化工阻火器工作原理

阻火器又名防火器、管道阻火器，是防止外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备、管道内或阻止火焰在设备、管道间蔓延。不知道大家是否了解它的原理、结构性能和维修保养事项，下面就和小编一起来了解一下吧！阻火器是用来阻止、液体的火焰蔓延和防止回火而引起爆炸的安全装置。通常装在输送或排放易燃易爆气体的储罐和管线上。如火炬、加热燃烧系统、石油气体回收系统或其它系统。

化工阻火器工作原理的原理

阻火器普遍使用的是金属丝网过滤器，筒体内部布置了较多的金属丝网，目的是吸收热量，因为金属是热的良导体，从而阻断了燃烧三要素之一：燃烧所需要的热量。燃烧三要素是可燃物、助燃物、燃烧所需的热量。由于吸收了大量的热量，使得即使存前两个因素都存在，但是由于热量不够，使得可燃物达不到燃烧（自燃）所需要的温度，自然就燃烧过程就无法继续进行，只能终止。简单的说阻火器的灭火原理是当火焰通过狭小孔隙时，由于冷却作用使热损失突然增大而中止燃烧。影响阻火器性能的因素为阻火层厚度及其孔隙或通道的大小。

阻火器性能特点

1.阻火器结构合理，重量轻，耐腐蚀，阻燃性能合格；

2.易检修，安装方便。耐烧性能好；

3.阻火器芯子采用不锈钢材料，耐腐蚀，易于清洗；

4.壳体采用不锈钢，碳钢等多种材料，可满足各种不同工艺管道的需要。

化工阻火器工作原理

传热作用：
大多数阻火器是由能够通过气体的许多细小、均匀或不均匀的通道或孔隙的固体材质所组成，对这些通道或孔隙要求尽量的小，小到只要能够通过火焰就可以。这样，火焰进入阻火器后就分成许多细小的火焰流被熄灭。火焰能够被熄灭的机理是传热作用和器壁效应。传热作用：燃烧所需要的必要条件之一就是要达到一定的温度 ,即着火点。低于着火点 ,燃烧就会停止。依照这一原理，只要将燃烧物质的温度降到其着火点以下，就可以阻止火焰的蔓延。当火焰通过阻火元件的许多细小通道之后将变成若干细小的火焰。设计阻火器内部的阻火元件时,则尽可能扩大细小火焰和通道壁的接触面积，强化传热 ,使火焰温度降到着火点以下，从而阻止火焰蔓延。 

器壁效应：
根据燃烧与爆炸连锁反应理论，认为燃烧炸现象不是分子间直接作用的结果，而是在外来能源（热能、辐射能、电能、化学反应能等）的激发下，使分子分裂为十分活泼而寿命短促的自由基。化学反应是靠这些自由基进行的，自由基与另一分子作用，作用的结果除了生成物之外还能产生新的自由基。这样自由基又消耗又产生新的不断地进行下去。可知易燃混合气体自行燃烧（在开始燃烧后，没有外界能源的作用）的条件是：新产生的自由基数等于或大于消失的自由基数。当然，自行燃烧与反应系统的条件有关，如温度、压力、气体浓度、容器的大小和材质等。随着阻火器通道尺寸的减小，自由基与反应分子之间碰撞几率随之减少，而自由基与通道壁的碰几率反而增加，这样就促使自由基反应减低。当通道尺寸减小到某一数值时，这种器壁效应就造成了火焰不能继续进行的条件，火焰即被阻止。

化工阻火器工作原理

关于阻火器的工作原理,主要有两种观点:一是基于传热作用;一是基于器壁效应。 

1、传热作用 

燃烧所需要的必要条件之一就是要达到一定的温度,即着火点。低于着火点,燃烧就会停止。依照这一原理,只要将燃烧物质的温度降到其着火点以下,就可以阻止火焰的蔓延。当火焰通过阻火元件的许多细小通道之后将变成若干细小的火焰。设计阻火器内部的阻火元件时,则尽可能扩大细小火焰和通道壁的接触面积,强化传热,使火焰温度降到着火点以下,从而阻止火焰蔓延。 

2、器壁效应 

燃烧与爆炸并不是分子间直接反应,而是受外来能量的激发,分子键遭到破坏,产生活化分子,活化分子又分裂为寿命短但却很活泼的自由基,自由基与其它分子相撞,生成新的产物,同时也产生新的自由基再继续与其它分子发生反应。当燃烧的可燃气通过阻火元件的狭窄通道时,自由基与通道壁的碰撞几率增大,参加反应的自由基减少。当阻火器的通道窄到一定程度时,自由基与通道壁的碰撞占主导地位,由于自由基数量急剧减少,反应不能继续进行,也即燃烧反应不能通过阻火器继续传播。 

随着阻火器通道尺寸的减小, 自由基与反应分子之间碰撞几率随之减少, 而自由基与通道壁的碰撞几率反而增加, 这样就促使自由基反应减低。当通道尺寸减少到某一数值时, 这种器壁效应就造成了火焰不能继续传播的条件, 火焰即被阻止。因此器壁效应是防止火焰的主要机理。

化工阻火器工作原理的结构性能： 

1、阻爆性能合格,阻火器连续13次以亚音速火焰试验，每次都能阻止火焰的通过。

2、耐烧性能合格，耐烧试验1小时无回火现象。

3、壳体水压试验合格，水压试验2.4MPa无渗漏。结构合理，重量轻、耐腐蚀。易检修，安装方便。阻火器芯子采用不锈钢材料, 耐腐蚀易于清洗。 

阻火器主要由壳体和滤芯两部分组成。壳体应具有足够的强度，以承受爆炸产生的冲击压力。滤芯是阻止火焰传播的主要构件，常用的有金属网滤芯和波纹型滤芯两种。金属网型滤芯用直径0.23~0.315mm的不锈钢或铜网，多层重叠组成。目前国内的阻火器通常采用16~22目金属网，为4~12层。 波纹型滤芯用不锈钢、铜镍合金、铝或铝合金支撑。波纹型阻火器能阻止爆燃的猛烈火焰，并能承受相应的机械和热力作用，流动阻力小，易于清洗和更换。 

化工阻火器工作原理的维修保养： 

1、为了确保阻火器的性能达到使用目的，在安装阻火器前，必须认真阅读厂家提供的说明书，并仔细核对标牌与所装管线要求是否一致。 

2、阻火器上的流向标记必须与介质流向一致。 

3、每隔半年应检查一次。检查阻火层是否有堵塞、变形或腐蚀等缺陷。 

4、被堵塞的阻火层应清洗干净，保证每个孔眼畅通，对于变形或腐蚀的阻火层应更换。 

5、清洗阻火器芯件时，应采用高压蒸汽、非腐蚀性溶剂或压缩空气吹扫，不得采用锋利的硬件刷洗。 

6、重新安装阻火层时，应更新垫片并确认密封面已清洁和无损伤，不得漏气。

化工阻火器工作原理

火焰通过阻火元件的细小通道并在通道内降温。当火焰被分割小到一定程度时,经通道移走的热量足以将温度降到可燃物燃点以下,使火焰熄灭。或由器壁效应解释,当通道窄到一定程度时,自由基与管道壁的碰撞占主导地位,自由基大量减少,燃烧反应不能继续进行。因此,把在一定条件下(0. 1 MPa ,20 ℃) 刚好能够使火焰熄灭的通道尺寸定义为“最大实验安全间隙"(MESG,Maximum Experimental Safe Gap) 。

阻火元件的通道尺寸是决定阻火器性能的关键因素,不同气体具有不同的MESG值。因此,在选择阻火器时, 应根据可燃气体的组成确定其MESG值。在具体选择时,又根据MESG值将气体划分为几个等级。国际上经常采用两类方法。一是美国全国电气协会(NEC) 的分类法,它根据气体的MESG值将气体分为四个等级(A ,B ,C ,D) ;另一类是国际电工协会( IEC) 的方法,它也将气体分为四个等级( IIC , IIB , IIA 及I) 。两种标准划分的各类气体的MESG 值及测试气体如表1所示。

阻火器是用来阻止和易燃液体蒸汽的火焰蔓延的安全装置。一般安装在输送可燃气体的管道中，或者通风的槽罐上，阻止传播火焰（爆燃或爆轰）通过的装置，由阻火芯、阻火器外壳及附件构成。阻火器也常用在输送管道上。假若被引燃，气体火焰就会传播到整个管网，为了防止这种危险的发生，也要采用阻火器。关于阻火器的工作原理主要有两总观点：一是基于传热作用；一是基于器壁效应。