燃?xì)夤艿雷杌鹌鞯脑砗徒Y(jié)構(gòu)論述
燃?xì)夤艿涝谕ǔG闆r下是安全的,這是因?yàn)樵诠芫W(wǎng)所輸送的易燃?xì)怏w中不含有氧氣或其它氧化劑,火焰不可能在沒(méi)有氧化劑的純凈燃?xì)庵挟a(chǎn)生和傳播。但是在某些特殊的意外條件下,例如因施工不當(dāng)、地震、年久失修或其它不可預(yù)見(jiàn)的意外事故,就有可能造成管道網(wǎng)某處的破裂。如果管道是采用低壓輸送燃?xì)獾?,就有可能在管道破裂處造成局部壓力降,引起外界空氣進(jìn)入管道網(wǎng),使下游管網(wǎng)內(nèi)的燃?xì)獬蔀榕c空氣的預(yù)混氣。當(dāng)該預(yù)混氣達(dá)到爆炸極限時(shí)就具備了產(chǎn)生回火和導(dǎo)致爆炸災(zāi)害的必要條件。國(guó)內(nèi)外發(fā)生的類(lèi)似事故已不鮮見(jiàn)。尤其隨著低濃度燃?xì)猓淄闈舛仍?5%以下)被逐步利用。如果能在管道網(wǎng)中適當(dāng)?shù)牟课话惭b燃?xì)夤艿?a href="http://sjzyouyou.cn/" title="阻火器" style="color: #4382FF;">阻火器,上述事故就可以得到有效的遏制。
燃?xì)夤艿雷杌鹌鞯墓ぷ髟碇饕腔诨鹧嫱ㄟ^(guò)狹窄通道時(shí)的熄滅現(xiàn)象研究。大量的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,如果狹窄通道的直徑(指名義直徑)小到一 定程度,火焰在這種小通道中傳播一段距離后便會(huì)自動(dòng)熄滅,也稱(chēng)為淬熄。能使火焰發(fā)生淬熄的通道直徑稱(chēng)為淬熄直徑,用Dq來(lái)表示。火焰在具有淬熄直徑的通道上傳播到熄滅之前的那段距離稱(chēng)為淬熄長(zhǎng)度,用Lq來(lái)表示。
管道阻火器
圖1 燃?xì)夤艿雷杌鹌鹘Y(jié)構(gòu)
1一外殼;2一阻火芯;3一法蘭
燃?xì)夤艿雷杌鹌骶褪歉鶕?jù)小孔淬熄原理設(shè)計(jì)的。阻火器結(jié)構(gòu)如圖1所示,它由外殼和阻火芯組成,可以通過(guò)法蘭3與管道或其它設(shè)備連接,也可以有其它各種連接方式。阻火器外殼1應(yīng)具有較大的強(qiáng)度,能承受爆轟引起的動(dòng)高壓。阻火芯2形式有多種,如多層金屬網(wǎng)疊合而成的金屬網(wǎng)式,波紋帶式等。后者是目前國(guó)際上比較通用的。波紋帶可采用鋁合金、不銹鋼或其它耐腐蝕材料制成,波紋帶與平板帶疊合卷制成圓盤(pán)狀,制成阻火芯盤(pán),裝入阻火器外殼內(nèi),就將管道截面分割成許多小三角形截面,每一個(gè)三角形孔都是一個(gè)狹窄通道。當(dāng)火焰通過(guò)時(shí),就迫使管道中的火焰面通過(guò)這些狹窄通道,這些通道都滿(mǎn)足淬熄直徑的要求,于是火焰就在通過(guò)阻火芯時(shí)熄滅了。阻火芯的設(shè)計(jì)不僅應(yīng)考慮到淬熄火焰的要求,還要盡量減少氣體的流阻,因此在設(shè)計(jì)之前應(yīng)作精心的計(jì)算。三角形截面的高度(波紋高)、阻火芯波紋盤(pán)厚度及阻火器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化對(duì)于其整體阻火性能都有直接的影響。K.N.Palmer對(duì)波紋板阻火器阻火性能作過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,并得到了具有應(yīng)用價(jià)值的計(jì)算公式:
V=0.38αγ/d2
其中V是臨界阻火速度(m/s);α是用分?jǐn)?shù)表示的阻火器通氣自由面積與阻火芯總面積之比;γ是阻火芯厚度(cm);d是淬熄直徑。從該公式可以估算一個(gè)設(shè)計(jì)好的阻火器的臨界阻火速度。阻火器雖然并非一個(gè)燃燒器,但阻火器的設(shè)計(jì)顯然應(yīng)考慮到其燃燒學(xué)和爆轟學(xué)特性,設(shè)計(jì)者應(yīng)對(duì)火焰及沖擊波理論作詳盡的了解。