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石油化工裝置的設(shè)計中阻火器是用于阻止可燃氣火焰繼續(xù)傳播的安全裝置。阻火器的分類目前有幾類分類方法。

依使用場合不同可分放空阻火器和管道阻火器，依阻火元件可劃分為: 填充型、板型、金屬絲網(wǎng)型、液封型和波

紋型等5種。其中波紋型阻火器性能穩(wěn)定 ,在石油化工裝置中應(yīng)用較多。這里以波紋型阻火器為例，說明其在石

油化工裝置設(shè)計中的選用。

阻火器的選用：最大實驗安全間隙—MESG值火焰通過阻火元件的細小通道并在通道內(nèi)降 溫。當火焰被分割小到

一定程度時通道移走的熱量足以將溫度降到可燃物燃點以下使火焰 熄滅?；蛴善鞅谛?yīng)解釋，當通道窄到一定程

度時自由基與管道壁的碰撞占主導(dǎo)地位,自由基大量減少燃燒反應(yīng)不能繼續(xù)進行。因此把在一定條件下(0. 1 MPa ,

20 ℃) 剛好能夠使火焰熄滅的通道尺寸定義為“最大實驗安全間隙”(MESG,Maxi2 mum Experimental Safe Gap)。

阻火元件的通道尺寸是決定阻火器性能的關(guān)鍵因素,不同氣體具有不同的MESG值。因此在選擇阻火器時應(yīng)根據(jù)可

燃氣體的組成確定MES值。在具體選擇時又根據(jù)MESG值將氣體劃分為幾個等級。目前國際上經(jīng)常采用兩類方法。

一是美國全國電氣協(xié)會(NEC) 的分類法,據(jù)氣體的MESG值將氣體分為四個等級 (A ,B ,C , D) ;另一類是國際電工

協(xié)會 ( IEC) 的方法它也將氣體分為四個等級 (IIC , IIB , IIA 及 I) 。兩種標準劃分的各類氣體的 MESG 值及測試

氣體如表1所示。

兩種MESG分類標準
NEC	IEC	MESG/mm	測試氣體
A	IIC	0.25	乙炔
B	IIC	0.28	氫氣
C	IIB	0.65	乙烯
D	IIA	0.90	丙烯
GM	I	1.12	甲烷

這樣 在選用阻器時即可在設(shè)計規(guī)定使用的規(guī)范中首先查出所用可燃氣體的等級，然后根據(jù) 該組氣體對應(yīng)的

MESG值來選擇相應(yīng)的阻火元件?；旌?/span>MESG值的確定在化工裝置設(shè)計中,經(jīng)常會遇到混合可燃性氣體。在這

種情況下可根據(jù)混合氣體的具體組成來確定選用依據(jù)。表2給出不同的可燃性氣體 混合后可能出現(xiàn)的幾種情

況以及選用建議。

表2混合氣體MESG值
混合氣體	化學(xué)反應(yīng)	選用建議	舉例說明
屬NEG/IEC分類相同  類別（全部為IIA）	不易腐蝕	以混合氣體中MESG最小值為設(shè)  計依據(jù)	甲烷、乙烷、丁烷  采用MESG=1.12
	可能發(fā)生	實驗確定	乙烷、氫氣
屬NEG/IEC分類不同  類別	不易腐蝕	以混合氣體中MESG最小值為設(shè)  計依據(jù)	乙烯、丙烯  采用MESG=0.65
	可能發(fā)生	實驗確定	乙烯、氫氣

對于混合可燃氣體選取MESG時應(yīng)更加慎重。當可燃混合氣體的組分之間有可能發(fā)生反應(yīng) 時最安全的方法是

將氣體組成及操作條件提供給專業(yè)制造廠，由制造廠根據(jù)模擬實驗確定 MESG值。另外雖然理論上選用所有

可燃氣體中MESG值最小的阻火器可能是安全的，但在實際應(yīng)用中,還要考慮整個管路系統(tǒng)(尤其是管道阻火器)

是否對該元件有壓力降要求。因為 MESG值越小,通過阻力越大有可能需要擴大阻火器直徑以達到工藝要求。

選擇阻火器類型的影響因素:火源距離的影響火焰在充滿可燃氣體管道中的傳播速度隨火 焰的傳播有很大的變

化。如果點燃充滿可燃氣體的水平管道的一端,火焰首先傳向管壁然后迅速向還末引燃的氣體傳播,燃燒產(chǎn)生的

熱量使得燃燒氣體迅速膨脹氣體膨脹又導(dǎo)致可燃氣體前端被壓縮,產(chǎn)生“壓升”現(xiàn)象?；鹧媲岸藲怏w被壓縮密度增

加,燃燒傳播速度加快燃燒時產(chǎn)生的熱量增多,導(dǎo)致可燃氣體前端更劇烈的“壓升”。由于火焰在管道中傳播的這

一特性使得火焰的傳播速度可以從零加速至聲速甚至超聲速,火焰前端壓力也可增至約20MPa。因此火源點距

阻火器的距離對阻火器的選擇有很大影響。如果阻火器距火源較遠,那么燃燒就有了一定的加速距離可能會由

爆燃轉(zhuǎn)變?yōu)楸Z,火焰前端壓力的增加對阻火元件耐壓能力提出了更為嚴格的要求。

表3火焰對阻火器選型的影響
氣體種類	距離*/m	阻火時間（最小值min）	建議選用類型
NEC:D	6	5	標準在線型
IEC:IIA	18	15	高壓在線阻燃型
	無限制	120	阻燃轟型
NEC:C	2	4	標準在線型
IEC:IIB	不能確定影響因素	不能確定	高壓在線阻燃型
	無限制	15	阻爆轟型
NEC:B	1.2	2	標準在線型
IEC:IIC	6	15	高壓在線阻燃型
	無限制	60	阻爆轟型

注：*為阻火器至火源的管道傳遞距離(無彎頭) 。

從上表可以看出即使對同種可燃氣體，在相同工況下僅僅因安裝位置不同在阻火器制造強 度和阻火時間的選

擇上就會有很大差異。因此在選用在線阻火器時要十分注意安裝位置的影響，在滿足工藝條件的情況下應(yīng)盡

可能使之靠近火源點,以降低對阻火器的制造要求,在保證安全前提下提高經(jīng)濟性。

彎頭的影響：管道中的彎頭對火焰的傳播起加速作用這也是以往設(shè)計時常被忽略的事項。不同制造商的產(chǎn)品可

能會有不同，下面就彎頭對阻火器選型的影響做了簡單的說明：

彎頭對阻火器選型的影響
氣體種類	彎頭數(shù)量	選型情況
NEC:C	無	標準在線型
IEC:IIB	1個	標準在線型
	多個	不能確定
NEC:B	無	標準在線型
IEC:IIC	1個	不能確定
	多個	不能確定

注:火源與阻火器間距離為 2 m。

由上表可以看出彎頭的影響因氣體種類和火源距離而異,并且當彎頭多于1個時,情況變得復(fù)雜起來,需要模擬管

線的真實情況,通過試驗來選定。因此在工藝允許的條件下應(yīng)盡量減少火源與阻火器之間的彎頭數(shù)。

阻火器選擇得當就會在一定的條件下起到阻止火焰?zhèn)鞑サ淖饔?。但是每種阻火器都有其特定的工作范圍,只能

在一定的條件下起到安全保護作用,并不是任何情況下都能阻止火焰的傳播。每種阻火器都應(yīng)標出其阻火元件

的通道尺寸,它只能用于 MESG值大于該值的氣體,否則會完全失效每種阻火器在特定的條件下都有一定的阻火

時間,當火焰端燃燒時間超過其阻火時間時,阻火器也會失效;對于在線型阻火器的選用更要注意由于安裝位置不

同而引起的選型變化,否則可能會因起不到預(yù)想的效果而埋下安全隱患。 綜上所述在阻火器的選型過程中,在按

照規(guī)范計算MESG值的同時,還要十分注意影響選型的各種因素根據(jù)實際工況確定適宜的阻火器,只有這樣才能達

到既確保安全又經(jīng)濟實用的目的。