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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)和設備之內(nèi)，防止氫氣管道因回火而引起爆炸應采用氫氣。
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，因而當火焰進入阻火器后，被阻火元件分成許多細小的火焰流，由于傳熱作用和器壁效應，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、適用于儲存閃點低于60℃的石油化工產(chǎn)品，如汽油、煤油、輕柴油、甲苯等儲罐上；

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、 防爆級別：BS5501: 11A、11B、11C；

6、 制造、檢測標準：按GB5908-86、GB13347-92標準執(zhí)；

7、 法蘭標準:HG20594-97P7PN1.0如客戶需用GB、SH、HGJ、JB、ANSI、DIN、JIS等標準或改變壓力等級時，請在訂貨合同中注明。

我們可以通過下方表格來進行氫氣與其它種氣體火焰速度的比較

試驗結(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)過特殊設計制造。不然其若發(fā)生爆轟時
火焰速度能達2000m/s以上,同時瞬間壓力為原始壓力的40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了非常多。

二、ZHQ-B石化氫氣阻火器故障解決方案性能試驗要求：
氫氣阻火器性能試驗要求，目前國內(nèi)尚無國家標準，但可參考國外的標準進行。

大多數(shù)阻火器是由能夠通過氣體的許多細小、均勻或不均勻的通道或孔隙的固體材質(zhì)所組成，對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，火焰進入阻火器后就分成許多細小的火焰流被熄滅。火焰能夠被熄滅的機理是傳熱作用和器壁效應。

（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，阻火器是由許多細小通道或孔隙組成的，當火焰進入這些細小通道后就形成許多細小的火焰流。由于通道或孔隙的傳熱面積很大，火焰通過通道壁進行熱交換后，溫度下降，到一定程度時火焰即被熄滅。進行的試驗表明，當把阻火器材料的導熱性提高460倍時，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)時應考慮其機械強度和耐腐蝕等性能。

（2）器壁效應

根據(jù)燃燒與爆炸連鎖反應理論，認為燃燒炸現(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、化學反應能等）的激發(fā)下，使分子分裂為十分活潑而壽命短促的自由基。化學反應是靠這些自由基進行的。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行下去。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)。當然，自行燃燒與反應系統(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減低。當通道尺寸減小到某一數(shù)值時，這種器壁效應就造成了火焰不能繼續(xù)進行的條件，火焰即被阻止。由此可知，器壁效應是阻火器阻火焰作的主要機理。由此點出發(fā)，可以設計出知種結(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準如下：
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石油儲罐阻火器阻火性能和實驗方法
GB/T1804-1992一般公差線性尺寸的未注公差
GB/T13306-1991標牌
GB/T13384-1992機電產(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、試驗介質(zhì)應采用純度為99%的氫氣,試驗介質(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,每次必須能阻止爆轟火焰通過,13次試驗中有一次不能阻止爆轟火焰,則被認為不合格。
3、阻火器殼體強度應能承受115倍設計壓力的水壓試驗。
4、阻火器組裝后應對整體進行設計壓力的水壓試驗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用：

根據(jù)有關(guān)規(guī)定以下情況應安裝阻火器:
1、以氫氣為燃料的噴嘴后面應安裝相應直徑的氫氣阻火器以防止回火引起爆炸。
2、當氫氣作焊接、切割燃料等使用時,每臺(組)用氫設備的支管上應設阻火器。
3、氫氣放空排放系統(tǒng)的管網(wǎng)上應設阻火器,室內(nèi)放空管的出口應高出屋頂2m以上,室外設備的放空管應高于附近有人操作的最高設備2m以上。產(chǎn)品的維護

1、每隔半年應檢查一次。檢查阻火層是否有堵塞、變形或腐蝕等缺陷。

2、阻火器上的流向標記必須與介質(zhì)流向一致。

3、重新安裝阻火層時，應更新墊片并確認密封面已清潔和無損傷，不得漏氣。

4、被堵塞的阻火層應清洗干凈，保證每個孔眼暢通，對于變形或腐蝕的阻火層應更換。

5、清洗阻火器芯件時，應采用高壓蒸汽、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到使用目的，在安裝阻火器前，必須認真閱讀正鋼提供的說明書，并仔細核對標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)點是結(jié)構(gòu)比較簡單,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)過測試方可使用。其缺點是體積大重量大流體阻力大,但制造簡單易于清洗,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用存在的問題：
1、氫氣阻火器錯誤的選型與設計: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2700m/s其爆轟時火焰速度可達2000m/s以上,在這種速度下,金屬網(wǎng)型阻火器根本達不到阻火目的。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2100～2500℃。當氫氣火焰通過阻火器時,內(nèi)部的鋁屑早已熔化,根本不能阻火,而成隱患。
2、未經(jīng)測試就敢使用:氫氣阻火器應該經(jīng)過有關(guān)部門嚴格測試,經(jīng)測試合格后方可推廣使用。目前情況確與此相反,不經(jīng)測試也敢使用非常不安全。
3、對氫氣阻火器的設計,制造與選型應納入標準化。目前只有氫氣阻火器的使用標準而對氫氣阻火器如何選型,怎樣正確設計與制造沒有標準可依。這樣造成無法可依,形成無序生產(chǎn)造成隱患,必須盡快制定標準以確保其使用安全。

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，因而當火焰進入阻火器后，被阻火元件分成許多細小的火焰流，由于傳熱作用（氣體被冷卻）和器壁效應，火焰流猝滅。