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阻爆轟型阻火器在實際工況中的應用

來源:上海南石儲罐設備科技有限公司   2017年06月13日 10:19  

阻爆轟型阻火器廣泛應用于yi燃液體、蒸氣和氣體處理領域的防爆。人們常常認為阻爆轟型阻火器能提供全面的保護這種誤解會導致具有潛在危險的安裝。轉變這種不正確的認識關鍵要理解兩種阻爆轟型阻火器(穩(wěn)定和非穩(wěn)定)之間的根本區(qū)別。合理設計防爆和防護系統(tǒng)并且遵守嚴格的操作程序,應能避免在很多工藝中產生易ran氣體/蒸氣和空氣混合物著火爆炸。然而在儲罐通風和蒸氣收集系統(tǒng)中這種風險要大得多因此合理使用阻爆轟型阻火器是確保設備在使用壽命中安全性的zui重要因素。爆轟發(fā)生在具有長管道的開放或封閉管道系統(tǒng)中。當氣體/空氣混合物在管道內著火燃燒,混合物體積因而增加導致其前方的未燃混合物被預先壓縮且火焰鋒隨著燃燒率的升高而加快。該過程的早期階段稱為爆燃這時火焰速度為亞音速且壓力波遙遙于火焰鋒;通常對于在環(huán)境條件下引發(fā)的爆炸火焰速度小于100 m/s且壓力低于0.1MPa.g,但若轉變?yōu)楸Z則火焰速度和壓力可分別達到 200~300m/s以及1MPa.g。由于燃燒過程進一步加快zui后火焰鋒和壓力波相遇,在"爆燃轉爆轟(DDT"區(qū)形成高壓沖擊波該沖擊波靠近火焰鋒前方。DDT區(qū)的另一個特征是超壓爆轟或不穩(wěn)定爆轟其猛烈的沖擊波壓縮可帶來15 MPa.g 以上的瞬時壓力以及 3000 m/s以上的火焰速度。這些沖擊波迅速消散爆轟波變得穩(wěn)定同時壓力約為 2~3 MPa.g火焰速度通常為1600~2000 m/s爆轟只會在特定的氣體/蒸氣濃度范圍內發(fā)生,通常濃度都在所涉及材料的正常可燃范圍內接近稀/濃極*會出現(xiàn)馳振爆轟現(xiàn)象。火焰速度由于管道方向更改而臨時衰減為爆燃區(qū)的速度時也會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。這主要說明火焰鋒可通過 DDT/不穩(wěn)定爆轟區(qū)在爆燃和穩(wěn)定爆轟之間反復變化,而這是極其危險的。穩(wěn)定爆轟只會發(fā)生在不穩(wěn)定爆轟后強調這一點很重要。在很大程度上穩(wěn)定和不穩(wěn)定爆轟的出現(xiàn)取決于管道直徑、管道配置、管道類型(例如滑順焊接、帶法蘭接頭的粗焊接)、氣體/蒸氣類型、空氣中的氣體/蒸氣濃度、工作溫度和工作壓力。只有在帶化學計量試驗氣體的受控實驗室條件下,才有可能預測出現(xiàn)這些現(xiàn)象的位置在工藝裝置中處理氣體/蒸氣(濃度接近可燃性稀/濃極限且位于包含無數(shù)彎頭、閥門等的管道中)的可能性比標準試驗氣體(丙烷、乙烯或氫氣)高。這些因素會影響防爆措施(尤其是阻爆轟型阻火器)的應用。阻爆轟型阻火器的工作原理 :阻火匣式阻爆轟型阻火器使用小阻火匣與阻火匣長度來提供大量熱傳播表面積,來自燃燒氣體的熱量通過阻火匣內的邊界層消散zui終冷卻到其自燃溫度以下。所需阻火匣大小取決于實際氣體/蒸氣且可使用所有yi燃氣體/蒸氣的基本屬性"zui大試驗安全間隙 (MESG)"來定義。  

典型MESG和氣體組別(根據(jù)ISO168522008

材料

MESG

氣體組別(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

四氫呋喃

087mm

IIB1

二甲醚

0.84mm

IIB2

乙烯

0.65mm

IIB3

環(huán)氧乙烷

0.59mm

IIB

氫氣

0.29mm

IIC

所需的阻火匣長度通過試驗確定基本上是火焰速度的函數(shù),由于阻爆轟型阻火器的高火焰速度其阻火匣長度通常比阻爆燃型阻火器大。一般不穩(wěn)定阻爆轟型阻火器的阻火匣長度比穩(wěn)定大,但更重要的是它需要更堅固的元件支撐架來承受不穩(wěn)定事件帶來的更大作用力。通過使用整體逆流減震器爆轟也可在到達元件前衰減為爆燃。穩(wěn)定阻爆轟型阻火器:雖然穩(wěn)定阻爆轟型阻火器已在德國普遍使用并經(jīng)ISO16852:2008認可但由于它*忽略DDT/不穩(wěn)定爆轟和馳振爆轟的存在且似乎僅依賴于已接受的風險級別所以存在根本缺陷。

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