阻火器是用來阻止易燃氣體和易燃液體蒸汽的火焰蔓延的安全裝置。一般安裝在輸送可燃氣體的管道中，或者通風的槽罐上，阻止傳播火焰(爆燃或爆轟)通過的裝置，由阻火芯、阻火器外殼及附件構成。

阻火器也常用在輸送易燃氣體的管道上。假若易燃氣體被引燃，氣體火焰就會傳播到整個管網。為了防止這種危險的發生，也要采用阻火器。阻火器也可以使用在有明火設備的管線上，以防止回火事故。但它不能阻止敞口燃燒的易燃氣體和液體的明火燃燒。

基本信息

• 中文名

  阻火器

• 外文名

  Flame arrester

• 用途

  易燃易爆管道阻火

• 行業

  化工，石油等

簡介

早在1928年阻火器就已被應用在石油工業中，以后又廣泛用用于礦山、煤礦、水運及化學工業中。在石油工業中，阻火器被廣泛應用在石油及石油產品的儲罐上。當儲存輕質石油產品的油罐遇到明火或雷擊時，就可能引起火災。為了防止這種危險的產生而使用阻火器。

阻火器安裝

典型管道阻火器(水平/垂直)安裝圖1.摘除所有法蘭的保護蓋和拋棄所有包裝材料。

2.檢查閥座，閥座表面的配套法蘭墊片。它必須是清潔、平整、無劃痕、耐腐蝕、工具痕跡。

3.檢查墊片，確保材料是適合于應用的。

4.用適當的螺紋潤滑劑潤滑所有螺柱和螺母。如果緊固件是高溫或不銹鋼材料則使用反抓住化合物，如二硫化鉬。

5.螺栓環內墊片。

6.設置阻火器殼體法蘭與管線法蘭對接，要注意阻火元件的提升手柄與頂螺母位置，方便未來摘除阻火器的元件。

工作原理

關于阻火器的工作原理,主要有兩種觀點:一是基于傳熱作用;一是基于器壁效應。

傳熱作用

燃燒所需要的必要條件之一就是要達到一定的溫度,即著火點。低于著火點,燃燒就會停止。依照這一原理,只要將燃燒物質的溫度降到其著火點以下,就可以阻止火焰的蔓延。當火焰通過阻火元件的許多細小通道之后將變成若干細小的火焰。設計阻火器內部的阻火元件時,則盡可能擴大細小火焰和通道壁的接觸面積,強化傳熱,使火焰溫度降到著火點以下,從而阻止火焰蔓延。

器壁效應

燃燒與爆炸并不是分子間直接反應,而是受外來能量的激發,分子鍵遭到破壞,產生活化分子,活化分子又分裂為壽命短但卻很活潑的自由基,自由基與其它分子相撞,生成新的產物,同時也產生新的自由基再繼續與其它分子發生反應。當燃燒的可燃氣通過阻火元件的狹窄通道時,自由基與通道壁的碰撞幾率增大,參加反應的自由基減少。當阻火器的通道窄到一定程度時,自由基與通道壁的碰撞占主導地位,由于自由基數量急劇減少,反應不能繼續進行,也即燃燒反應不能通過阻火器繼續傳播。

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撞幾率反而增加, 這樣就促使自由基反應減低。當通道尺寸減少到某一數值時, 這種器壁效應就造成了火焰不能繼續傳播的條件, 火焰即被阻止。因此器壁效應是防止火焰的主要機理。阻火芯圖片

MESG

火焰通過阻火元件的細小通道并在通道內降溫。當火焰被分割小到一定程度時,經通道移走的熱量足以將溫度降到可燃物燃點以下,使火焰熄滅?；蛴善鞅谛忉?當通道窄到一定程度時,自由基與管道壁的碰撞占主導地位,自由基大量減少,燃燒反應不能繼續進行。因此,把在一定條件下(0. 1 MPa ,20 ℃) 剛好能夠使火焰熄滅的通道尺寸定義為"大實驗安全間隙"(MESG,Maximum Experimental Safe Gap) 。阻火元件的通道尺寸是決定阻火器性能的關鍵因素,不同氣體具有不同的MESG值。因此,在選擇阻火器時, 應根據可燃氣體的組成確定其MESG值。在具體選擇時,又根據MESG值將氣體劃分為幾個等級。上經常采用兩類方法。一是美國全國電氣協會(NEC) 的分類法,它根據氣體的MESG值將氣體分為四個等級(A ,B ,C ,D) ;另一類是電工協會( IEC) 的方法,它也將氣體分為四個等級( IIC , IIB , IIA 及I) 。兩種標準劃分的各類氣體的MESG 值及測試氣體如表1所示。

表1 兩種MESG分類標準NEC IEC MESG/ mm 測試氣體

A IIC 0. 25 乙炔

B IIC 0. 28 氫氣

C IIB 0. 65 乙烯

D IIA 0. 90 丙烯

G M I 1. 12 甲烷

這樣,在選用阻火器時,即可在設計規定使用的規范中首先查出所用可燃氣體的等級,然后根據該組氣體對應的MESG 值來選擇相應的阻火元件。

材質

安裝于管端的阻火器殼體，宜采用鑄鐵和含鎂量不大于 0 . 5 % 的鑄鋁合金，也可按設計要求采用其它材料:

安裝于管道中的阻火器殼體，應采用鑄鋼焊接，

阻火層芯件和安裝于管道中的阻火器芯殼及芯件壓環應采用不銹鋼;

安裝于管端的阻火器芯殼及芯件壓環，宜采用鑄鐵或鑄鋁。阻火器

分類

按用途分類

儲罐阻火器、加油站阻火器、加熱爐阻火器、火炬阻火器、放空管阻火器、煤氣輸送管阻火器等。

按安裝位置分類

管端阻火器: 安裝在排氣管的端部;

管道阻火器: 安裝在管道中間位置。

按阻止火焰速度分類

防爆燃阻火器: 能阻止以亞音速傳播的爆炸火焰通過;

防爆轟阻火器: 能阻止以沖擊波為特征、以超音速傳播的爆炸火焰通過。

按氣體分級分類

適用于I 級氣體的阻火器;

適用于IIA 級氣體的阻火器;

適用于IIB 級氣體的阻火器;

適用于IIC 級氣體的阻火器。

性能

主要性能:1、阻爆性能合格,阻火器連續13次以亞音速火焰試驗，每次都能阻止火焰的通過。2、耐燒性能合格，耐燒試驗1小時無回火現象。3、殼體水壓試驗合格，水壓試驗2.4MPa無滲漏。結構合理，重量輕、耐腐蝕。易檢修，安裝方便。阻火器芯子采用不銹鋼材料, 耐腐蝕易于清洗。

阻火器主要由殼體和濾芯兩部分組成。殼體應具有足夠的強度，以承受爆炸產生的沖擊壓力。濾芯是阻止火焰傳播的主要構件，常用的有金屬網濾芯和波紋型濾芯兩種。金屬網型濾芯用直徑0.23~0.315mm的不銹鋼或銅網，多層重疊組成。目前國內的阻火器通常采用16~22目金屬網，為4~12層。

波紋型濾芯用不銹鋼、銅鎳合金、鋁或鋁合金支撐。波紋型阻火器能阻止爆燃的猛烈火焰，并能承受相應的機械和熱力作用，流動阻力小，易于清洗和更換。

維修保養

維修和保養原則

1)、 為了確保阻火器的性能達到使用目的，在安裝阻火器前，必須認真閱讀廠家提供的說明書，并仔細核對標牌與所裝管線要求是否一致。

2)、 阻火器上的流向標記必須與介質流向一致。

3)、 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。

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)、 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。

一般選用原則

所選用的阻火器，其安全阻火速度應大于安裝位置可能達到的火焰傳播速度。

與燃燒器連接的可燃氣體輸送管道，在無其它防回火設施時，應設阻火器。

阻止以亞音速傳播的火焰，應使用阻爆燃型阻火器，其安裝位置宜靠近火源;

阻止以音速或超音速傳播的火焰應使用阻爆轟型阻火器，其安裝位置應遠離火源。

不同公稱直徑的阻爆轟型阻火器，所要求的距火源小安裝距離見表。

在寒冷地區使用的阻火器，應選用部分或整體帶加熱套的殼體，也可采用其它伴熱方式。

在特殊情況下，可根據需要選用設有沖洗管、壓力計、溫度計、排污口等接口的阻火器。

安裝于管端的阻火器， 當公稱直徑小于DN50時宜采用螺紋連接; 當公稱直徑大于或等于DN50時，應采用法蘭連接。

安裝于管道中的阻火器，應采用法蘭連接。

安裝于管端的阻火器，應帶有可自動開啟的防雨通風罩。

儲罐之間氣相連通管道各支管上的阻火器應選用阻爆轟型。

儲罐頂部的油氣排放管道，應在與罐頂的連接處選用阻爆轟型阻火器。

儲罐頂部保護性氣體及油氣排放管道的集合管上應選用阻爆轟型阻火器。緊急放空管應設置

阻爆燃型阻火器。

裝卸設施的油氣排放 ( 或回收)總管與各支線的氣相管道之間應設置阻爆轟型阻火器。

可燃氣體放空管道在接入火炬前，若設置阻火器時，應選用阻爆轟型阻火器。

測試要求

阻火器的性能是否能達到預期的效果，起到阻火的作用，必須對阻火器進行測試。

阻火器除具備有一定的機械強度外，還要經過阻爆和耐燒的試驗，并應達到試驗標準的要求。

阻爆試驗即在一定距離內將試驗裝置內的可燃氣體點燃，所產生的火焰或火花不能穿過阻火器而被阻止和熄滅，這種試驗稱為阻爆試驗。

耐燒試驗是在沒有回燃的條件下，可燃氣體火焰通過阻火層并在阻火層上面持續燃燒。阻火層能夠承受一定時間的火焰燃燒而不被燒壞，這種試驗稱為耐燒試驗。

阻火器根據使用的目的，可以同時具有阻爆性能和耐燒性能，也可以只具有阻爆性能或耐燒性能。因此阻火器的阻爆性能和耐燒性能是對阻火器進行測試鑒定的主要項目。沒有進行過這種測試鑒定的阻火器是不能使用的。

測度標準

對阻火器進行測試鑒定的要求，世界各國不盡相同，現將幾個國家對阻火器測試要求的情況簡介如下:

(1)英國消防研究部門要求阻火器應具備阻爆和耐燒兩種性能。測試阻火器的介質不能使用氫氣和乙炔氣體，規定使用丙烷。阻火器耐燒時間要求2小時。

(2)西德國家標準規定，對于容量大于1000升的儲罐上用的阻火器必須具備阻爆和耐燒兩種性能。試驗介質不能用氫氣和乙炔氣體，要求阻火器耐燒時間為2小時。

(3)蘇聯對阻火器要求具備阻爆和耐燒兩種性能。試驗用的介質即為阻火器使用時的介質。阻火器耐燒時間要求為2小時。

(4)日本對阻火器要求進行阻爆和耐燒性能的試驗，試驗介質可用已烷氣體。

(5) 美國 于1936年制定石油及汽油儲罐阻火器測試國家標準，后又經過幾次修訂。標準要求石油儲罐上的阻火器應具備阻爆和耐燒兩種性能。

主要用途

1、輸送可燃性氣體的管道上。

2、火炬系統。

3、油氣回收系統。

4、加熱爐燃料氣的管網上。

5、氣體凈化通化系統。

6、氣體分析系統。

7、煤礦瓦斯排放系統。

8、易燃易爆溶劑系統(如反應釜及儲罐放空口等)。