На различных производствах, которые могут быть отнесены к пожаро- и взрывоопасным, на станциях АЗС, на нефтепереработках и в сфере газопроводной промышленности необходимо специальное оборудование, которое предотвратит . Данным оборудованием, распространенным на сегодняшний день являются так называемые огнепреградители. Огнепреградители как правило монтируются во всех местах, где существует опасность возникновения взрыва и пожара. А именно на газопроводах, на резервуарах с содержащимися там горючими материалами, и других тому подобных местах.
Разновидности огнепреградителей
Огнепреградители могут подразделяться по конструктивным типам, а именно быть выполненными с насадкой, которая имеет в оснащении материал гранулированного вида. Следующим типом огнепреградителей является огнепреградитель прямонакального типа действия. Еще одним видом является огнепреградитель который выполняется из такого материала как металлическое волокно или металлокерамика. И, наконец, еще одной разновидностью огнепреградителей является сетчатый огнепреградитель.
Огнепреградитель, который относится к первому типу, имеет такую конструкцию. В его корпусной основе располагается насадка, которая находится посередине решеток, в данной насадке находится специальный наполнительный состав, состоящий, как правило, из таких элементов, как небольшие стеклянные или фарфоровые шарики, гравийный материал, корунд и другие подобные материалы.
Огнепреградитель кассетного вида имеет конструкцию корпуса, в котором вмонтирован рулон, состоящий из металлических лент, одна из которых имеет гофрированную поверхность, другая является просто прямой. Корпус огнепреградителя, имеющего пластинчатый тип, имеет в своем составе пакетный набор металлических пластинок, которые расположены в определенном порядки и в строгом соответствии между собой.
Огнепреградители - устройство и конструкция
Данные пластины имеют плоскую форму и расположены параллельно друг другу. Если огнепреградитель имеет сетчатый тип конструкции, то в нем части, выполненные из метала, расположены впритык друг с другом. Этими частями являются сетки, выполненные из металла. И, наконец, металлокерамического типа огнепреградитель выглядит следующим образом. В его корпусной основе вмонтирована деталь, имеющая форму диска, данная деталь имеет пористую структуру и выполнена либо из металлокерамики, либо из металлического волокна.
Самыми распространенными огнепреградителями на сегодняшний день являются преградители сетчатого типа. Данный тип используется уже достаточно большое количество времени и зарекомендовал себя с наилучшей стороны. Наибольшее распространение они получили в сжигающих топливные смеси установках. В данных преградителях сам рабочий элемент, отвечающий за пожарную безопасность, выполнен из множества сеток, ячейки которых равняются порядка 0,25 миллиметра, и выполнены эти элементы из латуни. Весь рабочий элемент вмонтирован в обойму, которая имеет съемную конструкцию.
На сегодняшний день распространение получил еще и такой тип, как огнепреградители жидкостного типа действия. Данные элементы выполняют те же функции, что и вышеперечисленные, однако при этом они должны выполнять еще и дополнительные работы. А именно защищать установки от взрывной волны и ставить препятствие для ее распространения. Предотвращать попадание огнеопасных смесей в провод, а именно защищать от попадания кислорода и воздушных масс. А так же не создавать практически никакого сопротивления газовым потокам.
Назначение
Огнепреградитель ОП (ААН) устанавливается между вертикальным резервуаром и предохранительным или дыхательным клапаном. Огнепреградитель ОП предназначен для защиты вертикального резервуара от проникновения огня (пламени или искры) в газовое пространство через дыхательные клапана (патрубки вентиляционные или клапана предохранительные), предохраняя этим самым нефть от вспышки или взрыва.
Технические условия
ТУ 3689-014-10524112-2002 соответствует:
- АОМЗ ТУ 63-РСФСР68-75;
- НГМ Групп 3689-016-79167039-2006.
Устройство и принцип работы
Принцип действия огнепреградителя ОП основан на задержке пламени кассетой, размещенной внутри корпуса. Кассета состоит из пакета чередующихся гофрированных и плоских пластин, образующих каналы малого диаметра. Пламя, попадая в каналы малого сечения, дробится на отдельные мелкие потоки. Поверхность соприкосновения пламени с огнепреградителем ОП увеличивается, возрастает теплоотдача стенкам каналов, и пламя гаснет. Конструкция огнепреградителя ОП сборно-разборная, что позволяет периодически извлекать кассеты для осмотра и контроля за их состоянием.
Основой конструкции является огнепреграждающий элемент 2, размещенный между двух половинок корпуса 1, стягиваемых между собой четырьмя шпильками 3. Огнепреграждающий элемент состоит из плоской и гофрированной лент, намотанных на ось, которая также предохраняет элемент от выпадания.
Гасящее действие огнепреградителя ОП, установленного накрыше резервуара типа РВС, основано на принципах интенсивного теплообмена, который происходит между стенками узких каналов огнепреграждающего элемента и проходящим через него газовоздушным потоком. При этом достигается снижение температуры газовоздушного потока до безопасных пределов.
1 — корпус, состоящий из двух половинок; 2 — огнепреграждающий элемент; 3 — четыре соединительных шпильки.
Технические характеристики
| Наименование параметра | ОП-50ААН* | ОП-80ААН* | ОП-100ААН | ОП-150ААН | ОП-200ААН | ОП-250ААН | ОП-300ААН | ОП-350ААН | ОП-500ААН |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Условный проход DN | 50 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 500 |
| Пропускная способность при сопротивлении воздушного потока 118 Па, м³/час, не более | 100 | 150 | 200 | 215 | 380 | 600 | 700 | 900 | 2950 |
| Габаритные размеры, мм, не более | |||||||||
| D н | 160 | 214 | 230 | 303 | 375 | 450 | 527 | 635 | 858 |
| H | 172 | 200 | 200 | 250 | 275 | 263 | 295 | 440 | 337 |
| Присоединительные размеры, мм | |||||||||
| D | 141 | 184 | 205 | 260 | 315 | 370 | 440 | 485 | 640 |
| D 1 | 110 | 150 | 170 | 225 | 280 | 335 | 395 | 445 | 600 |
| d | 14 | 18 | 18 | 18 | 18 | 18 | 22 | 22 | 22 |
| n | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 6 | 6 | 6 | 16 |
| Масса, кг, не более | 3 | 5 | 6,1 | 10 | 16 | 20 | 30 | 45 | 70 |
* Изделия ОП с условным проходом DN 50 (DN 80) по требованию заказчика могут быть изготовлены под фланцевое соединение «шип-паз». Во фланце(ах) изделий выполняется паз. По требованию заказчика изделие может быть укомплектовано ответными фланцами по ГОСТ 12815. Уплотняющие прокладки не поставляются.
Устанавливается между вертикальным резервуаром и предохранительным или дыхательным клапаном. Огнепреградитель ОП предназначен для временного предотвращения проникновения огня (пламени или искры) внутрь резервуара с нефтью и нефтепродуктами через дыхательные клапаны (патрубки вентиляционные или клапаны предохранительные) при воспламенении выходящих из резервуара взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом. Таким образом, обеспечивается защита нефти от вспышки или взрыва.
По устойчивости к воздействию климатических факторов внешней среды огнепреградитель ОП (ААН) изготавливаетсяв исполнении У и УХЛ категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69.
Технические условия
ТУ 3689-014-10524112-2002 соответствует:
АОМЗ ТУ 63-РСФСР68-75;
НГМ Групп 3689-016-79167039-2006.
Устройство и принцип работы
Конструктивно огневой предохранитель ОП (ААН ) представляет собой стальной корпус с фланцами, внутри которого в кожухе размещена круглая кассета. Задержка пламени кассетой лежит в основе принципа действия огнепреградителя ОП .
Кассета состоит из пакета чередующихся гофрированных и плоских пластин, образующих каналы малого диаметра. Пламя, попадая в каналы малого сечения, дробится на отдельные мелкие потоки. Поверхность соприкосновения пламени с огнепреградителем ОП увеличивается, возрастает теплоотдача стенкам каналов, и пламя гаснет. Конструкция огнепреградителя ОП сборно-разборная. Это позволяет периодически извлекать кассеты для осмотра и контроля за их состоянием.
Основой конструкции ОП является огнепреграждающий элемент 2, размещенный между двух половинок корпуса 1, стягиваемых между собой четырьмя шпильками 3. Огнепреграждающий элемент состоит из плоской и гофрированной лент, намотанных на ось. Ось также предохраняет элемент от выпадания.
Гасящее действие огнепреградителя ОП , установленного на крыше резервуара типа РВС, основано на принципах интенсивного теплообмена. Теплообмен происходит между стенками узких каналов огнепреграждающего элемента и проходящим через него газовоздушным потоком. При этом достигается снижение температуры газовоздушного потока до безопасных пределов.
1 - корпус, состоящий из двух половинок; 2 - огнепреграждающий элемент; 3 - четыре соединительных шпильки.
Технические характеристики
| Наименование параметра | ОП–50ААН* | ОП–80ААН* | ОП–100ААН | ОП–150ААН | ОП–200ААН | ОП–250ААН | ОП–300ААН | ОП–350ААН | ОП–500ААН |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Условный проход Д у | 50 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 500 |
| Пропускная способность при сопротивлении воздушного потока 118 Па, м³/час, не более | 100 | 150 | 200 | 215 | 380 | 600 | 700 | 900 | 2950 |
| Габаритные размеры, мм, не более | |||||||||
| D н | 160 | 214 | 230 | 303 | 375 | 450 | 527 | 635 | 858 |
| H | 172 | 200 | 200 | 250 | 275 | 263 | 295 | 440 | 337 |
| Присоединительные размеры, мм | |||||||||
| D | 141 | 184 | 205 | 260 | 315 | 370 | 440 | 485 | 640 |
| D 1 | 110 | 150 | 170 | 225 | 280 | 335 | 395 | 445 | 600 |
| d | 14 | 18 | 18 | 18 | 18 | 18 | 22 | 22 | 22 |
| n | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 6 | 6 | 6 | 16 |
| Масса, кг, не более | 3 | 5 | 6,1 | 10 | 16 | 20 | 30 | 45 | 70 |
Сухие огнепреградители - защитные устройства на трубопроводах, которые свободно пропускают поток газов через твердую огнезащитную насадку, но задерживают (гасят) пламя. Их защитное действие основано на явлении гашения пламени в узких каналах.
Эффект гашения пламени в узких каналах известен с 1815 г., когда его открыл Гемфри Дэви - изобретатель безопасной рудничной лампы. Дэви установил, что пламя метано-воздушной смеси не проходит через трубку диаметром 3,63 мм и что металлическая трубка более эффективна, чем стеклянная. Позже {в 1883 г.) французские ученые Мёлляр и Ле Шателье установили независимость процесса гашения от материала огнепреградителя.
Уменьшение размера (диаметра) канала, в котором происходит горение газовой смеси, ведет к увеличению удельных теплопотерь в сравнении с тепловыделениями, приходящимися на объем горящей смеси, понижению температуры горения в зоне реакции, снижению скорости реакции и уменьшению скорости распространения пламени. Когда потери тепла из зоны горения достигают определенной критической величины, температура горения и скорость реакции настолько уменьшаются, что дальнейшее распространение горения смеси в узком канале становится невозможным. Именно такие условия и создаются в огнепреградителе.
Огнепреградители могут быть в виде сеток или насадок (рис. 8.1). Насадки из гранулированных тел (шариков, колец, гравия и т. п.) или волокон (стеклянной ваты, асбестовых волокон и т. п.) образуют каналы криволинейной формы. Насадки в виде пластин из гофрированной фольги, спирально свернутых лент и т. п. образуют каналы треугольной, прямоугольной или другой формы сечения. Насадки в виде пластин из металлокерамики и металловолокна имеют капиллярные каналы.
Диаметр канала насадки или отверстия сетки огнепреградителя, при котором тепловыделение от горящей смеси будет равно теплопотере, называют критическим диаметром d Kp . Защита от распространения пламени достигается в канале, диаметр которого меньше критического
Рис. 8.1. Схемы огнепреградителей: а - с горизонтальными сетками; б - с вертикальными сетками;
в - с насадкой из гравия, шариков, колец; г - с кассетой из ленты с прямыми гофрами; д - с кассетой из ленты с наклонными гофрами; е - с металлокерамической насадкой; / - корпус; 2 - пламегасящий элемент
Этот размер (диаметр) канала называют гасящим d. Расчет огнепреградителя и заключается в определении критического и затем гасящего размера канала. Соотношение между критическим и гасящим размерами, а также конструктивные особенности огнепреградителя выбирают с учетом соответствующих экспериментальных данных.
Известны различные принципы и методы расчета огнепреградителей, основанные на различных предположениях о механизме теплопотерь из зоны пламени и гашения пламени.
Метод Я. Б. Зельдовича в отечественной практике является общепринятым, но не распространяется на особые условия горения, когда не происходит теплоотвода в нагретые стенки канала.
Для предотвращения распространения пламени из аварийного оборудования в смежные с ним, а также проскока пламени через сбросные и дыхательные клапаны в емкости с горючими веществами необходимо предусматривать устройства огнепреграждения (далее - огнепреградители). Конструкция огнепреградителя обеспечивает свободный проход газа через пористую среду, в то же время не допускает проскок пламени в защищаемый объем из аварийного пространства.
Основным расчетным параметром конструкции огнепреградителя является критический диаметр канала огнепреграждаюшего элемента. Пламегасящую способность следует рассчитывать по каналу максимальных поперечных размеров, поскольку пламя, в первую очередь, пройдет именно по этому каналу.
Диаметр канала в насадке из одинаковых шариков может приниматься в зависимости от диаметра шариков.
Для огнепреградителей с гранулированными насадками рекомендуется, чтобы поперечный размер корпуса огнепреградителя превышал размер одной гранулы не менее чем в 20 раз, а высота слоя насадки превышала диаметр ее канала не менее чем в 100 раз.
Численные значения критических диаметров пламягасяших каналов для некоторых наиболее распространенных в промышленности стехиометрических смесей с воздухом при атмосферном давлении и комнатной температуре приведены в таблице 1:
Таблица 1
Исходя из вещества, которое используется на данном производстве, необходима установка огнегасящих каналов огнепреградителей на технологических установках соответствующих следующим размерам: Критический диаметр канала огнепреграждаюшего элемента для сбросных огнепреградителей на резервуарах, диаметр должен быть не менее d =2,66 ; по подходящим параметрам выбираем ОП (ААН), представлен на рис.1.
Описание огнепреградителя ОП (АНН):
Огнепреградители ОП (АНН) предназначены для временного предотвращения проникновения пламени внутрь резервуара при воспламенении выходящих из него взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом. По устойчивости к воздействию климатических факторов внешней среды огнепреградители изготовляются в исполнениях У (умеренный климат) и УХЛ (холодный климат с нижним пределом температуры эксплуатации до -60 °С), категория размещения 1 по ГОСТу 15150-69.
Огнепреграждающий элемент состоит из плоской и гофрированной лент, намотанных на ось, которая также предохраняет элемент от выпадания. Гасящее действие огнепреградителя, установленного на крыше резервуара типа РВС, основано на принципах интенсивного теплообмена, который происходит между стенками узких каналов огнепреграждающего элемента и проходящим через него газовоздушным потоком. При этом достигается снижение температуры газовоздушного потока до безопасных пределов.
Рисунок 1- Огнепреградитель марки ОП(АНН).
Устройство и принцип работы
Основой конструкции является: огнепреграждающий элемент - 2, размещенный между двух половинок корпуса - 1, стягиваемых между собой четырьмя шпильками - 3; (рис. 2).
Рисунок 2 - Огнепреградитель марки ОП(АНН).
