防火与防爆安全装置

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防火与防爆安全装置主要有阻火装置、泄压装置和指示装置等。

(一)阻火装置

阻火装置的作用是防止火焰窜入设备、容器与管道内，或阻止火焰在设备和管道内扩展。其工作原理是在可燃气体进出口两侧之间设置阻火介质，当任一侧著火时，火焰的传播被阻而不会烧向另一侧。常用的阻火装置有安全水封、阻火器和单向阀。

1．安全液封

这类阻火装置以液体作为阻火介质。目前广泛使用安全水封，它以水作为阻火介质，一般装置在气体管线与生产设备之间。常用的安全水封有开敞式和封闭式两种。

(1)开敞型安全水封。其构造和工作原理如图2－4－4所示，它由罐体1和两根管子——进气管2和安全管3组成，管3比管2短些，插入液面较浅。正常工作状态时，可燃气体经进气管2进入罐内，再从出气管5逸出，此时安全管里的水柱与罐内气体压力平衡。发生火焰倒燃时，由于进气管插入液面较深，安全管首先离开水面，火焰被水所阻而不会进入另一侧。

1－罐体；2－进气管；3－安全管；4－水位截门；5－出气管

图2－4－5所示为安全管与进气管同心安置的开敞式安全水封，它的结构比较紧凑，其工作原理与上述安全水封相同。图中水位计用以观察罐内的水量是否符合要求；分水板7为减少进气时引起水的剧烈搅动，避免形成水泡；分水板4促使气水分离，避免可燃气出气时带水过多。

1－水位计；2－进气管；3－出气管；4－分水板；5－水封安全管；6－罐体；7－分气板

开敞式安全水封适用于压力较低的燃气系统。

(2)封闭式安全水封。其构造和工作原理如图2－4－6所示。正常工作时，可燃气体由进气管9流入，经逆止阀8、分气板7、分水板4和分水管3(减少乙炔带水现象)，从出气管1输出。发生火焰倒燃时，罐内压力增高，压迫水面，并通过水层使逆止阀作瞬时关闭，进气管暂停供气；同时，倒燃的火焰和气体将罐体顶部的防爆膜2冲破，散发到大气中。由于水层也起著隔火作用，因此能比较有效地防止火焰进入另一侧。

1－出气管；2－防爆膜；3－分水管；4－分水板；5－水位阀；6－罐体；7－分气板；8－逆止阀；9－进气管

逆止阀在火焰倒燃过程中只能暂时切断可燃气气源，所以在发生倒燃后，必须关闭可燃气总阀，更换防爆膜，才能继续使用。

封闭式水封适用于压力较高的燃气系统。

(3)安全液封的计算。

❶ 进气管内径d₁

1－阀体；2－金属网；3－垫圈；4－上盖；5－进口；6－出口

砾石阻火器是用砂粒、卵石、玻璃球或铁屑、铜屑等作为填充料，这些阻火介质使阻火器内的空间被分隔成许多非直线性小孔隙，当可燃气体发生倒燃时，这些非直线性微孔能有效地阻止火焰的蔓延，其阻火效果比金属网阻火器更好。阻火器的内径与内壳长度和管道直径的关系见表2－4－1。阻火介质可采用3～4mm直径的砾石，也可用小型金属环、陶土环或玻璃球等。

表2－4－1 阻火器的内径和外壳长度与管道直径的关系

1－弹簧；2－阀杆；3－阀芯；4－阀体；5－调节螺栓

为使安全阀经常保持灵敏有效，应定期作排气试验，防止排气管、阀体及弹簧等被气流中的灰渣、粘性杂质及其他物料堵塞粘结；应经常检查是否有漏气或不停地排气等现象，并及时检修。安全阀漏气的原因一般是密封面被腐蚀或磨损而产生凹坑沟痕，阀芯与阀座的同心度由于安装不正确或其他原因而被破坏，以及装配质量不好等。

设置安全阀时应注意下列几点。

(1)压力容器的安全阀最好直接设在容器本体上。液化气体容器上的安全阀应安装于气相部分，防止排出液态物料，发生事故。

(2)如安全阀用于排泄可燃气体，直接排入大气，则必须引至远离明火或易燃物，而且通风良好的地方，排放管必须逐段用导线接地以消除静电的作用。如果可燃气体的温度高于它的自燃点，应考虑防火措施或将气体冷却后再排入大气。

(3)安全阀用于泄放可燃液体时，宜将排泄管接入事故贮槽、污油罐或其他容器；用于泄放高温油气或易燃、可燃液体等遇空气可能立即著火的物质时，宜接入密闭系统的放空塔或事故贮槽。

(4)室内的设备如蒸馏塔、可燃气体压缩机的安全阀、放空口宜引出房顶，并高于房顶2m以上。

2．爆破片

爆破片又称防爆膜、泄压膜，是一种断裂型的安全泄压装置。它的一个重要作用是当设备发生化学性爆炸时，保护设备免遭破坏。其工作原理是根据爆炸过程的特点，在设备或容器的适当部位设置一定大小面积的脆性材料(如铝箔片等)，构成薄弱环节。当爆炸刚发生时，这些薄弱环节在较小的爆炸压力作用下，首先遭受破坏，立即将大量气体和热量释放出去，爆炸压力也就很难再继续升高，从而保护设备或容器的主体免遭更大损坏，使在场的生产人员不致遭受致命的伤亡。

爆破片的另一个作用是，如果压力容器的介质不洁净、易于结晶或聚合，这些杂质或结晶体有可能堵塞安全阀，使得阀门不能按规定的压力开启，失去了安全阀泄压作用，在此情况下就只得用爆破片作为泄压装置。

此外，对于工作介质为剧毒气体或在可燃气体(蒸气)里含有剧毒气体的压力容器，其泄压装置也应采用爆破片，而不宜用安全阀，以免污染环境。因为对于安全阀来说，微量的泄漏是难免的。

爆破片的安全可靠性决定于爆破片的厚度、泄压面积和膜片材料的选择。

设备或容器运行时，爆破片需长期承受工作压力、温度或腐蚀，还要保证设备的气密性，而且遇到爆炸增压时必须立即破裂。这就要求泄压膜材料要有一定的强度，以承受工作压力；有良好的耐热、耐腐蚀性；同时还应具有脆性，当受到爆炸波冲击时，易于破裂；厚度要尽可能的薄，但气密性要好等。爆破片的材料有石棉板、塑料、铝、铜、橡皮、碳钢、不锈钢等，应根据不同设备的工作介质、压力、温度等技术参数，合理选择。

爆破片应有足够的泄压面积，以保证膜片破裂时能及时泄放容器内的压力，防止压力继续迅速增加而导致容器发生爆炸。一般按1m³容积取0．035～0．18m²，但对氢和乙炔的设备则应大于0．4m²。

爆破片的厚度可按下式计算：

1－弹簧弯管；2－支座；3－表壳；4－接头；5－游丝；6－阀杆；7－扇形齿轮；8－小齿轮

压力表的使用应注意下列几点。

1．应经常注意检查指针转动与波动是否正常，如发现有指示不正常的现象时，应立即停止使用，并报请维修。

2．压力表应保持洁净，表盘上的玻璃明亮清晰，指针所指示的压力值能清楚易见。安全检查的情况表明，许多单位的压力表没有达到这一要求，有的表盘刻度模糊不清，有的表盘上没有指针，失去了压力表的作用。

3．压力表的连接管要定期吹洗，防止堵塞。

4．压力表应定期校验。