储油罐阻火器的原理及其应用
阻火器(防火器)是用来阻止易燃气体和易燃液体蒸气火焰蔓延的安全装置。它的作用是防止外部的火焰窜入存有易燃、易爆物料的设备、管
道、容器上,或者阻止火焰在设备和管道间蔓延。阻火器安装在容易引起燃烧爆炸的高热设备、燃烧室、高温氧化炉、高温反应器与输送可燃
性气体、易燃液体蒸气的管道之间,以及那些可燃气体、易燃液体蒸气的排气管道上及有爆炸危险的系统排气口和火炬系统上。阻火器的阻火
原理是当火焰通过阻火芯狭小孔隙时由于热量损失突然增大使燃烧不能继续下去而熄灭。因此影响阻火器性能的因素是阻火层的孔隙或通道的
大小以及阻火层的厚度。要了解阻火器的基本原理首先应了解石油及其产品的燃烧与其他物质的燃烧一样,不但产生大量的热,也产生火焰。
要使可燃物发生燃烧不仅要同时具备燃烧三要素--可燃物、助燃物和火源,而且每一要素都须具备有一定的"量"并彼此相互作用,否则就不能发
生燃烧。如果混合气体在点燃后,由于燃烧产生的热量不足或者散热过快(散热大于产热),混合气体就不能再继续着火燃烧火焰也就会熄灭。
为此人们广泛采用波纹板式阻火器。波纹板式的阻火芯将管道截面分割成了多个三角形截面孔允许气体通过但是不允许火焰通过。波纹板式的阻
火器之所以能有效阻火的功能主要取决于孔隙的大小及孔的长度(即阻火芯的厚度)和爆炸火焰传播的速度,设计得好的阻火器应具有低流阻和高
阻火的性能。波纹板能阻火的原理设计基础是依赖于人们对于火焰通过阻火器狭隙时"猝息"的现象研究出来的的阻火产品。人们通过各种不同的
试验证明容器的尺寸大小和形状对爆炸极限有着影响,容器直径越小爆炸范围越窄。可燃烧物也随着管径减小,火焰蔓延速度也减小,当管径小
到了一定程度时火焰便不能通过而自动熄灭。对于那些不同的爆炸性气体混合物都有一定对应的临界火焰直径。从散热来解释,随着管径的减小
单位体积的气体就会有较多的热量消耗在管壁上,即热损失随之增加则火焰传播速度就会自然降低。此外火焰通过阻火器狭隙时"猝息"现象的原
因还可用器壁效应,即用链反应的理论来说明:
燃烧所以能持续不断条件是新生的自由基数量必须等于或大于消失的自由基。随着管径的缩小自由基与反应分子间的碰撞概率不断减少,自由基
与器壁的碰撞概率在不断的增大。这样当器壁的间距降低到某一数值时器壁效应会使火焰无法获得继续燃烧的条件而"猝息"。根据以上的阻火的
原理--器壁效应使孔隙通道变小而使新生的自由基数量比消失的自由基数量少同时能量也随之转换,使火焰的热量迅速损失从而促使燃烧温度急
剧的下降;当温度降到一定程度时火焰即被自动熄灭。为此阻火层的材料应该选用导热系数大、熔点高、耐腐蚀性好的材质。
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