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氢气系统中氢气阻火器应用存在什么样的问题

点击次数:1356次 发布时间:2016-08-09

              氢气阻火器

氢气是一种极易燃烧和爆炸的气体为防止外界火源窜入氢气管网和设备之内,防止氢气管道因回火而引起爆炸应采用氢气阻火器.

一、 氢气火焰传播的速度高:管道内氢气火焰传播速度与点火距离管、道直径有直接关系。

由表1 可以看出在开口端点火时 氢气与其它种气体火焰速度的比较。 

        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

注:D表示爆轰火焰传播速度可达2133m 

有表1试验结果表明氢气在管道内发生回火极易产生爆轰。因此使用于氢气管道上的阻火器必须经过特殊设计制造。由于发生爆轰时火焰速度能达2000m/s 以上,同时瞬间压力为原始压力的40倍,因此氢气管道内发生回火引起爆轰是非常危险的。

二、 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,但可参考国外的标准进行。

1、试验介质应采用纯度为99%的氢气, 试验介质浓度为3713015% (体积比) 

2、阻爆轰氢气阻火器必须连续经受13次试验,每次必须能阻止爆轰火焰通过, 13 次试验中有一次不能阻止爆轰火焰则被认为不合格。 

3、阻火器壳体强度应能承受115倍设计压力的水压试验。

4、阻火器组装后应对整体进行设计压力的水压试验 以保证阻火器整体的安全性。 

三、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爆炸。

2、当氢气作焊接、切割燃料等使用时, 每台() 用氢设备的支管上应设阻火器。

3、氢气放空排放系统的管网上应设阻火器, 室内 放空管的出口应高出屋顶2m 以上, 室外设备的放空管 应高于附近有人操作的zui高设备2m 以上。

四、氢气阻火器的主要结构型式: 目前通用于氢气管道上的阻火器的结构型式主要有两种

1、波纹结构型的阻火器: 阻火器的阻火层是阻止火焰通过的关键元件。阻火层应采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011 0115mm 厚的扁平薄带, 缠成圆形, 在圆形断面上形 成许多同样尺寸的三角形孔隙, 其厚度应大于80 mm该种结构型式的阻火器能有效阻止氢气发生的爆轰火焰通过。它的优点是结构比较简单, 流体阻力小易于置换和清洗。

2、填充结构型阻火器: 阻火器金属壳体内放置直径0151mm 的金属球状物或环状物等填充物, 填充物厚度不应该小于80mm ,在填充物上下两面有金属网架支撑。阻火器能够阻止氢气火焰通过, 是利用填充物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填充型阻火器尺寸(见表2)。此种阻火器必须经过测试方可使用。其缺点是体积大重量大流体阻力大, 但制造简单易于清洗, 所以只适用于小管径。

        2 管道直径与填充型阻火器尺寸

管道直径 (mm)

阻火器内径(mm)

阻火器长度(mm)

15

50

200

20

80

250

25

100

260

40

150

300

50

200

350

五、氢气阻火器应用存在的问题: 

1、氢气阻火器错误的选型与设计: 经过调查发现大部分仍选用金属网型阻火器。根据测试此种型式的阻火器阻止不了氢气的高速火焰, 氢气的燃烧速度达2700m/s 其爆轰时火焰速度可达2000m/s 以上,在这种速度下, 金属网型阻火器根本达不到阻火目的。更有用户采用填充物为铝屑的阻火器,更是有害无益。氢气的火焰温度高21002500℃。当氢气火焰通过阻火器时, 内部的铝屑早已熔化, 根本不能阻火,而成隐患。

2、未经测试就敢使用: 氢气阻火器应该经过有关部门严格测试, 经测试合格后方可推广使用。目前情况确与此相反不经测试也敢使用非常不安全。

3、对氢气阻火器的设计, 制造与选型应纳入标准化。目前只有氢气阻火器的使用标准而对氢气阻火器如何选型, 怎样正确设计与制造没有标准可依。这样造成无法可依, 形成无序生产造成隐患, 必须尽快制定标准以确保其使用安全。