În ce cazuri sunt instalate opritoare de flăcări? Alegerea dimensiunilor canalelor de stingere a incendiilor ale opritoarelor de flacără în instalații tehnologice. Termeni și definiții

l in = 2,7 × 10 –2 W / (m K) - determinat prin interpolare din punctul 2. ;

С р, в = 1005 J / (kg K) - din tabelul 2,

C p, r = 1550 J / (kg K) - din aplicarea caietului de probleme, în funcție de temperatura calculată a amestecului.

C p = 0,33 × 1550 + (1 - 0,33) × 1005 = 1184,8 J / (kg K)

l = 0,33 × 1,5 × 10 –2 + (1 - 0,33) × 2,7 × 10 –2 = 0,023 W / (m K)

Înlocuiți valorile găsite în formula:

Luând în considerare eșantioanele disponibile în comerț de opritoare de flacără, vom accepta următorul dispozitiv de oprire a flăcării casete pentru instalarea pe fitinguri de respirație:

Tip - OP-200;

Trecere condiționată - 200 mm;

Debitul siguranței cu o rezistență la fluxul de aer de 118 Pa, nu mai puțin de –380 m 3 / h;

Dimensiuni totale - 270 × 375 × 375 mm;

Aerul sau oxigenul care intră în conducta de gaz poate forma un amestec exploziv, prin urmare este imperativ să protejați conductele de pătrunderea aerului sau a oxigenului în acesta. În toate industriile explozive, trebuie create condiții pentru a exclude posibilitatea impulsurilor de aprindere.

Sursele de aprindere care duc la o explozie a amestecurilor gaz-aer sunt:

• flacara deschisa;
• descărcări electrice ale echipamentelor electrice existente;
• scurtcircuit în firele electrice;
• scântei în aparatele electrice;
• siguranțe deschise arse;
• descărcări de electricitate statică.

Siguranța la explozie este asigurată de diverse dispozitive de oprire a flăcării. instalat în conducte, rezervoare, conducte de gaz de purjare, bujii și alte sisteme unde există pericol de explozie.

Stingerea flăcării într-un canal umplut cu un amestec combustibil are loc numai la diametrul minim al canalului, care depinde de compoziția chimică și presiunea amestecului, și se explică prin pierderile de căldură din zona de reacție către pereții canalului. Odată cu o scădere a diametrului canalului, suprafața acestuia crește pe unitatea de masă a amestecului de reacție, adică pierderea de căldură crește. Când ating o valoare critică, viteza reacției de ardere scade atât de mult încât propagarea ulterioară a flăcării devine imposibilă.

Capacitatea de stingere a flăcării a opritorului depinde în principal de diametrul canalelor de stingere și mult mai puțin de lungimea acestora, iar posibilitatea de pătrundere a flăcării prin canalele de stingere depinde în principal de proprietățile și compoziția amestecului combustibil și a presiunii. Viteza normală de propagare a flăcării este parametrul principal care determină dimensiunea canalelor de stingere și alegerea tipului de opritor de flacără: cu cât este mai mare, cu atât canalul este mai mic pentru stingerea flăcării. De asemenea, dimensiunile canalelor de stingere depind de presiunea initiala a amestecului combustibil. Pentru a evalua capacitatea de stingere a flăcării a opritoarelor, așa-numitele. Criteriul Peclet Re:

Pe = w cm dcp p / (RT 0 λ 0)) (8,32)

În limita stingerii flăcării, formula criteriului Peclet ia forma:

Rec = w cm dk p c p p cr / (RT 0 λ 0) (8,33)

unde w cm este viteza normală de propagare a flăcării; d — diametrul canalului de călire; dк р - diametrul critic al canalului de călire; c p este capacitatea termică specifică a gazului la 0 ° C și presiune constantă; p este presiunea gazului; p cr - presiunea critică a gazului; R este constanta universală a gazului; T0 este temperatura absolută a gazului; A0 este conductivitatea termică a amestecului inițial.

Astfel, pentru a calcula capacitatea de ignifugare a opritoarelor de flacără, sunt necesare următoarele date inițiale:

Viteza normală de propagare a flăcărilor amestecurilor de gaze combustibile;

Dimensiunea reală a canalelor maxime de stingere ale acestui dispozitiv de oprire a flăcării.

Daca valoarea obtinuta este mai mare decat P ekr = 65, opritorul de flacara nu va intarzia propagarea flacarii acestui amestec combustibil si invers, daca P e< 65, огнепреградитель задержит распространение пламени. Запас надежности огнепреградителя, который находят из отношения Р екр к вычисленному значению Р е, должен составлять не менее 2:

P = P ekr / P e = 65 / P e> 2,0 (8,34)

Folosind faptul că P ekr este constant la limita de stingere a flăcării, este posibil să se calculeze diametrul critic aproximativ al canalelor pentru orice amestec combustibil dacă viteza de propagare a flăcării, precum și capacitatea de căldură și conductibilitatea termică a sistemului de gaze, sunt cunoscute. Se recomandă următoarele diametre critice ale canalului de călire, mm:

• la arderea unui amestec gaz-aer - 2,9 pentru metan și 2,2 pentru propan și etan;
• la arderea amestecurilor de oxigen în conducte (la o presiune absolută de 0,1 MPa în condiții de expansiune liberă a produselor de ardere) - 1,66 pentru metan și 0,39 pentru propan și etan.

Dispozitivele de oprire a incendiilor sunt împărțite structural în patru tipuri (Figura 8.10):

• cu o duză din materiale granulare;
• cu canale drepte;
• din cermet sau fibre metalice;
• plasă.

După metoda de instalare - în trei tipuri: pe conducte pentru evacuarea gazelor în atmosferă sau pe o torță; pe comunicații; in fata arzatoarelor pe gaz.

În corpul dispozitivului de oprire a focului ambalat între grătare se află o duză cu umplutură (bile de sticlă sau porțelan, pietriș, corindon și alte granule din material rezistent). Un dispozitiv de oprire a incendiului cu casetă este un corp în care o casetă de oprire a incendiului este montată din benzi metalice ondulate și plate răsucite strâns într-o rolă. În corpul opritorului lamelar se află un pachet de plăci metalice plan-paralele cu o distanță strict definită între ele. Dispozitivul de oprire a focului din plasă din corp conține un pachet de plasă metalică strâns comprimată. Un dispozitiv de oprire a focului sinterizat este un corp cu o placă sinterizată poroasă sub forma unui disc plat sau tub instalat în interior.

Cel mai adesea, se folosesc dispozitive de desprindere a focului cu plasă (au început să fie instalate la începutul secolului al XIX-lea în lămpile de mineri (lămpi Devi) pentru a preveni exploziile de cenzură). Aceste opritoare de flacara sunt recomandate pentru protectia instalatiilor in care se ard combustibili gazosi. Elementul ignifug este format din mai multe straturi de plasă de alamă cu dimensiunea ochiului de 0,25 mm, prinse între două plăci perforate. Pachetul de plasă este întărit într-un suport detașabil.

Corpul opritorului de flacără este realizat din fontă sau aliaj de aluminiu și este format din două părți identice legate prin șuruburi cu un suport detașabil situat între ele. În plus față de opritoarele de flacără uscate considerate, sunt utilizate pe scară largă porțile de siguranță pentru lichide, care protejează conductele de gaz de pătrunderea unei unde de explozie și a flăcării în timpul prelucrării metalelor cu flacără de gaz, precum și conductele și aparatele umplute cu gaz, de pătrundere. de oxigen și aer în ele.

Orez. 8.10. Tipuri de opritoare de flacără: a - ambalate; b - caseta; c - lamelar; g - plasă; d - cermet

Sigiliile lichide ar trebui:

• previne propagarea undei de explozie în timpul șocurilor inverse și în timpul aprinderii gazelor;
• protejați conducta de gaz de pătrunderea oxigenului și a aerului în ea;

asigura o rezistenta hidraulica minima la trecerea fluxului de gaz. În plus, lichidul din sigiliu nu ar trebui să fie transportat sub formă de picături vizibile

Pentru a preveni răspândirea flăcării de la echipamentul de urgență către echipamentele adiacente, precum și străpungerea flăcării prin supapele de evacuare și de respirație, dispozitivele de protecție împotriva incendiilor (denumite în continuare dispozitive de oprire a incendiilor) trebuie prevăzute în recipiente cu substanțe combustibile. Designul opritorului de flacără asigură trecerea liberă a gazului prin mediul poros, în același timp, nu permite trecerea flăcării în volumul protejat din spațiul de urgență.

Principalul parametru de proiectare al dispozitivului de desprindere a incendiului este diametrul critic al canalului de oprire a incendiului. Capacitatea de stingere a flăcării trebuie calculată în funcție de canalul de dimensiuni transversale maxime, deoarece flacăra, în primul rând, va trece prin acest canal.

Diametrul canalului intr-o duza din bile identice poate fi adoptat in functie de diametrul bilelor.

Pentru opritoarele de flacără cu duze granulare, se recomandă ca dimensiunea transversală a corpului opritorului de flacără să depășească dimensiunea unei granule de cel puțin 20 de ori, iar înălțimea stratului de duză să depășească diametrul canalului său cu cel puțin 100. ori.

Valorile numerice ale diametrelor critice ale canalelor de stingere a flăcării pentru unele dintre amestecurile stoichiometrice cu aer cele mai răspândite în industrie la presiunea atmosferică și temperatura camerei sunt date în Tabelul 1:

tabelul 1

Pe baza substanței care este utilizată în această producție, este necesar să se instaleze canale de stingere a incendiilor de opritoare de flăcări pe instalații tehnologice corespunzătoare următoarelor dimensiuni: d=2,66 ; în funcție de parametrii corespunzători, selectăm OP (AAN), prezentat în Fig. 1.

Descrierea opritorului de incendiu OP (ANN):

Descărcătoarele OP (ANN) sunt proiectate pentru a preveni temporar pătrunderea flăcării în rezervor în timpul aprinderii amestecurilor explozive de gaze și vapori cu aer care iese din acesta. În ceea ce privește rezistența la factorii climatici ai mediului extern, opritoarele de flacără sunt fabricate în versiunile U (climă temperată) și UHL (climă rece cu o limită inferioară a temperaturii de funcționare de până la -60 ° C), categoria de plasare 1 conform GOST 15150 -69.

Elementul ignifug constă din benzi plate și ondulate înfășurate pe o axă, care împiedică, de asemenea, căderea elementului. Efectul de stingere al unui opritor de incendiu instalat pe acoperișul unui rezervor de tip RVS se bazează pe principiile schimbului intens de căldură, care are loc între pereții canalelor înguste ale elementului de stingere a incendiului și fluxul gaz-aer care trece prin acesta. În acest caz, temperatura fluxului gaz-aer este redusă la limite sigure.

Figura 1- Descărcătorul marca OP (ANN).

Dispozitiv și principiu de funcționare

Baza designului este: un element de blocare a focului - 2, plasat între două jumătăți ale corpului - 1, tras împreună de patru știfturi - 3; (fig. 2).

Figura 2 - Descărcător marca OP (ANN).

În diverse industrii care pot fi clasificate drept incendiu și exploziv, la benzinării, la rafinăriile de petrol și în industria conductelor de gaze, este nevoie de echipamente speciale care să prevină. Aceste echipamente, care sunt larg răspândite astăzi, sunt așa-numitele opritoare de flăcări. Descărcătoarele sunt instalate de obicei în toate locurile în care există risc de explozie și incendiu. Și anume pe conductele de gaz, pe rezervoarele cu materiale combustibile conținute acolo și în alte locuri similare.

Soiuri de opritoare de incendiu

Descărcătoarele pot fi împărțite în funcție de tipurile lor de proiectare, și anume, pot fi realizate cu o duză, care este echipată cu un material granular. Următorul tip de opritoare de flacără este un dispozitiv de oprire a flăcării de tip direct. Un alt tip este un opritor de flacără, care este realizat dintr-un material precum fibra metalică sau cermet. Și, în cele din urmă, un alt tip de dispozitiv de oprire a incendiului este un dispozitiv de descătușare a incendiilor cu plasă.

Dispozitivul de oprire a flăcării, care aparține primului tip, are un astfel de design. La baza sa se află o duză situată în mijlocul grătarului; această duză conține un compus de umplere special, care, de regulă, constă din elemente precum bile mici de sticlă sau porțelan, material de pietriș, corindon și alte materiale similare.

Un opritor de flacără tip casetă are o structură de carcasă în care este montată o rolă, constând din benzi metalice, dintre care una are suprafața ondulată, cealaltă este pur și simplu dreaptă. Corpul opritorului de flacără, care are un tip de placă, are un set de pachete de plăci metalice, care sunt dispuse într-o anumită ordine și în strictă concordanță între ele.

Descărcătoare - dispozitiv și design

Aceste plăci sunt plate și paralele între ele. Dacă opritorul de incendiu are o construcție de tip plasă, atunci piesele din metal sunt amplasate cap la cap una cu cealaltă. Aceste părți sunt ochiuri din metal. Și, în cele din urmă, un opritor de incendiu de tip sinterizat arată așa. În baza corpului este montată o piesă în formă de disc; această parte are o structură poroasă și este realizată fie din cermet, fie din fibră metalică.

Cele mai comune dispozitive de oprire a incendiilor astăzi sunt barierele tip plasă. Acest tip a fost folosit destul de mult timp și s-a dovedit din partea cea mai bună. Ele sunt cele mai utilizate în instalațiile care ard amestecuri de combustibili. În aceste bariere, elementul de lucru în sine, care este responsabil pentru siguranța la incendiu, este realizat dintr-o varietate de ochiuri, ale căror celule sunt de aproximativ 0,25 milimetri, iar aceste elemente sunt din alamă. Întregul element de lucru este montat într-un suport, care are un design detașabil.

Până în prezent, un astfel de tip precum dispozitivele de oprire a flăcării de tip lichid a devenit, de asemenea, răspândit. Aceste elemente îndeplinesc aceleași funcții ca cele de mai sus, dar în același timp trebuie să îndeplinească și lucrări suplimentare. Și anume, pentru a proteja instalațiile de valul de explozie și pentru a pune un obstacol în calea propagării acesteia. Preveniți pătrunderea amestecurilor inflamabile în fir, și anume, protejați împotriva pătrunderii oxigenului și a maselor de aer. Și, de asemenea, nu creează practic nicio rezistență la fluxurile de gaz.