阻火器技術(shù)應(yīng)用
阻火器是一種可允許氣體通過但卻可阻止火焰的裝置，可防止大火或爆炸。需使用阻火器的情況多種多樣。選用阻火器的任何人員，都需要了解這些產(chǎn)品的工作原理及其性能極限。為此，本文對(duì)有關(guān)阻火器的技術(shù)進(jìn)行了介紹，同時(shí)還介紹了有關(guān)阻火器的術(shù)語以及現(xiàn)有阻火器產(chǎn)品的類型。
利用狹窄的通道阻止火焰
1815年，英國(guó)科學(xué)研究所著名的化學(xué)家和教授，Sir Humphry Davy發(fā)現(xiàn)了阻火器的操作原理。英國(guó)采煤業(yè)安全委員會(huì)與Davy接洽，請(qǐng)求技術(shù)幫助。他們需要找到一個(gè)方法，防止稱為沼氣的可燃?xì)怏w滲入礦井，致使礦工的油燈引起爆炸。Sir Humphry對(duì)這種氣體進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)其主要成分是甲烷。研究的核心集中在，甲烷在不同的條件下與各種比例的空氣如何燃燒。Davy的解決方案是，用細(xì)細(xì)編織的金屬網(wǎng)篩（叫做金屬絲網(wǎng)）做成的一個(gè)高筒，把油燈的火焰封閉起來。最早的三種樣式的達(dá)維安全氣油燈如圖1所示。
圖1.最早的阻火器：礦工使用的達(dá)維安全氣油燈
透過篩子的燈光足夠用了。燈芯周圍有火焰所需的空氣，通過篩子的下部進(jìn)入，而熱的廢氣則從上部泄漏出去。如空氣中混入甲烷易燃混合氣，甲烷火焰在篩子的里面燃燒。無論是甲烷火焰還是油燈火焰，都無法通過篩子的狹窄開孔。金屬絲吸收火焰熱量，然后輻射出去，這樣溫度已變得非常低了。
現(xiàn)代的阻火器
自Sir Humphry時(shí)代開始，多種多樣的阻火器便已在許多行業(yè)中使用了。所有的阻火器都是以相同的工作原理操作的，那就是，在火焰試圖通過金屬壁或其它傳熱材料時(shí)，除去火焰的熱量。例如，我司的阻火器，利用的是有波紋的金屬帶層，如圖2所示。
阻火器用在大約22個(gè)行業(yè)中，包括煉油、醫(yī)藥、化學(xué)、石油化工、造紙、采油、污水處理、廢物處理、采礦、發(fā)電和散裝液體運(yùn)輸。某些情況下，火焰會(huì)造成發(fā)熱反應(yīng)但卻非氧化反應(yīng)�？僧a(chǎn)生可燃或反應(yīng)氣體的過程包括：調(diào)和、反應(yīng)、分離、混合、鉆孔和消化過程。這些過程涉及到多種設(shè)備并產(chǎn)生多種氣體混合氣。
管末端型、排空型阻火器
根據(jù)阻火器的應(yīng)用和構(gòu)造，阻火器大致可分為兩大類。一種為管末端阻火器，也稱為排空型阻火器（圖3）
阻火器最典型的應(yīng)用是，防止大氣中的火焰進(jìn)入一個(gè)封閉的空間。例如，在1920年左右，開始在油田儲(chǔ)罐的泄放口處安裝阻火器。當(dāng)受雷電的影響，氣體從泄放口外泄時(shí)，阻火器可防止儲(chǔ)罐爆炸（圖4）。
相反地，某些管端阻火器，是為了防止某個(gè)封閉空間內(nèi)的火焰，使某個(gè)爆炸性環(huán)境發(fā)生爆燃，比如在煉廠中。例如，可將阻火器安裝在加熱爐的空氣進(jìn)口處和排氣煙囪上。達(dá)維安全油燈則是另外一種應(yīng)用實(shí)例。
管道阻火器、防爆燃型或防爆轟型阻火器
另外一種則是管道阻火器，也稱為防爆燃和防爆轟型阻火器。（非技術(shù)性地說，爆燃系指快速燃燒，而爆轟系指爆炸。）在管道中安裝這些裝置，可防止火焰通過，如圖5所示。
大多數(shù)管道阻火器都用在氣體收集系統(tǒng)中。在許多行業(yè)中都使用了氣體收集系統(tǒng)，用來收集液體和固體物質(zhì)排放的氣體，也可稱為蒸氣控制系統(tǒng)。這些泄放氣體或經(jīng)由蒸氣控制系統(tǒng)控制的氣體都是可燃性的。萬一具備了被點(diǎn)燃的條件，系統(tǒng)內(nèi)部或外部就會(huì)產(chǎn)生火焰，造成災(zāi)難性的損失。
有一種蒸氣控制系統(tǒng)稱為蒸氣焚燒系統(tǒng)，包括高空火炬系統(tǒng)（圖6）、封閉式火炬系統(tǒng)、燃燒器和催化焚燒系統(tǒng)和廢氣鍋爐。
另外一種使用管道阻火器的蒸氣控制系統(tǒng)是蒸氣回收系統(tǒng)，包括蒸氣平衡、制冷、吸附、吸收和壓縮系統(tǒng)。
但是，管道阻火器有時(shí)也用在管道末端。例如，可在液體儲(chǔ)罐（圖7）的呼吸閥下面安裝一個(gè)管道阻火器裝置。呼吸閥可以減少排放和產(chǎn)品損失，而阻火器，在可燃?xì)怏w泄放過程中，保護(hù)儲(chǔ)罐，以免大氣環(huán)境中的火焰進(jìn)入儲(chǔ)罐。隨著世界范圍內(nèi)技術(shù)的復(fù)雜化，為了滿足新的要求，安全產(chǎn)品也在不斷地發(fā)展，尤其是阻火器，在二十世紀(jì)最后的十年間發(fā)生了巨大變化。正如我們?cè)谙挛闹袑⒄f明的那樣，管道中的火焰，其速度和壓力要比開放環(huán)境中高得多。因此，在此基礎(chǔ)上，管道阻火器又可細(xì)分為三類。此外，又根據(jù)火焰的危險(xiǎn)程度（也在下文中說明），對(duì)三種主要?dú)怏w組-NEC B、C 和D 組，做了具體的規(guī)定。于是，便有了12 種不同類型的阻火器，具體如下：
1. 管端, B 組
2. 管端, C 組
3. 管端, D 組
4. 管道內(nèi)，中低壓力，防爆燃型，B 組
5. 管道內(nèi)，中低壓力，防爆燃型，C 組
6. 管道內(nèi)，中低壓力，防爆燃型，D 組
7. 管道內(nèi)，高壓防爆燃型，B 組
8. 管道內(nèi)，高壓防爆燃型，C 組
9. 管道內(nèi)，高壓防爆燃型，D 組
10. 管道內(nèi)防爆轟型, B 組
11. 管道內(nèi)防爆轟型, C 組
12. 管道內(nèi)防爆轟型, D 組
使用阻火器時(shí)，應(yīng)記住這些防爆裝置是被動(dòng)的，他們經(jīng)常與主動(dòng)的防爆裝置一起使用。用于火焰安全的主動(dòng)防爆裝置包括水（液）封、隔斷閥、氮封閥（提供惰性氣體包層或富氣（燃料氣）包層），氣體分析儀，氧分析儀。與主動(dòng)防爆裝置不同，被動(dòng)防爆裝置，如阻火器，不依賴于動(dòng)力源，沒有移動(dòng)部件，除了需要定期清理之外，不需要牽扯人的精力。
例如, 蒸氣控制系統(tǒng)的主要防爆設(shè)備通常是主動(dòng)的，如液體密封和氧分析儀，如前面圖6 所示。但是，主動(dòng)防爆裝置會(huì)因能源損失、機(jī)械部件故障、電子通訊故障或人為的失誤而失效。反過來對(duì)阻火器而言，對(duì)系統(tǒng)提供二次保護(hù)或失效保護(hù)；換句話說, 如果主動(dòng)的、主要防爆裝置故障, 被動(dòng)的、二次防爆裝置將會(huì)是最后的防線。
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