化工设计中阻火器的设计和选用是重要和复杂的，直接影响化工生产的操作和安全。从阻火器的设计计算和选用等方面，论述阻火器在设计和选用

中应采用的方法和应注意的因素，以期正确设计和选用阻火器。

一、阻火器的设计：

1、阻火层

应根据使用的气体的组成、温度、压力、流率、压降及其安装位置设计阻火层。

熄灭直径的计算通常应通过试验得到易燃气体的熄灭直径,但作为参考，熄灭直径还可由式(1)计:

DO=6.796H

式中D0为熄灭直径mm；

H为最小点火能量m。几种气体的标准燃烧速度和熄灭直径表。

几种气体的标准燃烧速度和熄灭直径表

气体名称	标准燃烧速度 (m /s)	熄灭直径 (mm)
甲烷/空气	0.365	3.68
丙烷/空气	0.457	2.66
丁烷/空气	0.396	2.8
己烯/空气	0.396	3.04
乙烯/空气	0.701	1.9
城市煤气/空气	1.127	2.03
乙炔/空气	1.767	0.787
氢气/空气	3.352	0.86

阻火层能够阻止的最高火焰速度阻火层的有效阻止火焰速度要通过试验决定，但作为参考波纹型、金属网型和多孔板型阻火层能够阻止最高火焰速度

可用式(2)计算。

V=0.38AY/d2

式中V为阻火层能够阻止最高火焰速度m/s；

A为有效面积比(即阻火层面积与阻火层空障面积之比)；

Y为阻火层厚度mm；

d为孔隙直径cm。使用式(2)应符合以下条件:

(1)d值不超过气体的熄灭直径的50%。

(2)对于波纹型阻火器Y值至少为13mm。

(3)适用于单层金属网。

2、阻火层厚度的计算

如果已知阻火层能够阻止最高火焰速度，则也可以根据式(2)反过来计算需要的阻火层厚度。波纹型阻火器阻火层厚度和波纹高度与气体分级的关系见表。

波纹型阻火器阻火层厚度和波纹高度与气体分级的关系表

气体分级	IIA	IIB	IIC
波纹高度mm	0.61	0.61	0.43
阻火层厚度mm	19	38	76

注:气体分级见《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-2001

阻火器压力降

1、金属网型阻火器

雷诺数（雷诺数又称雷诺准数，是用以判别粘性流体流动状态的一个无因次数群）如下:

Re=ρud(1-Md)/[4μe(1-e)]

当雷诺数<5000时根据以下经验公式计算阻力系数:

N=PD21/[4hρu2(1-e)]

lg15N=1.75Re

式中P为流体密度kg/m³；

u为阻火器内流体速度ft/s；

d为金属网丝直径mm；

M为金属网目数；

μ为流体粘度Pa·s；

e为阻火层体积孔隙率=阻火层有效空间体积/总体积%；

N为阻力系数；

P为金属网阻火器压力降inH2O；

D1为孔隙的水力直径mm；

h为金属网层厚度mm。

2、波纹型阻火器

根据以下经验公式计算雷诺数：

Re=ρud/ue

当雷诺数<5000时根据以下经验公式计算阻力系数：

N=PD21/4hρu2-Z

当雷当诺数<2000时N=4.0Re

当雷诺数>2000时N=0.353Re

P=1.14×10-4

(u/e)1.082h0.665/d1.583

式中P为流体密度kg/m³；

u为阻火器内流体速度ft/s；

d为波纹板厚度mm；

μ为流体粘度Pa·s；

e为阻火层体积孔隙率=阻火层有效空间体积/总体积%；

N为阻力系数；

P为波纹型阻火器压力降inH2O；

D1为孔隙的水力直径mm；

h为波纹型阻火层厚度mm；

Z为总的进出口压力损失系数:Z=8h(2.5-2e2)/d

3、多孔板型阻火器

根据以下经验公式计算雷诺数:

Re=ρud/(μe)

当雷诺数<1000时,根据以下经验公式计算流量系数：

C=(u/e)[(1-e2)/(2gP)]

P=2.2×10-4u2(0.95/e)0.1(1-e2)K

式中C为流量系数；

d为孔板孔径mm；

g为重力加速度ft/s2；

P为多孔板型阻火器压力降inH2O。

K=1/C2其它符号意义同前。

二、选用原则：

(1)所选用阻火器的安全阻火速度应大于安装位置可能达到的火焰传播速度。

(2)与燃烧器连接的可燃气体输送管道在无其他防回火设施时应设置阻火器：①阻止以亚音速传播的火焰,应使用阻爆燃型阻火器，其安装位置宜靠近火源；

②阻止以音速或超音速传播的火焰，应使用阻爆轰型阻火器，要注意其爆轰波吸收器应朝有可能产生爆轰的方向，否则将失去阻爆轰的作用。

(3)在寒冷地带使用阻火器，应选用部分或整体带加热套的壳体，也可采用其它伴热方式。

(4)在特殊情况下，可根据需要选用设有冲洗管、压力计和排污口等接口的阻火器。

(5)安装于管端的阻火器，当管道公称直径小于DN50时宜采用螺纹连接；当管道公称直径大于DN50时宜采用法兰连接。

(6)安装于管道中的阻火器宜采用法兰连接。

(7)安装于管端的阻火器应带有可自动开启的防雨通风罩。

(8)储罐之间的气相连通管道各支管上的阻火器应选阻爆轰型阻火器。

(9)储罐顶部的油气排放管道应在与罐顶的连接处选用阻爆轰型阻火器。

(10)储罐顶部保护性气体及油气排放管道的集合管上应选阻爆轰型阻火器。紧急放空管道应设置阻爆燃型阻火器。

(11)装卸设施的油气排放或回收总管与各支线的气相管道之间应设置阻爆轰型阻火器。

(12)可燃气体放空管道在接入火炬前若设置阻火器时，应设置阻爆轰型阻火器。

(13)阻火器的材质选用应满足以下要求：

①安装于管端的阻火器壳体应采用铸铁和含镁量不大于0.5%的铸铝合金，也可按设计要求采用其它材料；

②安装于管道中的阻火器壳体应采用铸铁或碳钢焊接，也可按设计要求采用其它材料；

③阻火层芯件和安装于管道中的阻火器芯壳及芯件压环应选用不锈钢；

④安装于管端的阻火器芯壳及芯件压环应采用铸铁或铸铝。