氫氣阻火器

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)采用氫氣阻火器.

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。

由表1 可以看出在開口端點(diǎn)火時(shí) 氫氣與其它種氣體火焰速度的比較。 

        表1　氫氣與其它種氣體火焰速度的比較       

注：D表示爆轟火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤蛇_(dá)2133m 

有表1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阻火器必須經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)制造。由于發(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?/span>40倍，因此氫氣管道內(nèi)發(fā)生回火引起爆轟是非常危險(xiǎn)的。

二、 氫氣阻火器性能試驗(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)，但可參考國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

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、氫氣阻火器的應(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zui高設(shè)備2m 以上。

四、氫氣阻火器的主要結(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80 mm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(見表2)。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。

        表2　管道直徑與填充型阻火器尺寸

五、氫氣阻火器應(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。