不銹鋼管道阻火器概述：

3 阻火器的選用

3. 1 zui大實(shí)驗(yàn)安全間隙—MESG值

　　火焰通過阻火元件的細(xì)小通道并在通道內(nèi)降溫。當(dāng)火焰被分割小到一定程度時(shí),經(jīng)通道移走

的熱量足以將溫度降到可燃物燃點(diǎn)以下,使火焰熄滅?；蛴善鞅谛?yīng)解釋,當(dāng)通道窄到一定程度

時(shí),自由基與管道壁的碰撞占主導(dǎo)地位,自由基大量減少,燃燒反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)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“zui大實(shí)驗(yàn)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(guān)鍵因素

,不同氣體具有不同的MESG值。因此,在選擇阻火器時(shí), 應(yīng)根據(jù)可燃?xì)怏w的組成確定其MESG值。

在具體選擇時(shí),又根據(jù)MESG值將氣體劃分為幾個(gè)等級(jí)。目前上經(jīng)常采用兩類方法。一是美國

全國電氣協(xié)會(huì)（NEC） 的分類法,它根據(jù)氣體的MESG值將氣體分為四個(gè)等級(jí)（A ,B ,C ,D） ;另一類

是電工協(xié)會(huì)（ IEC） 的方法,它也將氣體分為四個(gè)等級(jí)（ IIC , IIB , IIA 及I） 。兩種標(biāo)準(zhǔn)

劃分的各類氣體的MESG 值及測(cè)試氣體如表1所示。

　　表1 兩種MESG分類標(biāo)準(zhǔn)

　NEC IEC MESG/ mm 測(cè)試氣體

A IIC 0. 25 乙炔

B IIC 0. 28 氫氣

C IIB 0. 65 乙烯

D IIA 0. 90 丙烯

G M I 1. 12 甲烷

　　這樣,在選用阻火器時(shí),即可在設(shè)計(jì)規(guī)定使用的規(guī)范中首先查出所用可燃?xì)怏w的等級(jí),然后根

據(jù)該組氣體對(duì)應(yīng)的MESG 值來選擇相應(yīng)的阻火元件。

　3. 2 混合氣體MESG值的確定

　　在化工裝置設(shè)計(jì)中,經(jīng)常會(huì)遇到混合可燃性氣體。在這種情況下,可根據(jù)混合氣體的具體組

成來確定選用依據(jù)。表2 給出不同的可燃性氣體混合后可能出現(xiàn)的幾種情況以及選用建議。

表2 混合氣體MESG值

混合氣體 化學(xué)反應(yīng) 選用建議 舉例

　  屬NEC/ IEC分類相同類別（如全部為IIA） 不易發(fā)生 以混合氣體中MESG值 zui小者為設(shè)計(jì)依

據(jù) 甲烷、乙烷與丁烷 采用MESG= 1. 12

　可能發(fā)生 實(shí)驗(yàn)確定 乙炔與氫氣

　　屬NEC/ IEC 分類不同類別 不易發(fā)生 以混合氣體中MESG值z(mì)ui小者為設(shè)計(jì)依據(jù) 乙烯與丙烯

采用MESG= 0. 65

　可能發(fā)生 實(shí)驗(yàn)確定 乙烯與氫氣

    對(duì)于混合可燃?xì)怏w選取MESG時(shí),應(yīng)更加慎重。當(dāng)可燃混合氣體的組分之間有可能發(fā)生反應(yīng)時(shí)

,zui安全的方法是將氣體組成及操作條件提供給專業(yè)制造廠, 由制造廠根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)確定MESG值

。另外,雖然理論上選用所有可燃?xì)怏w中MESG值z(mì)ui小的阻火器可能是安全的,但在實(shí)際應(yīng)用中,還

要考慮整個(gè)管路系統(tǒng)（尤其是管道阻火器） 是否對(duì)該元件有壓力降要求。因?yàn)镸ESG值越小,通過

阻力越大,有可能需要擴(kuò)大阻火器直徑以達(dá)到工藝要求。

　  阻火器選擇得當(dāng),就會(huì)在一定的條件下起到阻止火焰?zhèn)鞑サ淖饔?。但?每種阻火器都有其

特定的工作范圍,只能在一定的條件下起到安全保護(hù)作用,并不是任何情況下都能阻止火焰的

    傳播。每種阻火器都應(yīng)標(biāo)出其阻火元件的通道尺寸,它只能用于MESG值大于該值的氣體,否

則會(huì)*失效;每種阻火器在特定的條件下都有一定的阻火時(shí)間,當(dāng)火焰端燃燒時(shí)間超過其阻火

時(shí)間時(shí),阻火器也會(huì)失效;對(duì)于在線型阻火器的選用更要注意由于安裝位置不同而引起的選型變

化,否則可能會(huì)因起不到預(yù)想的效果而埋下安全隱患。綜上所述,在阻火器的選型過程中,在按照

規(guī)范計(jì)算MESG值的同時(shí),還要十分注意影響選型的各種因素,根據(jù)實(shí)際工況,確定適宜的阻火器,

只有這樣才能達(dá)到既確保安全又經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。

3. 3 選擇阻火器類型的影響因素

　　 3. 3. 1 火源距離的影響

　　火焰在充滿可燃?xì)怏w管道中的傳播速度隨火焰的傳播有很大的變化。如果點(diǎn)燃充滿可燃?xì)?/p>

體的水平管道的一端,火焰首先傳向管壁,然后迅速向還末引燃的氣體傳播,燃燒產(chǎn)生的熱量使得

燃燒氣體迅速膨脹,氣體膨脹又導(dǎo)致可燃?xì)怏w前端被壓縮,產(chǎn)生“壓升”（pressure piling） 現(xiàn)

象?；鹧媲岸藲怏w被壓縮,密度增加,燃燒傳播速度加快,燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量增多,導(dǎo)致可燃?xì)怏w

前端更劇烈的“壓升”。由于火焰在管道中傳播的這一特性,使得火焰的傳播速度可以從零加速

至聲速甚至超聲速,火焰前端壓力也可增至約20 MPa 。因此,火源點(diǎn)距阻火器的距離對(duì)阻火器的

選擇有很大影響。如果阻火器距火源較遠(yuǎn),那么燃燒就有了一定的加速距離,可能會(huì)由爆燃轉(zhuǎn)變

為爆轟,火焰前端壓力的增加,對(duì)阻火元件耐壓能力提出了更為嚴(yán)格的要求。不同制造商的產(chǎn)品

可能會(huì)有不同。

　  對(duì)同種可燃?xì)怏w,在相同工況下,僅僅因安裝位置不同,在阻火器制造強(qiáng)度和阻火時(shí)間的選擇

上就會(huì)有很大差異。因此在選用在線阻火器時(shí),要十分注意安裝位置的影響,在滿足工藝條件的

情況下,應(yīng)盡可能使之靠近火源點(diǎn),以降低對(duì)阻火器的制造要求,在保證安全的前提下,提高經(jīng)濟(jì)

性。

　  阻火器選擇得當(dāng),就會(huì)在一定的條件下起到阻止火焰?zhèn)鞑サ淖饔?。但?每種阻火器都有其

特定的工作范圍,只能在一定的條件下起到安全保護(hù)作用,并不是任何情況下都能阻止火焰的

　  傳播。每種阻火器都應(yīng)標(biāo)出其阻火元件的通道尺寸,它只能用于MESG值大于該值的氣體,否

則會(huì)*失效;每種阻火器在特定的條件下都有一定的阻火時(shí)間,當(dāng)火焰端燃燒時(shí)間超過其阻火

時(shí)間時(shí),阻火器也會(huì)失效;對(duì)于在線型阻火器的選用更要注意由于安裝位置不同而引起的選型變

化,否則可能會(huì)因起不到預(yù)想的效果而埋下安全隱患。綜上所述,在阻火器的選型過程中,在按照

規(guī)范計(jì)算MESG值的同時(shí),還要十分注意影響選型的各種因素,根據(jù)實(shí)際工況,確定適宜的阻火器,

只有這樣才能達(dá)到既確保安全又經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。
 

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