氢气阻火器的应用和氢气阻火器的主要形式
不锈钢氢气阻火器
氢气是一种极易燃烧和爆炸的气体,为了能够防止外界火花串入氢气管道或设备内阻止氢气管道因回火引起爆炸,应用氢气管道阻火器具有它的特殊性。
1、氢气火焰速度
管道内氢气火焰传播速度与点火距离和管道直径等是有关联的,由表1可以看出在开口端点火时氢气与其它气体火焰速度的比较。
由表1试验结果表明氢气在管道内回火极易引发爆轰。因此使用于氢气管道上的阻火器必须是经过特殊设计的。由于发生爆轰时火焰的传播速度可达
2000m/s以上,同时瞬间的压力为原始压力的40倍因此氢气管道内发生回火引起爆轰是非常危险的。
表1氢气与其它种气体火焰速度的比较
点火距离 (m) |
丙烷、空气 (m/s) |
乙烯、空气 (m/s) |
氢气、空气 (m/s) |
1.5 |
70 |
70 |
D |
3 |
100 |
152 |
D |
10 |
100 |
D |
D |
2、氢气阻火器性能试验要求氢气阻火器性能试验要求目前国内尚无国家标准,但可参考GB13347《石油气体管道阻火器阻火性能和试验方法》规定。
1)试验介质应采用99%的氢气,试验介质浓度为37.5±0.5%(体积比)。
2)阻爆轰型阻火器必须连续经受13次阻爆轰试验,每次必须成功阻止超音速火焰通过,13次试验中若有一次不能阻爆轰则被认为不合格。
3)阻火器壳体强度应能承受1.5倍设计压力的水压试验而无渗漏。
4)阻火器组装后应能承受设计压力的严密性液压试验无渗漏。
3、氢气阻火器的应用
根据有关规定、以下情况应安装阻火器:
1)以氢气为燃料的喷嘴后面应安装相应直径的氢气阻火器,以防止回火引起危险。
2)当氢气作焊接、切割、燃料等使用时,每台(组)用氢设备的支管上应设阻火器。
3)氢气放空管应设阻火器,室内放空管的出口应安装在高出屋顶2m以上。室外设备的放空管则应高于附近有人操作的最高设备2m以上。
4、氢气阻火器的主要型式
目前通用于氢气管道上的阻火器的型式主要有波纹板式和充填型两种。
1)波纹板型阻火器:阻火器的阻火层是阻止火焰通过的关键元件。阻火层是用不锈钢带压制成一定尺寸的波纹带,在两层波纹带之间加一层用
0.1~0.15mm厚的扁平薄带,缠绕成圆形,在圆形断面上形成许多三角形孔隙(三角形的高小于0.4mm)其厚度还应大于80mm。这种结构的波纹板
型阻火器能有效阻止氢气发生的爆轰火焰的通过。它的优点是结构比较简单流体阻力小,易于置换和清洗。
2)充填型阻火器:阻火器的金属壳体内放置直径为0.5~1mm的金属球或玻璃球等充填物,充填层高度不小于80mm在充填层上下两面有金属网
架支撑。利用充填层颗粒之间的孔隙作为火焰通道阻止爆轰火焰通过。通常按使用管道直径选用充填型阻火器壳体的尺寸(见表2)。此种阻火器的
缺点是体积大、重量大、流体阻力大、置换与清洗均不方便所以只适用于小管径。
表2管道直径与充填型阻火器尺寸
管道直径(mm) |
阻火器内径(mm) |
阻火器长度(mm) |
15 |
50 |
200 |
20 |
80 |
230 |
25 |
100 |
250 |
40 |
150 |
300 |
50 |
200 |
350 |
70 |
250 |
400 |
80 |
300 |
450 |
目前氢气阻火器还有选用金属网型阻火器的是绝对不能允许的。因为试验证明它根本不能阻止氢气火焰通过。充填物选为铝屑的阻火器更不能用。
因为铝屑遇高温熔化根本达不到阻火目的。
氢气阻火器的设计和制造必须具有充足的试验数据,证明它能阻止爆轰火焰通过。同时要经过安全部门的批准方可生产,不能未经试验就自行生产
这很不安全。
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