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ZHQ-B石化氫氣阻火器故障解決方案

氫氣是一種極易燃燒和爆炸的氣體為防止外界火源竄入氫氣管網(wǎng)和設(shè)備之內(nèi)，防止氫氣管道因回火而引起爆炸應(yīng)采用氫氣。
一、氫氣火焰?zhèn)鞑サ乃俣雀撸汗艿纼?nèi)氫氣火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c點(diǎn)火距離管、道直徑有直接關(guān)系。

是用來阻止氫氣火焰向外蔓延的安全裝置。它由一種能夠通過氣體的、具有許多細(xì)小通道或縫隙的固體材料（阻火元件）所組成。要求阻火元件的縫隙或通道盡量小，因而當(dāng)火焰進(jìn)入阻火器后，被阻火元件分成許多細(xì)小的火焰流，由于傳熱作用和器壁效應(yīng)，火焰流猝滅。

二、ZHQ-B石化氫氣阻火器故障解決方案產(chǎn)品主要性能

1、適用于儲(chǔ)存閃點(diǎn)低于60℃的石油化工產(chǎn)品，如汽油、煤油、輕柴油、甲苯等儲(chǔ)罐上；

2、工作溫度≤80℃；

3、殼體材質(zhì)：碳鋼、鋁合金、不銹鋼：SUS304、SUS304L、SUS316、SUS316L；

4、 阻火芯件材質(zhì)：不銹鋼波紋板；

5、 防爆級(jí)別：BS5501: 11A、11B、11C；

6、 制造、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：按GB5908-86、GB13347-92標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)；

7、 法蘭標(biāo)準(zhǔn):HG20594-97P7PN1.0如客戶需用GB、SH、HGJ、JB、ANSI、DIN、JIS等標(biāo)準(zhǔn)或改變壓力等級(jí)時(shí)，請(qǐng)?jiān)谟嗀浐贤凶⒚鳌?/p>

我們可以通過下方表格來進(jìn)行氫氣與其它種氣體火焰速度的比較

試驗(yàn)結(jié)果表明氫氣在管道內(nèi)發(fā)生回火極易產(chǎn)生爆轟。因此使用于氫氣管道上的必須經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)制造。不然其若發(fā)生爆轟時(shí)
火焰速度能達(dá)2000m/s以上,同時(shí)瞬間壓力為原始?jí)毫Φ?0倍，因此氫氣管道內(nèi)發(fā)生回火引起爆炸比起其它氣體危險(xiǎn)了非常多。

二、ZHQ-B石化氫氣阻火器故障解決方案性能試驗(yàn)要求：
氫氣阻火器性能試驗(yàn)要求，目前國(guó)內(nèi)尚無國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但可參考國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

大多數(shù)阻火器是由能夠通過氣體的許多細(xì)小、均勻或不均勻的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的小，小到只要能夠通過火焰就可以。這樣，火焰進(jìn)入阻火器后就分成許多細(xì)小的火焰流被熄滅。火焰能夠被熄滅的機(jī)理是傳熱作用和器壁效應(yīng)。

（1）傳熱作用

阻火器能夠阻止火焰繼續(xù)傳播并迫使火焰熄滅的因素之一是傳熱作用。我們知道，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。由于通道或孔隙的傳熱面積很大，火焰通過通道壁進(jìn)行熱交換后，溫度下降，到一定程度時(shí)火焰即被熄滅。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2.6％。這說明材質(zhì)問題是次要的。即傳熱作用是熄滅火焰的一種原因，但不是主要的原因。因此，對(duì)于作為阻爆用的阻火器來說，其材質(zhì)的選擇不是太重要的。但是在選用材質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮其機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕等性能。

（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)反應(yīng)能等）的激發(fā)下，使分子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。自由基與另一分子作用，作用的結(jié)果除了生成物之外還能產(chǎn)生新的自由基。這樣自由基又消耗又生新的如此不斷地進(jìn)行下去?？芍兹蓟旌蠚怏w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)。當(dāng)然，自行燃燒與反應(yīng)系統(tǒng)的條件有關(guān)，如溫度、壓力、氣體濃度、容器的大小和材質(zhì)等。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)通道尺寸減小到某一數(shù)值時(shí)，這種器壁效應(yīng)就造成了火焰不能繼續(xù)進(jìn)行的條件，火焰即被阻止。由此可知，器壁效應(yīng)是阻火器阻火焰作的主要機(jī)理。由此點(diǎn)出發(fā)，可以設(shè)計(jì)出知種結(jié)構(gòu)形式的阻火器，滿足工業(yè)上的需要。

氫氣阻火器引用以下標(biāo)準(zhǔn)如下：
GB/T4237-1992不銹鋼熱軋鋼板
GB/T6414-1986鑄件尺寸公差
GB/T9438-1988鋁合金鑄件技術(shù)條件
GB/T9439-1988灰鑄鐵件
GB5908-1986石油儲(chǔ)罐阻火器阻火性能和實(shí)驗(yàn)方法
GB/T1804-1992一般公差線性尺寸的未注公差
GB/T13306-1991標(biāo)牌
GB/T13384-1992機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件
JB78-59鑄鐵法蘭
SY5302-87石油鉆采機(jī)械產(chǎn)品用灰鑄鐵件通用技術(shù)參數(shù)
ZBG33001-85聚四氟乙烯管材
ZBG33003-85聚四氟乙烯棒材
ZBG33004-85聚四氟乙烯薄膜

1、試驗(yàn)介質(zhì)應(yīng)采用純度為99%的氫氣,試驗(yàn)介質(zhì)濃度為3713015%(體積比)。
2、阻爆轟氫氣阻火器必須連續(xù)經(jīng)受13次試驗(yàn),每次必須能阻止爆轟火焰通過,13次試驗(yàn)中有一次不能阻止爆轟火焰,則被認(rèn)為不合格。
3、阻火器殼體強(qiáng)度應(yīng)能承受115倍設(shè)計(jì)壓力的水壓試驗(yàn)。
4、阻火器組裝后應(yīng)對(duì)整體進(jìn)行設(shè)計(jì)壓力的水壓試驗(yàn)以保證阻火器整體的安全性。

三、ZHQ-B石化氫氣阻火器故障解決方案的應(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爆炸。
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、氫氣放空排放系統(tǒng)的管網(wǎng)上應(yīng)設(shè)阻火器,室內(nèi)放空管的出口應(yīng)高出屋頂2m以上,室外設(shè)備的放空管應(yīng)高于附近有人操作的最高設(shè)備2m以上。產(chǎn)品的維護(hù)

1、每隔半年應(yīng)檢查一次。檢查阻火層是否有堵塞、變形或腐蝕等缺陷。

2、阻火器上的流向標(biāo)記必須與介質(zhì)流向一致。

3、重新安裝阻火層時(shí)，應(yīng)更新墊片并確認(rèn)密封面已清潔和無損傷，不得漏氣。

4、被堵塞的阻火層應(yīng)清洗干凈，保證每個(gè)孔眼暢通，對(duì)于變形或腐蝕的阻火層應(yīng)更換。

5、清洗阻火器芯件時(shí)，應(yīng)采用高壓蒸汽、非腐蝕性溶劑或壓縮空氣吹掃，不得采用鋒利的硬件刷洗。

6、為了確保阻火器的性能達(dá)到使用目的，在安裝阻火器前，必須認(rèn)真閱讀正鋼提供的說明書，并仔細(xì)核對(duì)標(biāo)牌與所裝管線要求是否滿足。

四、ZHQ-B石化氫氣阻火器故障解決方案的主要結(jié)構(gòu)型式：目前通用于氫氣管道上的阻火器的結(jié)構(gòu)型式主要有兩種:
1、波紋結(jié)構(gòu)型的阻火器:阻火器的阻火層是阻止火焰通過的關(guān)鍵元件。阻火層應(yīng)采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011～0115mm厚的扁平薄帶,纏成圓形,在圓形斷面上形成許多同樣尺寸的三角形孔隙,其厚度應(yīng)大于80mm該種結(jié)構(gòu)型式的阻火器能有效阻止氫氣發(fā)生的爆轟火焰通過。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、填充結(jié)構(gòu)型阻火器:阻火器金屬殼體內(nèi)放置直徑015～1mm 的金屬球狀物或環(huán)狀物等填充物,填充物厚度不應(yīng)該小于80mm，在填充物上下兩面有金屬網(wǎng)架支撐。阻火器能夠阻止氫氣火焰通過,是利用填充物顆粒之間的孔隙作為火焰通道，阻止爆轟火焰通過。通常按使用管道直徑選用填充型阻火器尺寸。此種阻火器必須經(jīng)過測(cè)試方可使用。其缺點(diǎn)是體積大重量大流體阻力大,但制造簡(jiǎn)單易于清洗,所以只適用于小管徑。

管道直徑與填充型阻火器尺寸

五、ZHQ-B石化氫氣阻火器故障解決方案應(yīng)用存在的問題：
1、氫氣阻火器錯(cuò)誤的選型與設(shè)計(jì):經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)大部分仍選用金屬網(wǎng)型阻火器。根據(jù)測(cè)試此種型式的阻火器阻止不了氫氣的高速火焰,氫氣的燃燒速度達(dá)2700m/s其爆轟時(shí)火焰速度可達(dá)2000m/s以上,在這種速度下,金屬網(wǎng)型阻火器根本達(dá)不到阻火目的。更有用戶采用填充物為鋁屑的阻火器,更是有害無益。氫氣的火焰溫度高達(dá)2100～2500℃。當(dāng)氫氣火焰通過阻火器時(shí),內(nèi)部的鋁屑早已熔化,根本不能阻火,而成隱患。
2、未經(jīng)測(cè)試就敢使用:氫氣阻火器應(yīng)該經(jīng)過有關(guān)部門嚴(yán)格測(cè)試,經(jīng)測(cè)試合格后方可推廣使用。目前情況確與此相反,不經(jīng)測(cè)試也敢使用非常不安全。
3、對(duì)氫氣阻火器的設(shè)計(jì),制造與選型應(yīng)納入標(biāo)準(zhǔn)化。目前只有氫氣阻火器的使用標(biāo)準(zhǔn)而對(duì)氫氣阻火器如何選型,怎樣正確設(shè)計(jì)與制造沒有標(biāo)準(zhǔn)可依。這樣造成無法可依,形成無序生產(chǎn)造成隱患,必須盡快制定標(biāo)準(zhǔn)以確保其使用安全。

氫氣阻火器是用來阻止氫氣火焰向外蔓延的安全裝置。它由一種能夠通過氣體的、具有許多細(xì)小通道或縫隙的固體材料（阻火元件）所組成。要求阻火元件的縫隙或通道盡量小，因而當(dāng)火焰進(jìn)入阻火器后，被阻火元件分成許多細(xì)小的火焰流，由于傳熱作用（氣體被冷卻）和器壁效應(yīng)，火焰流猝滅。