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阻火器在燃烧炉火炬系统应用

点击次数:588次 发布时间:2017-03-04

阻火器安装在装置进、出口处或管道上它作用是允许介质流通而阻止火焰传播通过。近年来欧盟加强了可燃气体、可燃液体及蒸汽的储存、加工和运输的安全规范,并从90年代末开始施行了新的欧洲标准94 EG(通常称之为ATEX 100a)。 对燃烧炉/ 火炬系统新标准在安全防范措施和限制气体排放上提出了更高的要求。对企业经营者而言就意味着必须建立拥有废气处理系统的一体化装置来符合安全和环保要求。燃烧炉/火炬系统的安全因素及相关标准在使用过程中yi燃易bao气体以及火源是我们要面临的主要问题。火焰可以通过管道系统传播进而引发生产装置或者储罐爆zha造成巨大损失。尤其危险的是:当火焰沿管道传播时,火焰的传播速度和冲击波压力将在短时间内急剧升高。当管道足够长时爆炸可以由爆燃阶段(火焰传播速度为亚音速,冲击波瞬间压1-1000 kPa)发展到爆轰阶段(火焰传播速度大于音速冲击波瞬间压力2000-10000 kPa)见表1 。化学工业中许多装置比如大型油罐基于造价原因是不具备防爆功能的一旦遇到爆炸冲击灾难难以避免。此时就必须采用安全措施抵御来自爆炸的威胁保证装置安全。           

不同燃烧类型下的火焰传播速度和冲击波压力 1

 

爆燃

爆轰

火焰传播速度(ms-1

1-300

1800

冲击波压力(瞬间)/kpa

1-1000

2000-10000

依照欧洲标准EN 1127-1,把气体的爆炸威力(火焰击穿能力)根据其"zui大实验安全间隙值"MESG:)分。zui大实验安全间隙值与温度和压力相关和其他常数(比如密度闪点等)一样是描述物质基本化学性质的常数。随着温度和压力的升高物质的zui大实验安全间隙值将随之降低。所以我们对使用在高温和高压下的环境下阻火器选用要求更为严格,在生产过程中遇到yi燃、yi爆气体(有MESG值)同时生产设备/装置按照欧洲标准划分在危险区域内,就要根据火源的类型来选择持久耐用的阻火器。在欧洲还要求阻火器必须通过欧洲标准EN 12874 测试为确保安全我们通常还使用监测手段对阻火器本身进行监控。见表2

2可燃性气体分类

爆炸级别(国际标准)

MESG/mm

典型气体

混合气体体积分数/

II A

0.9

丙烷

4.2

II B1

0.85

乙烯

5.0

II B2

0.75

乙烯

5.5

II B3

0.65

乙烯

6.5

II B

0.50

氢气

45

II C

0.50

氢气

28.5

可燃气体放空管道在接入火炬或燃烧炉前应设置阻火器。通常我们使用的是管道型阻爆燃/ 爆燃阻火器。管道型爆燃/爆轰阻火器管道型爆燃/爆轰阻火器相对液压阻火器有以下优点:可大大减少对阻火器的监控要求,检修方便无需考虑污水处理压降小等。干燥型阻火器的核心部件是不锈钢波纹板阻火器盘,它由平滑和波纹钢带交替缠绕而成,二者间所形成的微小空隙既为介质或火焰的通道。见图1

           

图中空隙尺寸为阻火盘标准化生产的重要参数,火焰一旦抵达阻火盘即被切割成无数小块,通过火焰和钢带间的热传导作用,火焰被冷却、熄灭,达到灭火目的。根据阻火器的安装位置离火源的距离,即所谓管道长与直径比(L D),我们可选择阻爆轰型或者阻爆燃型阻火器。阻爆燃型阻火器适用于L/D<50,阻爆轰型阻火器则可安装在管道任何位置无需顾及L 值。朝向火焰的阻火盘上通常要安插一温度探测计,以探测可能发生在阻火盘上的稳定燃烧。

安全喷嘴-防止回火,当火炬或者燃烧炉正常运行时,燃烧气体的外喷速度远远大于火焰回窜速度,燃烧炉/火炬系统所使用的高速喷嘴,本身就能起到阻止回火的作。但是在燃烧炉/火炬系统装置开工或者停工阶段,当物料流量低于要求值时既存在回火的可能性。所以单是高速喷嘴不能保证装置安全必须要结合阻火器。阻火器是阻止火焰蔓延和防止因回火而引起爆炸的安全设备。它广泛运用在化学工业当中,是确保安全生产、保护人民生命财产安全的忠诚卫士。