封閉式安全水封阻火器設(shè)計(jì)

1、目錄1引言11.1防爆防爆的基本知識(shí)1.2引發(fā)火災(zāi)的三個(gè)原因 1.3阻火器的工作原理及分類2 水封阻火器的工作原理及特點(diǎn)2.1 水封阻火器的工作原理2.2水封阻火器的特點(diǎn)3.水封阻火器的參數(shù)及設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 水封阻火器的各種參數(shù) 3.2水封阻火器的的設(shè) 4課程設(shè)計(jì)總結(jié) 5阻火器的測(cè)試 6機(jī)械阻火器主要應(yīng)用場(chǎng)所 參考文獻(xiàn)1 引言：防爆技術(shù)原理 1.1防爆技術(shù)的基本理論 從防爆技術(shù)原理看，防止物理或化學(xué)爆炸發(fā)生條件同時(shí)出現(xiàn)，是預(yù)防爆炸事故發(fā)生的根本技術(shù)措施。從爆炸事故破壞力形成看，一般應(yīng)同時(shí)具備以下五個(gè)條件：（1）可燃物；（2）助燃劑；（3）可燃物與助燃劑均勻混合；（4）爆炸性混合物處于相對(duì)封閉

2、空間內(nèi)；（5）足夠能量的點(diǎn)火源 。1.2引發(fā)火災(zāi)的三個(gè)條件 引發(fā)火災(zāi)的三個(gè)條件是：可燃物、氧化劑和點(diǎn)火能源同時(shí)存在，相互作用。引發(fā)爆炸的條件是：爆炸品（內(nèi)含還原劑和氧化劑）或可燃物（可燃?xì)?、蒸氣或粉塵）與空氣混合物和起爆能源同時(shí)存在、相互作用。如果我們采取措施避免或消除上述條件之一，就可以防止火災(zāi)或爆炸事故的發(fā)生，這就是防火防爆的基本原理。 在制定防火防爆措施時(shí)，可以從以下四個(gè)方面去考慮： （1）預(yù)防性措施。這是最基本、最重要的措施。我們可以把預(yù)防性措施分為兩大類：消除導(dǎo)致火爆災(zāi)害的物質(zhì)條件（即點(diǎn)火可燃物與氧比劑的結(jié)合）及消除導(dǎo)致火爆災(zāi)害的能量條件（即點(diǎn)火或引爆能源），從而從根本上杜絕發(fā)火（引

3、爆）的可能性。 （2）限制性措施。即一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。限制其蔓延擴(kuò)大及減少其損失的措施。如安裝阻火、泄壓設(shè)備，設(shè)防火墻、防爆墻等。 （3）消防措施。配備必要的消防措施，在萬(wàn)一不慎起火時(shí)，能及時(shí)撲滅。特別是如果能在著火初期將火撲滅，就可以避免發(fā)生大火災(zāi)或引發(fā)爆炸。從廣義上講，這也是防火防爆措施的一部分。 （4）疏散性措施。預(yù)先采取必要的措施，如建筑物、飛機(jī)、車輛上設(shè)置安全門(mén)或疏散樓梯、疏散通道等。當(dāng)一旦發(fā)生較大火災(zāi)時(shí)，能迅速將人員或重要物資撤到安全區(qū)，以減少損失。1.3阻火器的工作原理及分類 關(guān)于阻火器的工作原理，目前主要有兩種觀點(diǎn)：一種是基于傳熱作用；一是器壁效應(yīng)。（1）傳熱作用 阻火器能

4、夠阻止火焰?zhèn)鞑ゲ⑵仁够鹧嫦纭Ｈ紵枰谋匾獥l件之一就是要達(dá)到一定的溫度，即著火點(diǎn)。低于著火點(diǎn)，燃燒就會(huì)停止。依照這一原理，只要將可燃物的溫度降到著火點(diǎn)以下，可以使火焰熄滅，就可以阻止火焰的蔓延。阻火器是由許多細(xì)小的空隙和通道組成。當(dāng)火焰通過(guò)阻火元件的許多細(xì)小通道之后將變成若干細(xì)小的火焰流，由于通道或空隙的傳熱面積很大，火焰通過(guò)時(shí)即進(jìn)行熱交換，當(dāng)火焰溫度下降到一定溫度時(shí)火焰即熄滅。在設(shè)計(jì)阻火器的內(nèi)部阻火元件時(shí)盡可能擴(kuò)大細(xì)小火焰和通道壁的接觸面積，強(qiáng)化傳熱，使火焰溫度降低到著火點(diǎn)以下，達(dá)到阻止火焰蔓延的目的。根據(jù)英國(guó)羅貝爾對(duì)阻火器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)表明：傳熱作用對(duì)阻火器熄滅火焰不是主要的，而是器壁效應(yīng)起

5、主要作用。（2）器壁效應(yīng) 根據(jù)燃燒與爆炸連鎖反應(yīng)理論，認(rèn)為燃燒與爆炸現(xiàn)象的產(chǎn)生并不是分子直接作用的結(jié)果，而是受外來(lái)能源（熱能輻射能電能光能化學(xué)反應(yīng)能等）的激發(fā)，分子鍵受到破壞，產(chǎn)生具備反應(yīng)能的分子（稱為活化分子），這些活化分子在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，首先分裂出十分活躍而生命短促的自由基。化學(xué)反應(yīng)就是靠這些自由基進(jìn)行的。自由基與其他分子相撞，生成新的產(chǎn)物，同時(shí)也產(chǎn)生新的自由基再繼續(xù)與其他分子發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)燃燒的可燃?xì)怏w通過(guò)阻火元件的狹窄通道時(shí)，自由基與通道壁的碰撞幾率增大，參加反應(yīng)的自由基減少。當(dāng)阻火器的通道窄到一定程度時(shí)，自由基與反應(yīng)分子之間的碰撞幾率隨之減少，自由基與通道壁的碰撞幾率增大，當(dāng)自由基與

6、通道壁的碰撞占主導(dǎo)地位，由于自由基數(shù)量急劇減少，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)自由基銷毀速率大于產(chǎn)生速率時(shí)，反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)通道尺寸減少到一定程度時(shí)，這種器壁效應(yīng)就造成了火焰不能繼續(xù)傳播的條件，火焰即被阻止，也即燃燒反應(yīng)不能通過(guò)阻火器繼續(xù)傳播1。但是在大多數(shù)情況下，阻火器的傳熱效應(yīng)和碰撞效應(yīng)同時(shí)存在?；鹧姘l(fā)生淬熄的過(guò)程如圖1所示,爆燃火焰在狹縫中淬熄主要是由于火焰面的化學(xué)反應(yīng)放熱與散熱條件不匹配引起的?；鹧嬉运俣冗M(jìn)入狹縫時(shí),火焰面內(nèi)靠近狹縫冷壁處作為化學(xué)反應(yīng)活化中心的自由基和自由原子與冷壁相碰撞放出其能量,這相當(dāng)于反應(yīng)區(qū)的熱量流向冷壁邊界,從而當(dāng)火焰面到達(dá)一定距離時(shí),在壁面附近產(chǎn)生了熄滅層。隨著火焰面的運(yùn)動(dòng),

7、熄滅層厚度不斷增大,以至于自由基進(jìn)入熄滅層內(nèi)就被復(fù)合成分子并放出能量,而僅有少量自由基能穿透熄滅層與冷壁相撞。在后續(xù)進(jìn)程中,火焰在該狹縫內(nèi)完全淬熄。能使火焰發(fā)生淬熄的通道直徑稱為淬熄直徑,用D來(lái)表示?；鹧嬖诰哂写阆ㄖ睆紻的通道上傳播到熄滅之前的那段距離稱為淬熄長(zhǎng)度,用L來(lái)表示。 圖1 燃燒火焰淬熄原理模型 阻火器的種類 1.按阻火器阻止火焰速度分類可分為阻爆燃型阻火器和阻爆轟型阻火器。 2.按阻火器安裝位置分類可分為管端阻火器(安裝在管子頂端)和管中阻火器(安裝在管子中間)。 3.按阻火器用途分類可分為油罐阻火器、加油站阻火器、車用阻火器、加熱爐用阻火器、火炬阻火器、排風(fēng)導(dǎo)管阻火器、船用阻火器

8、、乙炔阻火器、氫氣阻火器等。4.按阻火器結(jié)構(gòu)分類可分為金屬網(wǎng)型阻火器(已淘汰)、波紋型阻火器、平行板型阻火器、多孔板型阻火器、泡沫金屬型阻火器、充填型阻火器、水封型阻火器等。5.按阻火器使用氣體介質(zhì)分類可分為級(jí)氣體阻火器、A級(jí)氣體阻火器、B級(jí)氣體阻火器、C級(jí)氣體阻火器。2 封閉式水封阻火器的原理及特點(diǎn) 2.1液封阻火器以液體為阻火介質(zhì)，目前廣泛使用的安全水封阻火器以水為阻火介質(zhì)，安裝在氣體管線與生產(chǎn)設(shè)備之間，以防止外部火焰竄入引起爆炸危險(xiǎn)，或阻止火焰在設(shè)備和管道之間發(fā)生蔓延。封閉式安全水分封阻火器適用于壓力較高的燃?xì)庀到y(tǒng)，主要有罐體，進(jìn)氣管，逆止閥，分氣板，分水板，分水管，水位閥及防爆膜等幾部

9、分組成。系統(tǒng)基本原理為，在正常的工作狀態(tài)下，可燃?xì)怏w從進(jìn)氣管進(jìn)入管內(nèi)，再經(jīng)逆止閥，分氣板，分水板和分水管從儲(chǔ)氣罐逸出。當(dāng)火焰發(fā)生倒燃時(shí)，管內(nèi)壓力將增高，并壓迫水面使逆止閥瞬時(shí)關(guān)閉，進(jìn)氣管暫時(shí)停止供氣。與此同時(shí)，倒燃火焰氣體沖破管頂防爆膜后散發(fā)到大氣中去，從而有效防止了刀燃火焰進(jìn)入另一側(cè)。需要指出的是，在火焰倒燃過(guò)程中，逆止閥只能起暫時(shí)切斷可燃起源的作用，因此，當(dāng)發(fā)生火焰倒燃時(shí)，必須關(guān)閉可燃?xì)饪傞y，并在更換防爆膜后才能繼續(xù)使用。 2.2水封阻火器的使用要求 1,使用安全水封阻火器應(yīng)隨時(shí)注意水位，不得低于水位計(jì)標(biāo)定位置，但也不宜不應(yīng)過(guò)高，否則，不僅可燃?xì)怏w難以通過(guò)，而且水還有可能隨可燃?xì)怏w一起進(jìn)入

10、出氣管。在發(fā)生火焰倒燃后，應(yīng)隨時(shí)檢 2在冬季使用安全水分阻火器，工作完畢后應(yīng)把水全部排出，以免發(fā)生凍結(jié)。 3.在使用封閉式安全水封阻火器是，有可燃?xì)怏w中可能帶有粘性油質(zhì)雜質(zhì)，使用一段時(shí)間后易糊在閥和閥座等處，應(yīng)經(jīng)常檢查逆止閥的氣密性。3.安全水封阻火器的參數(shù)及設(shè)計(jì)計(jì)算（1）進(jìn)氣管的直徑 （2）安全管內(nèi)徑 （3）罐壁的厚度 （4）氣室的高度 （5）水室的高度 二 （1）進(jìn)氣管的內(nèi)徑 已知 則 Q g=3.14*0.0202*0.3 =0.34 所以 =20.01mm （2）安全管的內(nèi)徑 已知 所以=（24.25-36.36）mm （3） 罐體內(nèi)徑 =24.51mm （4）管壁厚度 已知 Pd 可

11、取300MPa 可取235MPa . =3.04mm （5）氣室的高度 =（26.96-93.14）mm （6）水室的高度 =( 45.34- 73.53)mm 4、課程設(shè)計(jì)的總結(jié) 通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)阻火器的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過(guò)親自的進(jìn)行設(shè)計(jì)，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。過(guò)而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲齲最終的檢測(cè)調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過(guò)而能改，善莫大焉”的知行觀。在今后社會(huì)

12、的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中，一定要不懈努力，不能遇到問(wèn)題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會(huì)及他人對(duì)你的認(rèn)可!課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門(mén)專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門(mén)講道課，一門(mén)辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實(shí)驗(yàn)課上，我們學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真

13、的是受益匪淺。要面對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對(duì)于我們的將來(lái)也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂(lè)，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國(guó)提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后變的更加成熟，會(huì)面對(duì)需要面對(duì)的事情?；仡櫰鸫苏n程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正

14、為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 此次設(shè)計(jì)也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時(shí)請(qǐng)教或上網(wǎng)查詢，只要認(rèn)真鉆研，動(dòng)腦思考，動(dòng)手實(shí)踐，就沒(méi)有弄不懂的知識(shí)，收獲頗豐。5、阻火器的測(cè)試 在阻火器使用之前，必須經(jīng)過(guò)阻爆和耐燒性能測(cè)試。阻爆試驗(yàn)是指在一定距離內(nèi)將試驗(yàn)裝置內(nèi)的可燃?xì)怏w點(diǎn)燃，使火焰或火花通過(guò)阻火器時(shí)被熄滅的一種試驗(yàn)。耐燒試驗(yàn)則是指在無(wú)回燃條件下，使可燃?xì)怏w燃燒火焰持續(xù)通過(guò)阻火層時(shí)，阻火層能夠承受一定時(shí)間內(nèi)的火焰燃燒而不被燒壞的一種試驗(yàn)。此外，一個(gè)性能優(yōu)良的阻火器除了具有良好的阻火和耐燒性能，還要有盡可能小的流阻。阻火器壓降的大小取決于其結(jié)構(gòu)形式及氣流速度不同阻火器的壓降一般需要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)測(cè)定，也可以利用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算。6、阻火器的