氫氣阻火器的應(yīng)用和氫氣阻火器的主要形式
不銹鋼氫氣阻火器
氫氣是一種極易燃燒和爆炸的氣體,為了能夠防止外界火花串入氫氣管道或設(shè)備內(nèi)阻止氫氣管道因回火引起爆炸,應(yīng)用氫氣管道阻火器具有它的特殊性。
1、氫氣火焰速度
管道內(nèi)氫氣火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c點(diǎn)火距離和管道直徑等是有關(guān)聯(lián)的,由表1可以看出在開(kāi)口端點(diǎn)火時(shí)氫氣與其它氣體火焰速度的比較。
由表1試驗(yàn)結(jié)果表明氫氣在管道內(nèi)回火極易引發(fā)爆轟。因此使用于氫氣管道上的阻火器必須是經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的。由于發(fā)生爆轟時(shí)火焰的傳播速度可達(dá)
2000m/s以上,同時(shí)瞬間的壓力為原始?jí)毫Φ?/span>40倍因此氫氣管道內(nèi)發(fā)生回火引起爆轟是非常危險(xiǎn)的。
表1氫氣與其它種氣體火焰速度的比較
點(diǎn)火距離 (m) |
丙烷、空氣 (m/s) |
乙烯、空氣 (m/s) |
氫氣、空氣 (m/s) |
1.5 |
70 |
70 |
D |
3 |
100 |
152 |
D |
10 |
100 |
D |
D |
2、氫氣阻火器性能試驗(yàn)要求氫氣阻火器性能試驗(yàn)要求目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),但可參考GB13347《石油氣體管道阻火器阻火性能和試驗(yàn)方法》規(guī)定。
1)試驗(yàn)介質(zhì)應(yīng)采用99%的氫氣,試驗(yàn)介質(zhì)濃度為37.5±0.5%(體積比)。
2)阻爆轟型阻火器必須連續(xù)經(jīng)受13次阻爆轟試驗(yàn),每次必須成功阻止超音速火焰通過(guò),13次試驗(yàn)中若有一次不能阻爆轟則被認(rèn)為不合格。
3)阻火器殼體強(qiáng)度應(yīng)能承受1.5倍設(shè)計(jì)壓力的水壓試驗(yàn)而無(wú)滲漏。
4)阻火器組裝后應(yīng)能承受設(shè)計(jì)壓力的嚴(yán)密性液壓試驗(yàn)無(wú)滲漏。
3、氫氣阻火器的應(yīng)用
根據(jù)有關(guān)規(guī)定、以下情況應(yīng)安裝阻火器:
1)以氫氣為燃料的噴嘴后面應(yīng)安裝相應(yīng)直徑的氫氣阻火器,以防止回火引起危險(xiǎn)。
2)當(dāng)氫氣作焊接、切割、燃料等使用時(shí),每臺(tái)(組)用氫設(shè)備的支管上應(yīng)設(shè)阻火器。
3)氫氣放空管應(yīng)設(shè)阻火器,室內(nèi)放空管的出口應(yīng)安裝在高出屋頂2m以上。室外設(shè)備的放空管則應(yīng)高于附近有人操作的最高設(shè)備2m以上。
4、氫氣阻火器的主要型式
目前通用于氫氣管道上的阻火器的型式主要有波紋板式和充填型兩種。
1)波紋板型阻火器:阻火器的阻火層是阻止火焰通過(guò)的關(guān)鍵元件。阻火層是用不銹鋼帶壓制成一定尺寸的波紋帶,在兩層波紋帶之間加一層用
0.1~0.15mm厚的扁平薄帶,纏繞成圓形,在圓形斷面上形成許多三角形孔隙(三角形的高小于0.4mm)其厚度還應(yīng)大于80mm。這種結(jié)構(gòu)的波紋板
型阻火器能有效阻止氫氣發(fā)生的爆轟火焰的通過(guò)。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單流體阻力小,易于置換和清洗。
2)充填型阻火器:阻火器的金屬殼體內(nèi)放置直徑為0.5~1mm的金屬球或玻璃球等充填物,充填層高度不小于80mm在充填層上下兩面有金屬網(wǎng)
架支撐。利用充填層顆粒之間的孔隙作為火焰通道阻止爆轟火焰通過(guò)。通常按使用管道直徑選用充填型阻火器殼體的尺寸(見(jiàn)表2)。此種阻火器的
缺點(diǎn)是體積大、重量大、流體阻力大、置換與清洗均不方便所以只適用于小管徑。
表2管道直徑與充填型阻火器尺寸
管道直徑(mm) |
阻火器內(nèi)徑(mm) |
阻火器長(zhǎng)度(mm) |
15 |
50 |
200 |
20 |
80 |
230 |
25 |
100 |
250 |
40 |
150 |
300 |
50 |
200 |
350 |
70 |
250 |
400 |
80 |
300 |
450 |
目前氫氣阻火器還有選用金屬網(wǎng)型阻火器的是絕對(duì)不能允許的。因?yàn)樵囼?yàn)證明它根本不能阻止氫氣火焰通過(guò)。充填物選為鋁屑的阻火器更不能用。
因?yàn)?/span>鋁屑遇高溫熔化根本達(dá)不到阻火目的。
氫氣阻火器的設(shè)計(jì)和制造必須具有充足的試驗(yàn)數(shù)據(jù),證明它能阻止爆轟火焰通過(guò)。同時(shí)要經(jīng)過(guò)安全部門(mén)的批準(zhǔn)方可生產(chǎn),不能未經(jīng)試驗(yàn)就自行生產(chǎn)
這很不安全。
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