一 阻火器原理

阻火器是一種安全裝置，用于阻止可燃?xì)怏w和可燃液體蒸汽的火焰?zhèn)鞑ァＫ试S氣體通過(guò)，但阻止火焰通過(guò)。 它首先用于石油工業(yè)，然后廣泛應(yīng)用于礦山、煤礦、水運(yùn)和化學(xué)工業(yè)。 阻火器主要由殼體和濾芯組成，濾芯是防止火焰?zhèn)鞑サ闹饕考?根據(jù)濾芯的不同，可分為充填式阻火器、板式阻火器、金屬網(wǎng)式阻火器、波紋式阻火器和液封式阻火器。 以普通波紋阻火器為例，其濾芯由薄不銹鋼波紋帶和扁平帶卷成圓盤(pán)狀（圖1）。 其滅火能力僅取決于由過(guò)濾元件上的波紋形成的三角形截面孔的尺寸和過(guò)濾元件的厚度。 當(dāng)火焰通過(guò)過(guò)濾元件時(shí)，它被三角形橫截面的孔分成若干細(xì)火焰，火焰與通道壁之間的接觸面積變大，傳熱增強(qiáng)，火焰溫度降低到低于點(diǎn)火點(diǎn)，以防止火焰蔓延。 此外，由于壁效應(yīng)，當(dāng)可燃?xì)怏w通過(guò)阻火器的狹窄通道時(shí)，自由基與通道壁的碰撞概率增加，并且參與反應(yīng)的自由基減少。 當(dāng)阻火器的通道變窄到一定程度時(shí)，自由基與通道壁的碰撞占主要地位，自由基數(shù)量的急劇減少火焰向未燃?xì)怏w的傳播。

二 阻火器選型

在一定的條件下，合適的阻火器能起到一個(gè)有效措施阻止火焰?zhèn)鞑サ淖饔茫?，每種阻火器都有其特定的工作能力范圍，超出其工作人員范圍,就無(wú)法得到保證阻火效果，因此需要對(duì)阻火器進(jìn)行技術(shù)選型。選型中首先我們需要企業(yè)確定阻火器的使用不同位置、介質(zhì)類型（爆炸級(jí)別）以及相關(guān)操作系統(tǒng)工況（壓力、溫度）等三項(xiàng)基本經(jīng)濟(jì)因素。然后學(xué)生根據(jù)阻火器的使用公共場(chǎng)所環(huán)境進(jìn)行分析管道/管端阻火器的劃分，根據(jù)自己安裝位置、介質(zhì)類型和操作工況確定燃燒工況，完成阻火器初步選型。在初步選型確認(rèn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國(guó)其他重要參數(shù)，諸如阻火器連接管理方式、阻火器通氣量、阻火器允許壓降、阻火器殼體/阻火芯材質(zhì)、設(shè)計(jì)課程標(biāo)準(zhǔn)、同心/偏心設(shè)計(jì)問(wèn)題以及信息是否存在需要伴熱夾套等具體內(nèi)容要求，目標(biāo)完成阻火器選用。在以上阻火器選用涉及的參數(shù)中,工況簡(jiǎn)單的可以同時(shí)根據(jù)生產(chǎn)工藝水平直接關(guān)系確定，而實(shí)際控制工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中工況都比較具有復(fù)雜,介質(zhì)通常為氣體混合物,燃燒工況也復(fù)雜形式多樣,因此,阻火器的選用中國(guó)需要經(jīng)過(guò)慎重考慮。這里僅介紹兩種文化影響社會(huì)因素：

1.介質(zhì)類型：GB50058《爆炸性危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.4.1條：爆炸性氣體混合物應(yīng)按其試驗(yàn)安全間隙(MESG)或小點(diǎn)火電流比(MICR)進(jìn)行分級(jí)。一般來(lái)說(shuō)，阻燃選擇過(guò)程中介質(zhì)類型的確定一般根據(jù)介質(zhì)MESG值進(jìn)行劃分。根據(jù)GB3836.11《爆炸環(huán)境爆炸電氣設(shè)備》第十一部分：受爆炸外殼“d”保護(hù)的設(shè)備，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)條件下，空腔內(nèi)混合物的所有濃度不能點(diǎn)燃25mm長(zhǎng)火焰道內(nèi)腔之間的間隙。不同的氣體介質(zhì)有不同的MESG值。ENISO16852防火預(yù)防器性能要求、試驗(yàn)方法和使用根據(jù)MESG值將爆炸氣體混合物分為炸藥1：A1、IA、IB1、IB2、IB3、IB3、B、C，見(jiàn)表1。

不同的爆炸等級(jí)的介質(zhì)危險(xiǎn)度不同，相應(yīng)的阻火器產(chǎn)品也不同。 氣體介質(zhì)的MESG值越小，阻火器的操作條件越苛刻，阻火器的設(shè)計(jì)就越困難和昂貴。 因此，在選擇阻火器之前確認(rèn)氣體介質(zhì)的MESG值尤其重要。

2. 燃燒條件:在管道足夠長(zhǎng)、燃燒足夠快的條件下，火焰會(huì)經(jīng)歷爆燃、不穩(wěn)定爆轟、穩(wěn)定爆轟等燃燒階段(圖3)。在低壓爆燃階段，速度可達(dá)112m/s，壓力為0.1mpa。在中壓爆燃階段，速度可達(dá)20Om/s，壓力0.4mpa。在高壓爆燃階段，速度可達(dá)30Om/s，壓力為2MPa。爆轟階段，速度可達(dá)1900m/s，壓力為3.5mpa。在過(guò)爆階段，速度可達(dá)2300m/s，壓力為21MPa。在穩(wěn)定爆轟階段，速度可達(dá)1830m/s，壓力為35MPa。這是由于燃燒過(guò)程現(xiàn)象的壓力增加,當(dāng)光線充斥著水平的可燃?xì)怏w管道的一端,火焰墻,然后迅速點(diǎn)燃?xì)怏w傳輸,快速擴(kuò)張的熱量燃燒氣體,氣體膨脹導(dǎo)致可燃?xì)怏w被壓縮,從而產(chǎn)生壓力增加?；鹧媲胺降臍怏w被壓縮，密度變大，燃燒傳播速度加快，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的熱量增加，導(dǎo)致可燃?xì)怏w前方的“壓力上升”更加強(qiáng)烈。通常,如果滅火器遠(yuǎn)離火源,然后爆燃火焰可能改變爆炸火焰前緣壓力增加會(huì)導(dǎo)致一個(gè)偉大的管道風(fēng)險(xiǎn)因素增加,阻火器和耐火性和耐壓性能力要求也更嚴(yán)格。如果選用了錯(cuò)誤的阻火器，將成為生產(chǎn)中的重大安全隱患。因此，嚴(yán)格根據(jù)燃燒條件選擇耐爆燃或耐爆燃阻火器。然而，在實(shí)際工程應(yīng)用中，由于混合介質(zhì)的復(fù)雜性，管道條件和火焰位置難以確定，無(wú)法對(duì)不同條件下的阻火器選擇做出明確規(guī)定，通常通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)和積累的工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行具體分析。

另外需要注意的是，管道中的彎頭會(huì)加速火焰的傳播，因此在選用阻火器的過(guò)程中要充分考慮這一因素。當(dāng)彎頭數(shù)量超過(guò)一個(gè)時(shí)，燃燒條件變得更加復(fù)雜，需要模擬管道的真實(shí)情況，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。如果沒(méi)有測(cè)試條件，出于安全原因，通常需要爆震火焰器。因此，如果工藝允許，火源和阻火器之間的彎曲數(shù)量應(yīng)盡可能減少。