什么是管道阻火器？
一、阻火器原理
管道阻火器是一種防止或易燃液體蒸氣火焰蔓延的安全裝置，允許氣體通過但不允許火焰通過。
最初用于石油工業，后來廣泛用于采礦、煤礦、水運和化工等行業。
主要由殼體和濾芯組成，是防止火焰蔓延的主要部件。根據濾芯的類型，可分為填充式阻火器、板框阻火器和金屬。網框避雷器、波紋框避雷器、液封式框避雷器等。
以典型的波紋阻火器為例，其濾芯由不銹鋼波紋帶和卷成圓盤狀的平帶組成（圖1）。其耐火性僅取決于形成的三角形截面孔。取決于濾波器元件的波形。濾芯的尺寸和厚度。
當火焰通過過濾器元件時，這些三角形橫截面中的孔被分成幾個較小的火焰。這增加了火焰和通道壁之間的接觸面積，增強了熱傳遞，并將火焰溫度降低到閃點以下。這將防止火焰蔓延。
此外，壁效應增加了可燃氣體通過防火元件狹窄通道時自由基與通道壁發生碰撞的概率，減少了參與反應的自由基。
如果管道阻火器通道狹窄到一定程度，自由基與通道壁之間的碰撞占優勢，自由基的數量急劇減少，從而抑制了火焰向未燃氣體的傳播。
二、阻火器的分類
NFPA 69“防爆系統標準”根據阻火器的位置和燃燒類型提供了詳細的分類（圖 2）。
三、阻火器的選用
在一定條件下，合適的阻火器可以有效地阻止火焰的蔓延，但每個阻火器都有特定的運動范圍。如果超出操作范圍，則無法保證阻燃效果。因此，火焰從蔓延。
選擇過程首先要確定三個基本因素：阻火器的位置、介質類型（爆炸級別）和操作條件（壓力、溫度）。
其次，管道/管端架式避雷器根據架式避雷器的使用場所進行劃分，根據安裝位置、介質類型、運行條件等確定燃燒條件，初步選擇架式避雷器避雷器完成。
根據初步選擇和確認，阻火器連接方式、阻火器通風率、阻火器更大允許壓降、阻火器外殼/阻火器芯材料、設計標準、同心圓/偏心設計等。需要一個加熱夾套，根據參數完成阻火器的選擇。
以上與阻火器選擇有關的參數中，簡單的工況可以直接根據工藝確定，但實際工程設計的工況比較復雜，介質通常是氣體混合物和燃燒。也復雜多樣，所以阻火器的選擇要慎重考慮。
這里只介紹兩個影響因素。
1. 媒體類型
GB 50058《爆炸性危險環境電氣設備設計規范》3.4.1。爆炸性氣體混合物應根據更大測試安全間隙 (MESG) 或最小點火電流比 (MICR) 進行分類。
一般來說，阻火器選擇過程中介質類型的確定一般是根據介質的MESG值來劃分的。
根據GB 3836.11《防爆電氣設備第11部分：防爆外殼保護的設備》d》規定，空腔內的所有濃度均在標準規定的試驗條件下用試驗氣體混合物點燃。或者蒸汽和空氣，那么外部爆炸性混合物的內腔兩部分之間的更大間隙將無法通過25毫米長的火焰路徑點燃。
不同的氣體介質具有不同的 MESG 值。 ENISO 16852“阻火器性能要求、測試方法、使用限制”根據其 MESG 值將爆炸性氣體混合物分為七種類型。 IIA1、IA、IB1、IB2、IB3、IIB、IIC等..爆炸等級 1，見表 1。
表1 混合氣爆炸等級與MESG值對比
不同的爆炸級別具有不同的風險級別和不同的阻火器產品。
氣態介質的MESG值越小，相應的阻火器就越難使用，阻火器的設計難度和成本也越高。
因此，在選擇阻火器之前檢查氣體介質的MESG值尤為重要。
2. 燃燒條件
如果管道足夠長且燃燒速度足夠快，火焰會經歷幾個燃燒階段，包括爆炸、不穩定爆炸和穩定爆炸（圖 3）。
在低壓爆炸階段，速度一般可以達到112 m/s，壓力為0.1 MPa。
在中壓爆炸階段，速度一般可達200m/s，壓力為0.4MPa。
在高壓爆炸階段，速度一般可達300m/s，壓力為2MPa。
在爆炸階段，速度一般達到1900 m/s，壓力為3.5 MPa。在過爆階段，速度一般達到2300 m/s，壓力為21 MPa。在穩定爆炸階段，速度一般達到1830 m/s，壓力為35 MPa。
這是由于燃燒過程中出現“壓力上升”的現象。當充滿可燃氣體的水平管道的一端被點燃時，火焰首先蔓延到管壁，然后迅速蔓延到未點燃的氣體。熱燃燒產生的燃燒氣體迅速膨脹，氣體的膨脹壓縮可燃氣體的前端，引起“壓力升高”。
火焰前端的氣體被壓縮，密度增加，燃燒傳播速度加快，燃燒時產生的熱量增加，導致可燃氣體前端出現更嚴重的“壓力升高”。
一般來說，如果阻火器遠離源頭，火焰爆炸就會變成爆炸。隨著火焰前方壓力的升高，管道中的危險因素顯著增加。隨著時間的推移，也將需要阻火器的防火和耐壓能力。
選擇錯誤的阻火器給安全生產帶來很大的隱患。因此，需要根據具體的燃燒條件選擇防爆型或防爆型阻火器。
然而，在實際工程應用中，由于混合介質的復雜性，很難確定管道的狀態和燃點的位置，對不同條件下阻火器的選擇產生了明顯的限制。是不可能的。要創建細節，您通常需要使用標準和積累的工程經驗。
圖3 火焰燃燒過程示意圖
此外，請記住，在阻火器選擇過程中必須考慮這個因素，因為管道彎頭會加速火焰傳播。
當彎頭數量超過1個時，燃燒條件復雜，必須通過實驗確定，模擬管道的實際情況。
出于安全原因，通常需要在沒有測試條件的情況下使用爆震阻火器。
因此，在工藝允許的條件下，應盡量減少火源與阻火器之間的彎頭數量。
