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阻爆轰型阻火器在实际工况中的应用

点击次数:620 发布时间:2017-06-13

阻爆轰型阻火器广泛应用于yi燃液体、蒸气和气体处理领域的防爆。人们常常认为阻爆轰型阻火器能提供全面的保护这种误解会导致具有潜在危险的安装。转变这种不正确的认识关键要理解两种阻爆轰型阻火器(稳定和非稳定)之间的根本区别。合理设计防爆和防护系统并且遵守严格的操作程序,应能避免在很多工艺中产生易ran气体/蒸气和空气混合物着火爆炸。然而在储罐通风和蒸气收集系统中这种风险要大得多因此合理使用阻爆轰型阻火器是确保设备在使用寿命中安全性的zui重要因素。爆轰发生在具有长管道的开放或封闭管道系统中。当气体/空气混合物在管道内着火燃烧,混合物体积因而增加导致其前方的未燃混合物被预先压缩且火焰锋随着燃烧率的升高而加快。该过程的早期阶段称为爆燃这时火焰速度为亚音速且压力波遥遥于火焰锋;通常对于在环境条件下引发的爆炸火焰速度小于100 m/s且压力低于0.1MPa.g,但若转变为爆轰则火焰速度和压力可分别达到 200~300m/s以及1MPa.g。由于燃烧过程进一步加快zui后火焰锋和压力波相遇,在"爆燃转爆轰(DDT"区形成高压冲击波该冲击波靠近火焰锋前方。DDT区的另一个特征是超压爆轰或不稳定爆轰其猛烈的冲击波压缩可带来15 MPa.g 以上的瞬时压力以及 3000 m/s以上的火焰速度。这些冲击波迅速消散爆轰波变得稳定同时压力约为 2~3 MPa.g火焰速度通常为1600~2000 m/s爆轰只会在特定的气体/蒸气浓度范围内发生,通常浓度都在所涉及材料的正常可燃范围内接近稀/浓极限时会出现驰振爆轰现象。火焰速度由于管道方向更改而临时衰减为爆燃区的速度时也会出现这种现象。这主要说明火焰锋可通过 DDT/不稳定爆轰区在爆燃和稳定爆轰之间反复变化,而这是极其危险的。稳定爆轰只会发生在不稳定爆轰后强调这一点很重要。在很大程度上稳定和不稳定爆轰的出现取决于管道直径、管道配置、管道类型(例如滑顺焊接、带法兰接头的粗焊接)、气体/蒸气类型、空气中的气体/蒸气浓度、工作温度和工作压力。只有在带化学计量试验气体的受控实验室条件下,才有可能预测出现这些现象的位置在工艺装置中处理气体/蒸气(浓度接近可燃性稀/浓极限且位于包含无数弯头、阀门等的管道中)的可能性比标准试验气体(丙烷、乙烯或氢气)高。这些因素会影响防爆措施(尤其是阻爆轰型阻火器)的应用。阻爆轰型阻火器的工作原理 :阻火匣式阻爆轰型阻火器使用小阻火匣与阻火匣长度来提供大量热传播表面积,来自燃烧气体的热量通过阻火匣内的边界层消散zui终冷却到其自燃温度以下。所需阻火匣大小取决于实际气体/蒸气且可使用所有yi燃气体/蒸气的基本属性"zui大试验安全间隙 (MESG)"来定义。  

典型MESG和气体组别(根据ISO168522008

材料

MESG

气体组别(ISO168522008

乙酸

1.69mm

IIA1

甲烷

1.14mm

IIA1

丙酮

1.04mm

IIA

乙烷

0.93mm

IIA

乙醇

0.89mm

IIB1

四氢呋喃

087mm

IIB1

二甲醚

0.84mm

IIB2

乙烯

0.65mm

IIB3

环氧乙烷

0.59mm

IIB

氢气

0.29mm

IIC

所需的阻火匣长度通过试验确定基本上是火焰速度的函数,由于阻爆轰型阻火器的高火焰速度其阻火匣长度通常比阻爆燃型阻火器大。一般不稳定阻爆轰型阻火器的阻火匣长度比稳定大,但更重要的是它需要更坚固的元件支撑架来承受不稳定事件带来的更大作用力。通过使用整体逆流减震器爆轰也可在到达元件前衰减为爆燃。稳定阻爆轰型阻火器:虽然稳定阻爆轰型阻火器已在德国普遍使用并经ISO16852:2008认可但由于它完全忽略DDT/不稳定爆轰和驰振爆轰的存在且似乎仅依赖于已接受的风险级别所以存在根本缺陷。