封闭式安全水封阻火器设计

目录1引言┉…………………………………………………………┉┉┉┉………┉11.1防爆防爆的基本知识┉┉┉┉……………………………………┉┉……1.2引发火灾的三个原因┉┉┉┉┉┉…………………………………………1.3阻火器的工作原理及分类2 水封阻火器的工作原理及特点┉┉┉┉…………………………………………2.1 水封阻火器的工作原理┉┉┉┉……………………………………………2.2水封阻火器的特点┉┉┉┉…………………………………………………3.水封阻火器的参数及设计计算┉┉┉┉┉┉…………………………………3.1 水封阻火器的各种参数┉┉┉┉┉┉………………………………………3.2水封阻火器的的设┉┉┉┉……………………………………………… 4课程设计总结┉┉┉┉┉┉……………………………………………………5阻火器的测试┉┉┉┉┉…………………………………………………┉6机械阻火器主要应用场所┉┉┉┉┉┉……………………………………^参考文献……………………………………………………………………………1 引言：防爆技术原理1.1防爆技术的基本理论从防爆技术原理看，防止物理或化学爆炸发生条件同时出现，是预防爆炸事故发生的根本技术措施。

从爆炸事故破坏力形成看，一般应同时具备以下五个条件：（1）可燃物；（2）助燃剂；（3）可燃物与助燃剂均匀混合；（4）爆炸性混合物处于相对封闭空间内；（5）足够能量的点火源。

1.2引发火灾的三个条件引发火灾的三个条件是：可燃物、氧化剂和点火能源同时存在，相互作用。

引发爆炸的条件是：爆炸品（内含还原剂和氧化剂）或可燃物（可燃气、蒸气或粉尘）与空气混合物和起爆能源同时存在、相互作用。

如果我们采取措施避免或消除上述条件之一，就可以防止火灾或爆炸事故的发生，这就是防火防爆的基本原理。

在制定防火防爆措施时，可以从以下四个方面去考虑：（1）预防性措施。

这是最基本、最重要的措施。

我们可以把预防性措施分为两大类：消除导致火爆灾害的物质条件（即点火可燃物与氧比剂的结合）及消除导致火爆灾害的能量条件（即点火或引爆能源），从而从根本上杜绝发火（引爆）的可能性。

（2）限制性措施。

即一旦发生火灾爆炸事故。

限制其蔓延扩大及减少其损失的措施。

如安装阻火、泄压设备，设防火墙、防爆墙等。

（3）消防措施。

配备必要的消防措施，在万一不慎起火时，能及时扑灭。

特别是如果能在着火初期将火扑灭，就可以避免发生大火灾或引发爆炸。

从广义上讲，这也是防火防爆措施的一部分。

（4）疏散性措施。

预先采取必要的措施，如建筑物、飞机、车辆上设置安全门或疏散楼梯、疏散通道等。

当一旦发生较大火灾时，能迅速将人员或重要物资撤到安全区，以减少损失。

1.3阻火器的工作原理及分类关于阻火器的工作原理，目前主要有两种观点：一种是基于传热作用；一是器壁效应。

（1）传热作用阻火器能够阻止火焰传播并迫使火焰熄灭。

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，只要将可燃物的温度降到着火点以下，可以使火焰熄灭，就可以阻止火焰的蔓延。

阻火器是由许多细小的空隙和通道组成。

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流，由于通道或空隙的传热面积很大，火焰通过时即进行热交换，当火焰温度下降到一定温度时火焰即熄灭。

在设计阻火器的内部阻火元件时尽可能扩大细小火焰和通道壁的接触面积，强化传热，使火焰温度降低到着火点以下，达到阻止火焰蔓延的目的。

根据英国罗贝尔对阻火器进行实验表明：传热作用对阻火器熄灭火焰不是主要的，而是器壁效应起主要作用。

（2）器壁效应根据燃烧与爆炸连锁反应理论，认为燃烧与爆炸现象的产生并不是分子直接作用的结果，而是受外来能源（热能辐射能电能光能化学反应能等）的激发，分子键受到破坏，产生具备反应能的分子（称为活化分子），这些活化分子在发生化学反应时，首先分裂出十分活跃而生命短促的自由基。

化学反应就是靠这些自由基进行的。

自由基与其他分子相撞，生成新的产物，同时也产生新的自由基再继续与其他分子发生反应。

当燃烧的可燃气体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，自由基与反应分子之间的碰撞几率随之减少，自由基与通道壁的碰撞几率增大，当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，当化学反应自由基销毁速率大于产生速率时，反应不能继续进行，当通道尺寸减少到一定程度时，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，也即燃烧反应不能通过阻火器继续传播[1]。

但是在大多数情况下，阻火器的传热效应和碰撞效应同时存在。

火焰发生淬熄的过程如图1所示,爆燃火焰在狭缝中淬熄主要是由于火焰面的化学反应放热与散热条件不匹配引起的。

火焰以速度υ进入狭缝时,火焰面内靠近狭缝冷壁处作为化学反应活化中心的自由基和自由原子与冷壁相碰撞放出其能量,这相当于反应区的热量流向冷壁边界,从而当火焰面到达一定距离时,在壁面附近产生了熄灭层。

随着火焰面的运动,熄灭层厚度不断增大,以至于自由基进入熄灭层内就被复合成分子并放出能量,而仅有少量自由基能穿透熄灭层与冷壁相撞。

在后续进程中,火焰在该狭缝内完全淬熄。

能使火焰发生淬熄的通道直径称为淬熄直径,用D来表示。

火焰在具有淬熄直径D的通道上传播到熄灭之前的那段距离称为淬熄长度,用L来表示。

图1 燃烧火焰淬熄原理模型阻火器的种类1.按阻火器阻止火焰速度分类可分为阻爆燃型阻火器和阻爆轰型阻火器。

2.按阻火器安装位置分类可分为管端阻火器(安装在管子顶端)和管中阻火器(安装在管子中间)。

3.按阻火器用途分类可分为油罐阻火器、加油站阻火器、车用阻火器、加热炉用阻火器、火炬阻火器、排风导管阻火器、船用阻火器、乙炔阻火器、氢气阻火器等。

4.按阻火器结构分类可分为金属网型阻火器(已淘汰)、波纹型阻火器、平行板型阻火器、多孔板型阻火器、泡沫金属型阻火器、充填型阻火器、水封型阻火器等。

5.按阻火器使用气体介质分类可分为Ⅰ级气体阻火器、ⅡA级气体阻火器、ⅡB 级气体阻火器、ⅡC级气体阻火器。

2 封闭式水封阻火器的原理及特点2.1液封阻火器以液体为阻火介质，目前广泛使用的安全水封阻火器以水为阻火介质，安装在气体管线与生产设备之间，以防止外部火焰窜入引起爆炸危险，或阻止火焰在设备和管道之间发生蔓延。

封闭式安全水分封阻火器适用于压力较高的燃气系统，主要有罐体，进气管，逆止阀，分气板，分水板，分水管，水位阀及防爆膜等几部分组成。

系统基本原理为，在正常的工作状态下，可燃气体从进气管进入管内，再经逆止阀，分气板，分水板和分水管从储气罐逸出。

当火焰发生倒燃时，管内压力将增高，并压迫水面使逆止阀瞬时关闭，进气管暂时停止供气。

与此同时，倒燃火焰气体冲破管顶防爆膜后散发到大气中去，从而有效防止了刀燃火焰进入另一侧。

需要指出的是，在火焰倒燃过程中，逆止阀只能起暂时切断可燃起源的作用，因此，当发生火焰倒燃时，必须关闭可燃气总阀，并在更换防爆膜后才能继续使用。

2.2水封阻火器的使用要求1,使用安全水封阻火器应随时注意水位，不得低于水位计标定位置，但也不宜不应过高，否则，不仅可燃气体难以通过，而且水还有可能随可燃气体一起进入出气管。

在发生火焰倒燃后，应随时检 2在冬季使用安全水分阻火器，工作完毕后应把水全部排出，以免发生冻结。

3.在使用封闭式安全水封阻火器是，有可燃气体中可能带有粘性油质杂质，使用一段时间后易糊在阀和阀座等处，应经常检查逆止阀的气密性。

3.安全水封阻火器的参数及设计计算（1）进气管的直径（2）安全管内径（3）罐壁的厚度（4）气室的高度（5）水室的高度二 （1）进气管的内径 已知 20,0.3/,m in d mm v m s ==则 Q g=413.14*0.020^2*0.3 =0.34所以=20.01mm（2）安全管的内径已知所以=（24.25--36.36）mm（3）罐体内径=24.51mm（4）管壁厚度已知Pd 可取300MPa 可取235MPa.=3.04mm（5）气室的高度=（26.96--93.14）mm（6）水室的高度=( 45.34-- 73.53)mm4、课程设计的总结通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关阻火器的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。

实践出真知，通过亲自的进行设计，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

过而能改，善莫大焉。

在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获龋最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。

在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可!课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。

同时，设计让我感触很深。

使我对抽象的理论有了具体的认识。

不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。

更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。

而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。

要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。

这对于我们的将来也有很大的帮助。

以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。

就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。

回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。

此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。

5、阻火器的测试在阻火器使用之前，必须经过阻爆和耐烧性能测试。

阻爆试验是指在一定距离内将试验装置内的可燃气体点燃，使火焰或火花通过阻火器时被熄灭的一种试验。