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石油化工裝置的設計中阻火器是用于阻止可燃氣火焰繼續傳播的安全裝置。阻火器的分類目前有幾類分類方法。

依使用場合不同可分放空阻火器和管道阻火器，依阻火元件可劃分為: 填充型、板型、金屬絲網型、液封型和波

紋型等5種。其中波紋型阻火器性能穩定 ,在石油化工裝置中應用較多。這里以波紋型阻火器為例，說明其在石

油化工裝置設計中的選用。

阻火器的選用：最大實驗安全間隙—MESG值火焰通過阻火元件的細小通道并在通道內降 溫。當火焰被分割小到

一定程度時通道移走的熱量足以將溫度降到可燃物燃點以下使火焰 熄滅。或由器壁效應解釋，當通道窄到一定程

度時自由基與管道壁的碰撞占主導地位,自由基大量減少燃燒反應不能繼續進行。因此把在一定條件下(0. 1 MPa ,

20 ℃) 剛好能夠使火焰熄滅的通道尺寸定義為“最大實驗安全間隙”(MESG,Maxi2 mum Experimental Safe Gap)。

阻火元件的通道尺寸是決定阻火器性能的關鍵因素,不同氣體具有不同的MESG值。因此在選擇阻火器時應根據可

燃氣體的組成確定MES值。在具體選擇時又根據MESG值將氣體劃分為幾個等級。目前國際上經常采用兩類方法。

一是美國全國電氣協會(NEC) 的分類法,據氣體的MESG值將氣體分為四個等級 (A ,B ,C , D) ;另一類是國際電工

協會 ( IEC) 的方法它也將氣體分為四個等級 (IIC , IIB , IIA 及 I) 。兩種標準劃分的各類氣體的 MESG 值及測試

氣體如表1所示。

兩種MESG分類標準
NEC	IEC	MESG/mm	測試氣體
A	IIC	0.25	乙炔
B	IIC	0.28	氫氣
C	IIB	0.65	乙烯
D	IIA	0.90	丙烯
GM	I	1.12	甲烷

這樣 在選用阻器時即可在設計規定使用的規范中首先查出所用可燃氣體的等級，然后根據 該組氣體對應的

MESG值來選擇相應的阻火元件。混合MESG值的確定在化工裝置設計中,經常會遇到混合可燃性氣體。在這

種情況下可根據混合氣體的具體組成來確定選用依據。表2給出不同的可燃性氣體 混合后可能出現的幾種情

況以及選用建議。

表2混合氣體MESG值
混合氣體	化學反應	選用建議	舉例說明
屬NEG/IEC分類相同  類別（全部為IIA）	不易腐蝕	以混合氣體中MESG最小值為設  計依據	甲烷、乙烷、丁烷  采用MESG=1.12
	可能發生	實驗確定	乙烷、氫氣
屬NEG/IEC分類不同  類別	不易腐蝕	以混合氣體中MESG最小值為設  計依據	乙烯、丙烯  采用MESG=0.65
	可能發生	實驗確定	乙烯、氫氣

對于混合可燃氣體選取MESG時應更加慎重。當可燃混合氣體的組分之間有可能發生反應 時最安全的方法是

將氣體組成及操作條件提供給專業制造廠，由制造廠根據模擬實驗確定 MESG值。另外雖然理論上選用所有

可燃氣體中MESG值最小的阻火器可能是安全的，但在實際應用中,還要考慮整個管路系統(尤其是管道阻火器)

是否對該元件有壓力降要求。因為 MESG值越小,通過阻力越大有可能需要擴大阻火器直徑以達到工藝要求。

選擇阻火器類型的影響因素:火源距離的影響火焰在充滿可燃氣體管道中的傳播速度隨火 焰的傳播有很大的變

化。如果點燃充滿可燃氣體的水平管道的一端,火焰首先傳向管壁然后迅速向還末引燃的氣體傳播,燃燒產生的

熱量使得燃燒氣體迅速膨脹氣體膨脹又導致可燃氣體前端被壓縮,產生“壓升”現象?；鹧媲岸藲怏w被壓縮密度增

加,燃燒傳播速度加快燃燒時產生的熱量增多,導致可燃氣體前端更劇烈的“壓升”。由于火焰在管道中傳播的這

一特性使得火焰的傳播速度可以從零加速至聲速甚至超聲速,火焰前端壓力也可增至約20MPa。因此火源點距

阻火器的距離對阻火器的選擇有很大影響。如果阻火器距火源較遠,那么燃燒就有了一定的加速距離可能會由

爆燃轉變為爆轟,火焰前端壓力的增加對阻火元件耐壓能力提出了更為嚴格的要求。

表3火焰對阻火器選型的影響
氣體種類	距離*/m	阻火時間（最小值min）	建議選用類型
NEC:D	6	5	標準在線型
IEC:IIA	18	15	高壓在線阻燃型
	無限制	120	阻燃轟型
NEC:C	2	4	標準在線型
IEC:IIB	不能確定影響因素	不能確定	高壓在線阻燃型
	無限制	15	阻爆轟型
NEC:B	1.2	2	標準在線型
IEC:IIC	6	15	高壓在線阻燃型
	無限制	60	阻爆轟型

注：*為阻火器至火源的管道傳遞距離(無彎頭) 。

從上表可以看出即使對同種可燃氣體，在相同工況下僅僅因安裝位置不同在阻火器制造強 度和阻火時間的選

擇上就會有很大差異。因此在選用在線阻火器時要十分注意安裝位置的影響，在滿足工藝條件的情況下應盡

可能使之靠近火源點,以降低對阻火器的制造要求,在保證安全前提下提高經濟性。

彎頭的影響：管道中的彎頭對火焰的傳播起加速作用這也是以往設計時常被忽略的事項。不同制造商的產品可

能會有不同，下面就彎頭對阻火器選型的影響做了簡單的說明：

彎頭對阻火器選型的影響
氣體種類	彎頭數量	選型情況
NEC:C	無	標準在線型
IEC:IIB	1個	標準在線型
	多個	不能確定
NEC:B	無	標準在線型
IEC:IIC	1個	不能確定
	多個	不能確定

注:火源與阻火器間距離為 2 m。

由上表可以看出彎頭的影響因氣體種類和火源距離而異,并且當彎頭多于1個時,情況變得復雜起來,需要模擬管

線的真實情況,通過試驗來選定。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。

阻火器選擇得當就會在一定的條件下起到阻止火焰傳播的作用。但是每種阻火器都有其特定的工作范圍,只能

在一定的條件下起到安全保護作用,并不是任何情況下都能阻止火焰的傳播。每種阻火器都應標出其阻火元件

的通道尺寸,它只能用于 MESG值大于該值的氣體,否則會完全失效每種阻火器在特定的條件下都有一定的阻火

時間,當火焰端燃燒時間超過其阻火時間時,阻火器也會失效;對于在線型阻火器的選用更要注意由于安裝位置不

同而引起的選型變化,否則可能會因起不到預想的效果而埋下安全隱患。 綜上所述在阻火器的選型過程中,在按

照規范計算MESG值的同時,還要十分注意影響選型的各種因素根據實際工況確定適宜的阻火器,只有這樣才能達

到既確保安全又經濟實用的目的。