化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《阻火器的設(shè)置》HG/T20570.19.95中提出了阻火器的選用步驟之一是要“確定采用阻爆燃型阻火器還是阻爆轟型阻火器”。在第4.0.1.2條款中指出，“火焰波在管道內(nèi)的傳播速度不僅與介質(zhì)種類，所在管道的溫度、壓力有關(guān)，還與阻火器與點火源(火源)之間的距離、安裝位置、阻火器與點火源間的管道形狀有關(guān)。因此，選用的阻火器阻火元件的通道直徑要能阻止這種情況下的火焰蔓延，這就需要確定是采用阻爆燃型還是阻爆轟型阻火器，通常由試驗或根據(jù)經(jīng)驗來確定”。對條款中關(guān)于阻火器設(shè)置的位置對阻火器選型的影響，我們是這樣理解的：

1、阻火器設(shè)置的位置對阻火器選型的影響

阻火器設(shè)置的位置對阻火器選型的影響，是指由于火源（亦稱點火源）與阻火器之間存在位置的差別（不在同一點上的各種位置），因其距離不同，而造成不同的阻火器選型。在某一部位設(shè)置阻火器后，當(dāng)有火源產(chǎn)生時，在工況（壓力、溫度）下，火焰波沿著管道傳到阻火器，由于阻火器與火源之間的管道存在距離，配管上有彎管、直管、管件、閥門和儀表、設(shè)施的存在，會引起爆炸氣體的氣體速度（即火焰速度，亦稱火焰回火速度）加速。通常，當(dāng)?shù)竭_(dá)阻火器的火焰速度低于聲速（亞聲速），選用阻爆燃型阻火器就可以達(dá)到阻火目的；到達(dá)阻火器的火焰速度等于和高于聲速（超聲速），就需要選用阻爆轟型阻火器才能達(dá)到阻火作用。

阻爆燃型阻火器與阻爆轟型阻火器的阻火元件結(jié)構(gòu)和尺寸是完全不同的，且阻爆轟型阻火器的價格要比阻爆燃型阻火器的價格高很多。由于火焰在管道中蔓延到阻火器的速度高于聲速,有的介質(zhì)（如氫氣）、有些工況條件下（如管道很長、管徑大、管道上管件多），爆炸后的氣體到達(dá)阻火器時的速度（即火焰速度）也可能高于聲速很多。對于不同的速度值，阻爆轟型阻火器也有不同的類型，速度越高，阻火元件結(jié)構(gòu)和尺寸就越復(fù)雜，其價格就更昂貴。因此，阻火器要設(shè)在合適的部位，這樣既可保證安全，也可降低阻火器的價格，達(dá)到安全和經(jīng)濟(jì)的目的。

1.1放空型阻火器

（1）放空型阻火器后沒有放空管（直接安裝在管端）

放空型阻火器后沒有放空管，設(shè)備或管道的放空氣體經(jīng)阻火器后直接排空，此放空阻火器稱為管端型阻火器。火源是從外界（大氣）來的，因為火源就在阻火器旁邊，距阻火器很近，所以管端型阻火器是阻爆燃型阻火器。

（2）放空型阻火器后接有放空管

放空型阻火器后接有放空管，設(shè)備或管道的放空氣體經(jīng)阻火器后還需經(jīng)過接在阻火器上的一根放空管道再排空。這種放空阻火器因為有放空管，稱為普通型阻火器，有時在放空管道上還設(shè)置有閥門和管件?；鹪词菑耐饨纾ù髿猓﹣恚鹧妫ɑ鼗鸹鹧妫┙?jīng)放空管蔓延到阻火器，到達(dá)阻火器時的速度是多少需要進(jìn)行測試。測試得出規(guī)律，對這類阻火器可以根據(jù)放空管道的長度、管件設(shè)置數(shù)量進(jìn)行計算得出速度的估算值，由此可來確定采用阻爆燃型阻火器還是阻爆轟型阻火器。

1.2管道阻火器

管道阻火器安裝在密閉管路系統(tǒng)中，以阻止管路系統(tǒng)一端的火焰蔓延到管路系統(tǒng)的另一端。

（1）單向阻火

單向阻火作用的管道阻火器安裝的系統(tǒng)是火焰只會在阻火器的某一端發(fā)生和蔓延過來，這種阻火器設(shè)計時，阻火元件只起到隨一個方向來的火焰的阻火作用。安裝時，要注意其“爆轟波吸收器”應(yīng)朝向有可能產(chǎn)生爆轟的方向。到達(dá)阻火器時的爆炸氣體速度是多少需要進(jìn)行測試和計算得出，根據(jù)工況和火源至阻火器的距離和管道情況,確定采用阻爆燃型阻火器還是阻爆轟型阻火器。

（2）雙向阻火

雙向阻火作用的管道阻火器安裝的系統(tǒng)是火焰可能從阻火器的二端發(fā)生和蔓延過來，這種阻火器設(shè)計時，阻火元件要起到隨二個方向來的火焰的阻火作用，到達(dá)阻火器時的爆炸氣體速度是多少需進(jìn)行測試和計算得出，這類工況和火源至阻火器的管道情況,通常將確定采用阻爆轟型阻火器，并可以確定阻火元件的結(jié)構(gòu)和尺寸。

（3）多個火源采用一個阻火器

這種情況類似于雙向作用阻火器，要根據(jù)工況和多個火源分別至阻火器的距離和管道情況來測試和經(jīng)計算得出爆炸氣體達(dá)阻火器時的速度，以火焰波的共同作用來確定阻火器類型和阻火元件的結(jié)構(gòu)和尺寸。這類情況特別要注意對阻火器設(shè)置的位置和數(shù)量進(jìn)行比較，要使各個單元安全，亦應(yīng)對阻火器能力最優(yōu)化，即阻火器設(shè)置不重復(fù)，而對不同的危險區(qū)域或許要采用不至一個的阻火器或另一類阻火器。達(dá)到同樣安全目的，可以采用多個價格便宜的阻爆燃型阻火器或阻爆燃型阻火器和阻爆轟型阻火器的組合來替代一個或二個要承受很高爆炸氣體速度、價格昂貴的阻爆轟型阻火器。

1.3 阻火器設(shè)置位置對選型的影響的實例

（1）“實測”含義的說明

爆炸氣體的火焰波沿著管道蔓延時，管道距離越長，氣體（火焰）速度將被加速；當(dāng)經(jīng)過管道上的管件、閥門、彎頭時，氣體速度亦被加速。本文中所指的“測試”就是要實測第一個因素所引起的氣體速度加速數(shù)值。

按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《阻火器的設(shè)置》HG/T20570.19-95中表4.0.1物質(zhì)分類，通常的“測試”工作將按ⅡA類的代表性物質(zhì)丙烷、II B類的代表性物質(zhì)乙烯II C類的代表性物質(zhì)氫氣（按一定的氣體在空氣中濃度）來作為實測氣體，在實驗裝置中進(jìn)行爆炸試驗時，分別對爆炸氣體在不同管徑、管長和由于管道上設(shè)置了閥門、管件等引起爆炸氣體速度的加速值進(jìn)行實測，統(tǒng)計出規(guī)律。這規(guī)律就是計算的依據(jù)。

（2）實例一

設(shè)計方案：三個可能產(chǎn)生點火源的管道系統(tǒng)合用一個阻爆轟型阻火器，如圖1所示。

圖1  三個火源的阻火器設(shè)置

這個設(shè)計方案的問題是阻火器距離點火源遠(yuǎn)，回火距離過長。經(jīng)計算，到達(dá)阻火器的最大（回火）火焰速度達(dá)3000m/s左右，這里設(shè)置的一般阻爆轟型阻火器只能單向阻火，因此本方案中，三個火源設(shè)一個阻火器達(dá)不到雙向阻火目的。

合理設(shè)置：可以采取幾種方案，對一個火源設(shè)置一個阻火器加上對另二個火源設(shè)置一個阻火器，也可以對三個火源分別各設(shè)置一個阻火器。需要進(jìn)行比較，那一個方案又安全并更經(jīng)濟(jì)。這里采取在三個火源處（在距離火源的某處管道上），各設(shè)置一個阻爆燃型阻火器。經(jīng)計算，最大（回火）火焰速度為200m/s或450m/s。三個阻火器的總價格低于原設(shè)置的一個阻爆轟型阻火器的價格。

（2）實例二

設(shè)計方案：四個可能產(chǎn)生火源的管道系統(tǒng)合用一個阻爆轟型阻火器，如圖2所示。

這個設(shè)計方案是阻火器距離點火源遠(yuǎn)，回火距離過長。經(jīng)計算，最大（回火）火焰速度達(dá)2200m/s左右，這里設(shè)置的一般用阻爆轟型阻火器只能單向阻火。因此四個火源設(shè)一個阻火器達(dá)不到雙向阻火目的。

圖2  四個火源的阻火器設(shè)置

合理設(shè)備：同實例一，經(jīng)過幾種方案的比較，這里采取在距各個點火源的某處，分別設(shè)置一個阻爆燃型阻火器。經(jīng)計算，這四個阻火器的最大（回火）火焰速度為80m/s，最低為45m/s。設(shè)置四個價格便宜的阻爆燃型阻火器，當(dāng)產(chǎn)生火源引起氣體爆炸時，能達(dá)到完善的阻火目的。

2、阻火器的訂貨和選型職責(zé)

根據(jù)國際的習(xí)慣和經(jīng)驗，合格的阻火器制造廠應(yīng)具備所生產(chǎn)的各類阻火器完整的阻火性能和數(shù)據(jù)測試報告，并有合格的檢驗及驗收證書。由于有一定的產(chǎn)品生產(chǎn)和開發(fā)能力，并積累了實際經(jīng)驗，就能為用戶提出正確的阻火器選型和阻火器合理設(shè)置位置的意見。工程項目的設(shè)計單位或工廠用戶的工藝（工藝系統(tǒng)）專業(yè)人員提出阻火器設(shè)置位置并初選阻火器將工藝參數(shù)、條件、設(shè)置位置提給阻火器制造廠，由制造廠匯同用戶和工程項目設(shè)計單位（或有阻火器選型計算經(jīng)驗的單位），按工藝要求﹑根據(jù)阻火器能力最優(yōu)化和積累的經(jīng)驗，確定阻火器最終的設(shè)置位置及阻火器選型。

就目前國內(nèi)的工程設(shè)計單位和阻火器生產(chǎn)廠來說，絕大多數(shù)設(shè)計單位和生產(chǎn)廠并沒有這種確定阻火器最終的設(shè)備位置及阻火器選型的能力：國內(nèi)生產(chǎn)的阻火器產(chǎn)品類型也較少。阻火器的用戶單位，在阻火器訂貨時，應(yīng)向制造廠索取和驗證所訂類型的阻火器測試證書等資格資料；對阻爆轟型阻火器的訂貨，要了解所能阻止的最大（回火）火焰速度和壓力降，用戶要知道設(shè)置阻火器處可能達(dá)到的爆炸氣體速度，以確認(rèn)所訂阻火器產(chǎn)品是否是合格制造廠生產(chǎn)的合格產(chǎn)品。

來源：化工設(shè)備設(shè)計  

龔大偉   全國化工工藝系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)中心站

鄭學(xué)志  中石化北京設(shè)計院