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阻火器工作原理
閱讀：1811 發(fā)布時(shí)間：2018-5-9阻火器，又被稱作防火器或隔火器，是種在工業(yè)中被廣泛應(yīng)用的設(shè)備。阻火器是種用于組織易燃液體、燃?xì)怏w和易燃蒸汽產(chǎn)生的火焰進(jìn)入管道，從而蔓延至整個(gè)設(shè)備產(chǎn)生危害的種裝置。阻火器用于工業(yè)的歷史非常悠久，zui早可以追溯至上世紀(jì)20年代，當(dāng)時(shí)就已經(jīng)被運(yùn)用于石油工業(yè)。隨著工業(yè)的進(jìn)展腳步迅速向前，煤礦、鐵路、化工、采運(yùn)等工業(yè)系統(tǒng)也已廣泛運(yùn)用阻火器，并發(fā)揮著重大作用。
為什么阻火器能夠阻火，這是因?yàn)樽杌鹌魇怯稍S多能夠透過氣體的細(xì)小管道和細(xì)小空隙的材料組成的，這些管道和空隙由于極其微小，因此可以阻隔火焰，能使火焰熄滅。簡(jiǎn)而言之，阻火器的工作機(jī)理就是傳熱作用也器壁效應(yīng)。
阻火器的傳熱作用，就是指透過氣體的細(xì)小管道和細(xì)小空隙，當(dāng)火焰進(jìn)入到細(xì)小管道后，形成了微小的火焰流?；鹧媪鹘佑|到通道進(jìn)行了冷熱交流，使得溫度下降，便可使火焰熄滅。傳熱作用是熄火的種原因，但卻并不是主要原因。
器壁效應(yīng)才是阻火器阻止火焰的zui主要原因。器壁效應(yīng)是種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，通過器壁效應(yīng)，造成無法讓火焰繼續(xù)傳播的效果。
阻火器是現(xiàn)代工業(yè)中*的阻火裝置。雖然它為現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展帶來了許多方便，但是它卻并不是個(gè)新鮮事物。阻火器的誕生zui早可以追溯到上世紀(jì)20年代，當(dāng)時(shí)就已經(jīng)將阻火器運(yùn)用到石油工業(yè)中。如今，阻火器的用途早已拓寬，在化工、采運(yùn)、煤礦、鐵路等工業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)作中被廣泛應(yīng)用，并具有十分重要的影響。
業(yè)內(nèi)流傳著句很經(jīng)典的話：阻火器定要設(shè)置在合適的位置，只有這樣才能做到保證安全，同時(shí)又可以降低阻火器的價(jià)格，達(dá)到安全和經(jīng)濟(jì)兼得的目的。因此，可見阻火器的位置對(duì)阻火器的選型是具有定影響的。
所謂的阻火器的位置對(duì)阻火器選型的影響，指的是火源與阻火器之間的位置差別，由于距離的不同，使得對(duì)阻火器選型造成的不同。通常來說，當(dāng)?shù)竭_(dá)阻火器的火焰速度低于聲速時(shí)，應(yīng)該選擇阻爆燃型阻火器。到達(dá)阻火器的火焰速度等于和高于聲速時(shí)，應(yīng)該選擇阻爆轟型阻火器。
雖然兩者名字只差兩個(gè)字，但是在構(gòu)造上卻是千差萬別的。在價(jià)格上，阻爆轟型阻火器要比阻爆燃型阻火器價(jià)格高許多。在阻爆轟型阻火器中，價(jià)格越高，使用的元件的就越，構(gòu)造越是復(fù)雜。因此，設(shè)在合適的位子，才能使阻火器達(dá)到*的使用效果，凸顯出安全又經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。
阻火器(又名防火器、隔火器) 是用來阻止燃?xì)怏w和易燃液體蒸氣的火焰蔓延的安全裝置。早在1928 年阻火器已被應(yīng)用于石油工業(yè), 以后隨著工業(yè)發(fā)展廣泛用于化學(xué)工業(yè)、煤礦、水運(yùn)、采油、鐵路運(yùn)輸、煤氣輸送管網(wǎng)及油氣回收系統(tǒng)等。
1 阻火器的阻火機(jī)理
大多數(shù)阻火器是由能夠通過氣體的許多細(xì)小通道或孔隙的固體材質(zhì)所組成, 對(duì)這些通道或孔隙要求盡量小, 小到能使火焰被熄滅?；鹧婺軌虮幌绲臋C(jī)理是傳熱作用和器壁效應(yīng)。
1.1 傳熱作用
阻火器是由許多細(xì)小通道或孔隙組成的, 當(dāng)火焰進(jìn)入這些細(xì)小通道后, 就形成許多細(xì)小的火焰流。由于通道的傳熱面積大, 火焰通過通道壁進(jìn)行熱交換后, 溫度下降, 達(dá)到定程度火焰可以熄滅。根據(jù)英國(guó)羅卜爾(M ·Roper) 對(duì)波紋型阻火器進(jìn)行的試驗(yàn)表明, 當(dāng)把阻火器材料的導(dǎo)熱性提高460 倍時(shí), 其熄滅直徑僅改變216%。這說明材質(zhì)問題是次要的。也就是說傳熱作用是熄滅火焰的種原因, 但不是主要的原因。
1.2 器壁效應(yīng)
根據(jù)燃燒與爆炸連鎖反應(yīng)理論, 認(rèn)為燃燒與爆炸現(xiàn)象不是分子間直接作用的結(jié)果, 而是在外來能源(熱能、輻射能、電能、化學(xué)能等) 的激發(fā)下, 使分子鍵受到破壞, 產(chǎn)生具備反應(yīng)能力的分子(稱為活性分子) , 這些活性分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí), 首先分裂為十分活潑而壽命短促的自由基?；瘜W(xué)反應(yīng)是靠這些自由基進(jìn)行的。自由基與另分子作用的結(jié)果除了生成物之外, 還能產(chǎn)生新的自由基。這些新的自由基反復(fù)地反應(yīng), 又消耗又生成, 不斷地進(jìn)行下去。由此可知易燃混合氣體自行燃燒(在開始燃燒后, 沒有外界能源的作用) 的條件是: 新產(chǎn)生的自由基數(shù)等于或大于消失的自由基數(shù)。
隨著阻火器通道尺寸的減小, 自由基與反應(yīng)分子之間碰撞幾率隨之減少, 而自由基與通道壁的碰撞幾率反而增加, 這樣就促使自由基反應(yīng)減低。當(dāng)通道尺寸減少到某數(shù)值時(shí), 這種器壁效應(yīng)就造成了火焰不能繼續(xù)傳播的條件, 火焰即被阻止。因此器壁效應(yīng)是阻止火焰的主要機(jī)理。
2 阻火器的選型
2.1 阻火器按用途選型:
阻火器按用途可分儲(chǔ)罐阻火器、加油站阻火器、加熱爐阻火器、火炬阻火器、放空管阻火器、煤氣輸送管阻火器等。
2.2 阻火器按安裝位置選型
管端阻火器: 安裝在排氣管的端部;
管道阻火器: 安裝在管道中間位置。
2.3 阻火器按阻止火焰速度選型
阻爆燃型阻火器: 能阻止以亞音速傳播的爆炸火焰通過;
阻爆轟型阻火器: 能阻止以沖擊波為特征、以超音速傳播的爆炸火焰通過。
2.4 阻火器按氣體分級(jí)選型:
適用于I 級(jí)氣體的阻火器;
適用于IIA 級(jí)氣體的阻火器;
適用于IIB 級(jí)氣體的阻火器;
適用于IIC 級(jí)氣體的阻火器( 氣體分級(jí)見HGJ 21289)。