阻火器的設(shè)計方法參考和基本選用原則
化工設(shè)計中阻火器的設(shè)計和選用是重要和復(fù)雜的，直接影響化工生產(chǎn)的操作和安全。從阻火器的設(shè)計計算和選用等方面，論述阻火器在設(shè)計和選用
中應(yīng)采用的方法和應(yīng)注意的因素，以期正確設(shè)計和選用阻火器。
一、阻火器的設(shè)計：
1、阻火層
應(yīng)根據(jù)使用的氣體的組成、溫度、壓力、流率、壓降及其安裝位置設(shè)計阻火層。
熄滅直徑的計算通常應(yīng)通過試驗得到易燃?xì)怏w的熄滅直徑,但作為參考，熄滅直徑還可由式(1)計:
DO=6.796H
式中D0為熄滅直徑mm；
H為最小點(diǎn)火能量m。幾種氣體的標(biāo)準(zhǔn)燃燒速度和熄滅直徑表。
幾種氣體的標(biāo)準(zhǔn)燃燒速度和熄滅直徑表
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氣體名稱 |
標(biāo)準(zhǔn)燃燒速度 (m /s) |
熄滅直徑 (mm) |
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甲烷/空氣 |
0.365 |
3.68 |
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丙烷/空氣 |
0.457 |
2.66 |
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丁烷/空氣 |
0.396 |
2.8 |
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己烯/空氣 |
0.396 |
3.04 |
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乙烯/空氣 |
0.701 |
1.9 |
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城市煤氣/空氣 |
1.127 |
2.03 |
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乙炔/空氣 |
1.767 |
0.787 |
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氫氣/空氣 |
3.352 |
0.86 |
阻火層能夠阻止的最高火焰速度阻火層的有效阻止火焰速度要通過試驗決定，但作為參考波紋型、金屬網(wǎng)型和多孔板型阻火層能夠阻止最高火焰速度
可用式(2)計算。
V=0.38AY/d2
式中V為阻火層能夠阻止最高火焰速度m/s；
A為有效面積比(即阻火層面積與阻火層空障面積之比)；
Y為阻火層厚度mm；
d為孔隙直徑cm。使用式(2)應(yīng)符合以下條件:
(1)d值不超過氣體的熄滅直徑的50%。
(2)對于波紋型阻火器Y值至少為13mm。
(3)適用于單層金屬網(wǎng)。
2、阻火層厚度的計算
如果已知阻火層能夠阻止最高火焰速度，則也可以根據(jù)式(2)反過來計算需要的阻火層厚度。波紋型阻火器阻火層厚度和波紋高度與氣體分級的關(guān)系見表。
波紋型阻火器阻火層厚度和波紋高度與氣體分級的關(guān)系表
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氣體分級 |
IIA |
IIB |
IIC |
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波紋高度mm |
0.61 |
0.61 |
0.43 |
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阻火層厚度mm |
19 |
38 |
76 |
注:氣體分級見《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058-2001
阻火器壓力降
1、金屬網(wǎng)型阻火器
雷諾數(shù)（雷諾數(shù)又稱雷諾準(zhǔn)數(shù)，是用以判別粘性流體流動狀態(tài)的一個無因次數(shù)群）如下:
Re=ρud(1-Md)/[4μe(1-e)]
當(dāng)雷諾數(shù)<5000時根據(jù)以下經(jīng)驗公式計算阻力系數(shù):
N=PD21/[4hρu2(1-e)]
lg15N=1.75Re
式中P為流體密度kg/m3；
u為阻火器內(nèi)流體速度ft/s；
d為金屬網(wǎng)絲直徑mm；
M為金屬網(wǎng)目數(shù)；
μ為流體粘度Pa·s；
e為阻火層體積孔隙率=阻火層有效空間體積/總體積%；
N為阻力系數(shù)；
P為金屬網(wǎng)阻火器壓力降inH2O；
D1為孔隙的水力直徑mm；
h為金屬網(wǎng)層厚度mm。
2、波紋型阻火器
根據(jù)以下經(jīng)驗公式計算雷諾數(shù)：
Re=ρud/ue
當(dāng)雷諾數(shù)<5000時根據(jù)以下經(jīng)驗公式計算阻力系數(shù)：
N=PD21/4hρu2-Z
當(dāng)雷當(dāng)諾數(shù)<2000時N=4.0Re
當(dāng)雷諾數(shù)>2000時N=0.353Re
P=1.14×10-4
(u/e)1.082h0.665/d1.583
式中P為流體密度kg/m3；
u為阻火器內(nèi)流體速度ft/s；
d為波紋板厚度mm；
μ為流體粘度Pa·s；
e為阻火層體積孔隙率=阻火層有效空間體積/總體積%；
N為阻力系數(shù)；
P為波紋型阻火器壓力降inH2O；
D1為孔隙的水力直徑mm；
h為波紋型阻火層厚度mm；
Z為總的進(jìn)出口壓力損失系數(shù):Z=8h(2.5-2e2)/d
3、多孔板型阻火器
根據(jù)以下經(jīng)驗公式計算雷諾數(shù):
Re=ρud/(μe)
當(dāng)雷諾數(shù)<1000時,根據(jù)以下經(jīng)驗公式計算流量系數(shù)：
C=(u/e)[(1-e2)/(2gP)]
P=2.2×10-4u2(0.95/e)0.1(1-e2)K
式中C為流量系數(shù)；
d為孔板孔徑mm；
g為重力加速度ft/s2；
P為多孔板型阻火器壓力降inH2O。
K=1/C2其它符號意義同前。
二、選用原則：
(1)所選用阻火器的安全阻火速度應(yīng)大于安裝位置可能達(dá)到的火焰?zhèn)鞑ニ俣取?/span>
(2)與燃燒器連接的可燃?xì)怏w輸送管道在無其他防回火設(shè)施時應(yīng)設(shè)置阻火器：①阻止以亞音速傳播的火焰,應(yīng)使用阻爆燃型阻火器，其安裝位置宜靠近火源；
②阻止以音速或超音速傳播的火焰，應(yīng)使用阻爆轟型阻火器，要注意其爆轟波吸收器應(yīng)朝有可能產(chǎn)生爆轟的方向，否則將失去阻爆轟的作用。
(3)在寒冷地帶使用阻火器，應(yīng)選用部分或整體帶加熱套的殼體，也可采用其它伴熱方式。
(4)在特殊情況下，可根據(jù)需要選用設(shè)有沖洗管、壓力計和排污口等接口的阻火器。
(5)安裝于管端的阻火器，當(dāng)管道公稱直徑小于DN50時宜采用螺紋連接；當(dāng)管道公稱直徑大于DN50時宜采用法蘭連接。
(6)安裝于管道中的阻火器宜采用法蘭連接。
(7)安裝于管端的阻火器應(yīng)帶有可自動開啟的防雨通風(fēng)罩。
(8)儲罐之間的氣相連通管道各支管上的阻火器應(yīng)選阻爆轟型阻火器。
(9)儲罐頂部的油氣排放管道應(yīng)在與罐頂?shù)倪B接處選用阻爆轟型阻火器。
(10)儲罐頂部保護(hù)性氣體及油氣排放管道的集合管上應(yīng)選阻爆轟型阻火器。緊急放空管道應(yīng)設(shè)置阻爆燃型阻火器。
(11)裝卸設(shè)施的油氣排放或回收總管與各支線的氣相管道之間應(yīng)設(shè)置阻爆轟型阻火器。
(12)可燃?xì)怏w放空管道在接入火炬前若設(shè)置阻火器時，應(yīng)設(shè)置阻爆轟型阻火器。
(13)阻火器的材質(zhì)選用應(yīng)滿足以下要求：
①安裝于管端的阻火器殼體應(yīng)采用鑄鐵和含鎂量不大于0.5%的鑄鋁合金，也可按設(shè)計要求采用其它材料；
②安裝于管道中的阻火器殼體應(yīng)采用鑄鐵或碳鋼焊接，也可按設(shè)計要求采用其它材料；
③阻火層芯件和安裝于管道中的阻火器芯殼及芯件壓環(huán)應(yīng)選用不銹鋼；
④安裝于管端的阻火器芯殼及芯件壓環(huán)應(yīng)采用鑄鐵或鑄鋁。- 上一篇：管道過濾器的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),制造及檢驗試驗要求 2017/4/14
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