氫氣系統中氫氣阻火器應用存在什么樣的問題

              氫氣阻火器

氫氣是一種極易燃燒和爆炸的氣體為防止外界火源竄入氫氣管網和設備之內，防止氫氣管道因回火而引起爆炸應采用氫氣阻火器.

一、 氫氣火焰傳播的速度高：管道內氫氣火焰傳播速度與點火距離管、道直徑有直接關系。

由表1 可以看出在開口端點火時 氫氣與其它種氣體火焰速度的比較。 

        表1　氫氣與其它種氣體火焰速度的比較       

注：D表示爆轟火焰傳播速度可達2133m 

有表1試驗結果表明氫氣在管道內發生回火極易產生爆轟。因此使用于氫氣管道上的阻火器必須經過特殊設計制造。由于發生爆轟時火焰速度能達2000m/s 以上,同時瞬間壓力為原始壓力的40倍，因此氫氣管道內發生回火引起爆轟是非常危險的。

二、 氫氣阻火器性能試驗要求：氫氣阻火器性能試驗要求，目前國內尚無國家標，但可參考國外的標準進行。

1、試驗介質應采用純度為99%的氫氣, 試驗介質濃度為3713015% (體積比)。 

2、阻爆轟氫氣阻火器必須連續經受13次試驗,每次必須能阻止爆轟火焰通過, 13 次試驗中有一次不能阻止爆轟火焰, 則被認為不合格。 

3、阻火器殼體強度應能承受115倍設計壓力的水壓試驗。

4、阻火器組裝后應對整體進行設計壓力的水壓試驗 以保證阻火器整體的安全性。 

三、氫氣阻火器的應用：根據有關規定以下情況應安裝阻火器:

1、 以氫氣為燃料的噴嘴后面應安裝相應直徑的氫氣阻火器以防止回火引起爆炸。

2、當氫氣作焊接、切割燃料等使用時, 每臺(組) 用氫設備的支管上應設阻火器。

3、氫氣放空排放系統的管網上應設阻火器, 室內 放空管的出口應高出屋頂2m 以上, 室外設備的放空管 應高于附近有人操作的zui高設備2m 以上。

四、氫氣阻火器的主要結構型式： 目前通用于氫氣管道上的阻火器的結構型式主要有兩種: 

1、波紋結構型的阻火器: 阻火器的阻火層是阻止火焰通過的關鍵元件。阻火層應采用不銹鋼帶壓制成一定尺寸的波紋帶，在兩層波紋帶之間加一層011～ 0115mm 厚的扁平薄帶, 纏成圓形, 在圓形斷面上形 成許多同樣尺寸的三角形孔隙, 其厚度應大于80 mm該種結構型式的阻火器能有效阻止氫氣發生的爆轟火焰通過。它的優點是結構比較簡單, 流體阻力小易于置換和清洗。

2、填充結構型阻火器: 阻火器金屬殼體內放置直徑015～1mm 的金屬球狀物或環狀物等填充物, 填充物厚度不應該小于80mm ，在填充物上下兩面有金屬網架支撐。阻火器能夠阻止氫氣火焰通過, 是利用填充物顆粒之間的孔隙作為火焰通道，阻止爆轟火焰通過。通常按使用管道直徑選用填充型阻火器尺寸(見表2)。此種阻火器必須經過測試方可使用。其缺點是體積大重量大流體阻力大, 但制造簡單易于清洗, 所以只適用于小管徑。

        表2　管道直徑與填充型阻火器尺寸

五、氫氣阻火器應用存在的問題： 

1、氫氣阻火器錯誤的選型與設計: 經過調查發現大部分仍選用金屬網型阻火器。根據測試此種型式的阻火器阻止不了氫氣的高速火焰, 氫氣的燃燒速度達2700m/s 其爆轟時火焰速度可達2000m/s 以上,在這種速度下, 金屬網型阻火器根本達不到阻火目的。更有用戶采用填充物為鋁屑的阻火器,更是有害無益。氫氣的火焰溫度高2100～2500℃。當氫氣火焰通過阻火器時, 內部的鋁屑早已熔化, 根本不能阻火,而成隱患。

2、未經測試就敢使用: 氫氣阻火器應該經過有關部門嚴格測試, 經測試合格后方可推廣使用。目前情況確與此相反, 不經測試也敢使用非常不安全。

3、對氫氣阻火器的設計, 制造與選型應納入標準化。目前只有氫氣阻火器的使用標準而對氫氣阻火器如何選型, 怎樣正確設計與制造沒有標準可依。這樣造成無法可依, 形成無序生產造成隱患, 必須盡快制定標準以確保其使用安全。