、稳定爆轰三个阶段,因此阻火器安装在爆燃阶段时应选用阻爆燃型阻火器,安装在爆轰阶段时应选用阻爆轰型阻火器,通常由试验或根据经验来确定。
在初步选型确认的基础上,根据其他参数,诸如阻火器连接方式、阻火器通气量、阻火器最大允许压降、阻火器壳体/阻火芯材质、设计标准、同心/偏心设计以及是否需要伴热夹套等具体要求,最终完成阻火器选用。
在以上阻火器选用涉及的参数中,工况简单的可以根据工艺直接确定,而实际工程设计中工况都比较复杂,介质通常为气体混合物,燃烧工况也复杂多样。因此,阻火器的选用需要慎重考虑。
五、阻火器的安装要求
《阻火器的设置》(HG/T 20570.19-1995)中对安装方向作出了规定:安装管道阻爆轰阻火器时,要注意其爆轰波吸收器应朝向有可能产生爆轰的方向,否则将失去阻爆轰的作用。
《石油化工金属管道布置设计规范》(SH/T3012-2011)对安装位置作出了规定:
(1)氢气放空管上的阻火器应靠近放空口端部布置。
(2)加热炉燃料气主管上的管道阻火器应靠近加热炉布置,并便于检修,管道阻火器与燃烧器距离不宜大于12m。
(3)储罐用的阻火器应直接安装在储罐顶的管口上。
(4)常压放空排气管道的阻火器宜设布置在排气管道的末端。
《压力管道安全技术监察规程》(TSGD0001-2009)对阻火器安装,提出了如下要求:
(1)管端型放空阻火器的放空端安装防雨帽;
(2)工艺物料含有颗粒或者其他会使阻火元件堵塞的物质时,在阻火器进、出口安装压力表,监控阻火器的压力;
(3)工艺物料含有水汽或者其他凝固点高于0℃的蒸汽(如醋酸蒸汽等),有可能发生冻结的情况,阻火器设置防冻或者解冻措施,如电伴热、蒸汽盘管或者夹套和定期蒸汽吹扫等,对于水封型阻火器,可以采用连续流动水或者加防冻剂的方法防冻;
(4)阻火器不得靠近炉子和加热设备,除非阻火元件温度升高不会影响其阻火性能;
(5)单向阻火器安装时,阻火侧朝向潜在点火源。
此外,阻火器安装时要查看制造商提供的使用说明书,遵照说明书介质流向和安装方向的限制要求。一般情况是,稳定燃烧的阻火器要避免介质垂直向下流动,且潜在点火源位于阻火层下方的情况。
总之,安装位置不对,阻火器就起不到安全设施的作用;安装方向不对,将会失去阻爆轰的作用。