化工装置中管道阻火器的选型和安装

李 光，季成祥

(烟台万华化工设计院有限公司，山东 烟台 264006)

化工装置中管道阻火器的选型和安装

李 光，季成祥

(烟台万华化工设计院有限公司，山东 烟台 264006)

阻火器是化工建设项目中经常用到的管道管件，本文主要针对化工装置的管道阻火器的选用及安装进行探讨，并提出一些建议和注意事项。

阻火器；工作原理；选用；安装

1 概述

阻火器通常被安装在储罐顶端或者进、出装置的管道上，其作用是用来阻止易燃气体和易燃液体蒸汽火焰发生初期时抑制火焰的传播。其由一种能够使气体通过、具有许多细小通道的材料组成。当发生火灾时，火焰进入阻火器后，阻火元件可以将火焰细分为多个细小的火焰流，因为气体被冷却和器壁效应使火焰流猝灭，进而达到抑制火焰传播的作用。目前阻火器由于简便有效，在石油化工装置上得到了广泛应用。

2 阻火器的类型

2.1 按使用场所划分

放空阻火器：该类型阻火器安装在储罐(或槽车)的放空管道上，以避免外部火焰进入储罐(或槽车)内。

管道阻火器：该类型阻火器安装在密闭管路系统中，以避免火焰从管路系统一端蔓延到另一端。其可分为阻爆燃型和阻爆轰型两种。

2.2 按阻火器阻止火焰的速度划分

阻爆轰型阻火器：通常应用于阻止声速和超声速传播的火焰蔓延。

阻爆燃型阻火器：用于阻止亚声速传播的火焰蔓延。

2.3 按照阻火器结构形式

充填型阻火器：又称填料型阻火器，由于本身结构达不到阻火性能，已被取代。

板型阻火器：分为平行板型和多孔板型，其原理为热传导和器壁效应。

金属网型阻火器：熄灭火焰的能力有限，该类型阻火器已很少应用。

液封型阻火器：可允许较大的流量通过，压降较小，用在含有少量固体粉粒的物料体系。

波纹型阻火器：制造较为简单，能阻止爆燃和爆轰火焰通过，被广泛应用。

3 阻火器工作原理

对于阻火器阻火的两个机理是：一是基于传热作用，二是基于器壁效应。

3.1 传热作用

阻火器是由许多细小通道或孔隙组成的，当火焰进入后就被分成许多细小的火焰流。由于通道的传热面积大，火焰流与阻火元件接触时热量被带走从而降低了温度，使火焰熄灭。

3.2 器壁效应

当燃烧的可燃气通过阻火元件的狭窄通道时，由于通道减小，使自由基与通道壁的碰撞几率增大而参与燃烧反应的自由基减少，从而达到灭火的目的。

4 影响阻火器选用的因素

4.1 最大试验安全间隙(MESG值)

选用阻火器类型时，先根据使用场所决定选用放空阻火器还是管道阻火器，之后根据介质种类、安装位置、阻火器与点火源之间的管道情况等因素共同判定是选用阻爆燃型阻火器还是阻爆轰型阻火器。另外影响阻火器选型的一个重要因素就是介质在实际工况下的MESG值。

表1 MESG分级表

(1)根据定义，最大实验安全间隙为在一定条件下刚好使火焰熄灭的通道尺寸。国标(GB3836.1-1983)《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》中规定，将爆炸性气体混合物按MESG分成不同的技术安全等级，如表1。

各种介质的MESG值与工作温度、工作压力及安装位置和点火源的距离有关，在有关资料中可查到利用标准试验装置，在标准状况下(0.1kPa，20℃)测得的MESG值。

(2)选用阻火器的原则是要求介质在操作工况下的MESG值大于阻火器鉴定书上标明的MESG值。

(3)混合气体的MESG值。对于由多种可燃性气体组成的混合气，应根据混合气体的具体组成来确定MESG值。对于实际混合气体通常需要进行试验以确定其MESG值，若没有试验条件，工业上常根据经验按照混合气各组分中最小的MESG值来确定。

4.2 火焰传播速度

火焰速度是指阻火器入口处的速度。管道内的火焰传播速度与介质种类和操作工况(所在的管道温度、压力有关，还与阻火器与点火源之间的距离以及管道形状、阻火器安装位置等)有关。一般工程经验：

若阻止亚音速传播的火焰，应选用阻爆燃型阻火器。

若阻止音速或超音速传播的火焰，应选用阻爆轰型阻火器。

4.3 压力降校核

根据初选的阻火器的型号和管内介质的流量，查阅阻火器产品资料中的“流量-压力降曲线”是否满足工艺过程的要求。如果压力降超过工艺要求，就要考虑增大阻火器的直径，或改变阻火器的型式，来减小压降，从而达到经济合理的安全效果。

在石油化工行业，阻火器选用的一般经验如下：

(1)储罐之间气相连同管道各支管上的阻火器应选用阻爆轰型。

(2)储罐顶部保护性气体及油气排放管道的汇合总管选用阻爆轰型管道阻火器。紧急放空管选用阻爆轰型管道阻火器，但若将阻火器至于放空管末端，则建议使用管端阻火器；

(3)可燃气体放空管道在接入火炬总管前，若需设置，则选用阻爆轰型阻火器。

5 阻火器的安装

(1)阻火器应安装在接近点火源的部位。阻爆燃阻火器在实际配管中根据《石油化工石油气管道阻火器选用、检修及验收》SH/T3413-1999规定，安装位置宜靠近火源；国外资料数据证实，阻爆燃阻火器宜安装在管长不大于管径20倍的距离。阻爆轰型阻火器其安装位置则应远离火源。

(2)安装方向：安装阻爆轰阻火器时应注意，其“爆轰波吸收器”应朝向有可能产生爆轰的方向，否则达不到阻爆轰的目的。见图1。

图1 阻爆轰型阻火器的安装方向

(3)连接方式：阻火器与管道的连接一般为法兰连接，当公称直径小于DN50时宜采用螺纹连接。

(4)管端安装的阻火器，应选用带可自动开启的防雨通风罩的阻火器类型。

综上所述，在了解阻火器的工作原理、分类以及影响阻火器选型的因素后，在请购阻火器时就可以提出更合适的工艺条件，方便厂家选择正确的类型，保证石化装置的正常运行。

[1] HG/T20570.19-1995 阻火器的设置[S].北京:中国标准出版社,1995.

[2] 胡 畔.石化装置设计中阻火器的选用[J].炼油技术与工程,2002,32(6):37-39.

[3] 李雪梅.浅谈阻火器在化工建设项目设计中的选用[J].科研,2015(4):187-189.

(本文文献格式：李 光，季成祥.化工装置中管道阻火器的选型和安装[J].山东化工,2017,46(11):143-144.)

Selection and Installation of Fire Arrestor in Pertochemical

LiGuang,JiChengxiang

(Yantai Wanhua Chemical Engineering Design Co.,Ltd.,Yantai 264006,China)

Flame arrester is a kind of safety equipment which is widely used in petrochemical.This article describes the selection and installation of pipeline flame arrester in petrochemical units .The suggestions on purchase requisition and installation of the device are offered as well.

flame arrester;operational principle;model selection;installation

2017-04-09

李 光(1986—)，男，河北保定人，学历：本科，研究方向：化工管道设计。

TQ086.1

A

1008-021X(2017)11-0143-02