شعله گیر (Flame Arrestor)

اصطلاحات مربوط به شعله گیر

المنت شعله گیر (Arrester Element)

بخشی از شعله گیر متشکل از صفحات موازی با فاصله معین است که مانع مکانیکی و سد راه شعله را فراهم می سازد و در داخل محفظه شعله گیر قرار میگیرد.

محفظه شعله گیر (Arrester Housing)

در واقع همان بدنه شعله گیر است که المنت شعله گیر در داخل آن قرار میگیرد. و همچنین اتصال فلنجی و یا رزوه ای شعله گیر بروی آن قرار دارد.

مایع قابل اشتعال (Flammable Liquid)

مایعی که دارای فلش پوینت پایین تر از 100°F باشد.

مایع قابل احتراق (Combustible Liquid)

مایعی که دارای فلش پوینت بالا تر یا برابر با 100°F باشد.

Confined Deflagration

یک Deflagration منتشر شونده در محیطی که محصولات انبساطی احتراق حبس می شوند. شعله ای که در یک لوله در حال حرکت است را میتوان یک Confined Deflagration پنداشت.

Deflagration

جبهه شعله ای پیش رونده در گاز یا بخار قابل اشتعال که با سرعتی کمتر از سرعت صوت در همان محیط گاز یا بخار است.

Detonation

جبهه شعله ای پیش رونده در گاز یا بخار قابل اشتعال که با سرعتی برابر با سرعت صوت در همان محیط گاز یا بخار است.

شعله گیر Detonation Arrester

شعله گیری که برای جلوگیری از انتشار deflagration های مبحوس و غیر مبحوس و detonations ها طراحی می شود.

شعله گیر End of Line flame Arrestor

شعله گیری است که در انتهای خط لوله نصب می شود ( با اتصال رزوه یا فلنجی) که مستقیما به خلا تهویه میشود. این شعله گیر برای متوقف کردن deflagration های غیر مبحوس طراحی میشود.

رنج انفجاری (Explosive Range)

محدوده بین حد پایینی (LEL) و حد بالایی انفجار (UEL) برای هر مخلوطی از هوا/بخار

فلش پوینت (Flashpoint)

حداقل دمایی که در آن یک مایع غلظت کافی بخار از خود متصاعد میکند تا با هوا یک مخلوط قابل اشتعال در مجاورت سطح مایع ایجاد کند.

حد پایینی انفجاری (Lower Explosive Limit)

کمترین غلظت حجمی (به صورت درصد) یک بخار قابل اشتعال در هوا که توانایی حفظ و انتقال یک شعله در مخلوط بخار در فشار و دمای معین را دارد. مخلوط های پایین تر از LEL برای سوختن خیلی ضعیف عمل میکنند.

شعله گیر VentLine/ InLine Flame Arrester

VentLine/ InLine Flame Arrester شعله گیری است که در بالادست شیر تنفسی یا در فاصله زیادی از تخلیه خط لوله به اتمسفر قرار میگیرد. این نوع شعله گیرها برای مواردی که نیاز به جلوگیری از deflagration مبحوسی در حال انتشار نیاز است مورد استفاده قرار میگیرد.

مقدمه ای بر شعله گیرها

مهار کننده شعله نیز وسیله ای است که به گاز اجازه عبور از آن را می دهد اما شعله را متوقف می کند تا از آتش سوزی یا انفجار بزرگتر جلوگیری کند. موقعیت های بسیار متنوعی وجود دارد که در آن شعله گیرها استفاده می شوند. هر کسی که در انتخاب شعله گیرها دخیل است باید نحوه عملکرد این محصولات و محدودیت های عملکرد آنها را بداند. برای این منظور، این مقاله مقدمه ای بر فناوری و اصطلاحات شعله گیرها و انواع محصولات موجود ارائه می دهد.

تاریخچه شعله گیرها

اصل عملکرد شعله گیرها در سال 1815 توسط سر همفری دیوی، شیمیدان معروف و استاد موسسه سلطنتی انگلستان کشف شد. یک کمیته ایمنی از صنعت معدن زغال سنگ انگلیسی برای کمک فنی به دیوی مراجعه کرده بود. آنها به راهی برای جلوگیری از انفجار لامپ های نفت معدنچیان در هنگام نفوذ گاز قابل اشتعال به نام firedamp به داخل چاه معدن نیاز داشتند. سر همفری گازی را که بیشتر از متان تشکیل شده بود مورد مطالعه قرار داد. این تحقیقات بر چگونگی سوختن متان در شرایط مختلف و با نسبت های مختلف هوا متمرکز بود. راه حل دیوی این بود که شعله لامپ را با یک استوانه بلند از صفحه سیم ریز بافته شده به نام گاز فلزی محصور کند. دو تا از قدیمی‌ترین لامپ‌های ایمنی دیوی در سمت راست نشان داده شده‌اند.
نور لامپ به اندازه کافی از صفحه نمایش عبور می کند تا مفید باشد. هوای شعله روغن در اطراف فتیله لامپ از قسمت پایین صفحه وارد می شود. گاز داغ اگزوز از قسمت بالایی خارج می شود. هنگامی که مخلوط قابل احتراق متان با هوا جریان می یابد، شعله متان در داخل صفحه می سوزد. با این حال، نه شعله متان و نه شعله لامپ از دهانه های باریک صفحه عبور نمی کند. سیم فلزی گرما را از شعله جذب می کند و سپس آن را در دمای بسیار پایین تری از خود دور می کند.

شعله گیرهای مدرن

از زمان سر هامفری، شعله گیرهای انواع مختلف در بسیاری از صنایع استفاده شده است. همه آنها بر اساس یک اصل عمل می کنند.. حرارت را از شعله که تلاش می کند از گذرگاه های باریک با دیواره های فلزی یا سایر مواد رسانای گرما عبور کند، خارج می کند. به عنوان مثال، شعله گیرهای ساخته شده توسط اکثر سازندگان از لایه هایی از روبان های فلزی با موج های چین دار استفاده می کنند.

شعله گیر در بسیاری از صنایع از جمله پالایش، دارویی، شیمیایی، پتروشیمی، خمیر و کاغذ، اکتشاف و تولید نفت، تصفیه فاضلاب، دفن زباله، معدن، تولید برق و حمل و نقل مایعات فله استفاده می شود. در برخی موارد، شعله های آتش شامل واکنش های گرمازا (تولید گرما) غیر از اکسیداسیون می شود. فرآیندهایی که گازهای قابل احتراق یا واکنشی را تولید می کنند عبارتند از اختلاط، واکنش، جداسازی، اختلاط، حفاری و هضم. این فرآیندها شامل پیکربندی تجهیزات و مخلوط گازهای متعددی است.

نحوه عملکرد شعله گیرهای مدرن

شعله گیرها وسایل غیرفعال و بدون قطعات متحرک هستند. آنها از انتشار شعله از سمت در معرض دستگاه به سمت محافظت شده با استفاده از عنصر سلول شعله نوع نوار فلزی زخمی شده جلوگیری می کنند.
این ساختار ماتریسی از دهانه های یکنواخت را ایجاد می کند که با دقت ساخته شده اند تا با جذب گرمای شعله شعله را خاموش کنند. این یک مانع خاموش کننده برای مخلوط بخار مشتعل شده ایجاد می کند.

کانال سلول شعله

تحت شرایط عملیاتی عادی، شعله گیر جریان نسبتاً آزاد گاز یا بخار را از طریق سیستم لوله‌کشی اجازه می‌دهد. اگر مخلوط مشتعل شود و شعله شروع به حرکت به عقب از طریق لوله‌کشی کند، برقگیر از بازگشت شعله به منبع گاز جلوگیری می‌کند.

شعله گیر درون خطی کاهش یا انفجار

دسته اصلی دیگر شامل شعله گیرهای خطی هستند که به عنوان شعله گیرهای آتش زدایی و انفجار نیز شناخته می شوند. (از نظر غیر فنی، deflagration به معنای سوختن سریع و انفجار به معنای انفجار است.) این واحدها برای جلوگیری از عبور شعله در لوله ها نصب می شوند.

بیشتر کاربردهای شعله گیر خطی در سیستم هایی هستند که گازهای ساطع شده از مایعات و جامدات را جمع آوری می کنند. این سیستم ها که معمولا در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند، ممکن است سیستم های کنترل بخار نامیده شوند. گازهایی که به اتمسفر تخلیه می شوند یا از طریق سیستم های کنترل بخار کنترل می شوند، معمولاً قابل اشتعال هستند. اگر شرایط به گونه ای باشد که احتراق رخ دهد، ممکن است شعله ای در داخل یا خارج از سیستم ایجاد شود که بالقوه آسیب های فاجعه بار را به همراه دارد.

یکی از انواع سیستم های کنترل بخار، سیستم های تخریب بخار نامیده می شود. شامل سیستم‌های فلر بالا، سیستم‌های مشعل محصور، سیستم‌های سوزاندن مشعل و کاتالیزوری، و دیگ‌های گاز زباله می‌شود.

نوع دیگری از سیستم کنترل بخار با استفاده از شعله گیرهای درون خطی، سیستم های بازیابی بخار است. در اینجا سیستم های متعادل کننده بخار، تبرید، جذب، جذب و فشرده سازی گنجانده شده است.

با این حال، شعله گیرهای درون خطی گاهی در کاربردهای پایانی استفاده می شوند. به عنوان مثال، یک واحد درون خطی ممکن است در زیر شیر دریچه خروجی مخزن روی مخزن ذخیره مایع نصب شود. سوپاپ آلایندگی و تلفات محصول را کاهش می دهد، در حالی که شعله گیر مخزن را از شعله های آتش در جو در هنگام تخلیه گازهای قابل اشتعال محافظت می کند.

انتخاب شعله گیرهای خطی

حالت‌های دینامیکی مختلفی که قبلاً برای شعله‌های محدود توضیح داده شد، به دلیل انرژی‌های فوق‌العاده مرتبط با فشار انفجار و سرعت شعله، می‌توانند برای یک سیستم فرآیند بسیار خطرناک باشند. همه چیز سریع اتفاق می افتد و می تواند فاجعه بار شود. این حالت‌های دینامیکی چندگانه چالش ارائه یک محصول یا محصولات شعله‌گیر را افزایش می‌دهد که شعله را متوقف کرده و فشارهای عظیم ناشی از انفجار در لوله‌های محدود را تحمل می‌کند.

طیف وسیعی از رفتار ممکن برای یک شعله محصور دو مشکل خاص را برای محصولات شعله گیر ایجاد می کند. اولاً، حالت های فشار بالا و حالت های انفجار پایدار دارای سینتیک سوختن بسیار پایدار هستند و شعله بسیار سریع حرکت می کند. بنابراین برقگیر باید بتواند گرمای شعله را خیلی سریعتر از آنچه در شرایط استاندارد کاهش فشار کم تا متوسط ​​لازم است جذب کند. دوم، فشارهای ضربه ای آنی ناشی از امواج ضربه ای ناشی از انفجار بیش از حد، برقگیر را در معرض نیروهایی تا 20995 کیلو پاسکال (گرم) (3000 psig) قرار می دهد. بنابراین برقگیر باید از نظر ساختاری نسبت به برقگیرهای فشار پایین استاندارد برتری داشته باشد.

شعله گیر انتهای خط یا دریچه به اتمسفر

شعله گیرهای انتهای خط یا تهویه به اتمسفر امکان تهویه آزاد را در ترکیب با محافظت در برابر شعله برای کاربردهای دریچه عمودی فراهم می کنند. آنها با جذب و دفع گرما با استفاده از سلول های شعله فولادی ضد زنگ روبان چین دار مارپیچی از انتشار شعله جلوگیری می کنند.
شعله گیرهای انتهای خط در کاربردهایی مانند دریچه های مخزن ذخیره نفت استفاده می شوند.

کاربرد کلاسیک در جلوگیری از ورود آتش در جو به یک محوطه است. به عنوان مثال، در حدود سال 1920، شعله گیرها بر روی دریچه های مخازن ذخیره سازی میدان نفتی نصب شدند. آنها از منفجر شدن مخازن در هنگام برخورد گازی که از دریچه ها جریان می یابد با صاعقه جلوگیری می کنند.

برعکس، برخی از شعله گیرهای پایانی از آتش سوزی در یک محفظه از مشتعل شدن جو انفجاری مانند پالایشگاه جلوگیری می کنند. به عنوان مثال، شعله گیرها ممکن است در ورودی های هوای کوره و پشته های اگزوز نصب شوند.

تصویر از اناردو

انتخاب شعله گیرهای انتهای خط

شعله گیرهای پایان خط برای انتشار شعله بدون محدودیت طراحی شده اند که به آن انفجار اتمسفر یا شعله زدایی نامحدود نیز گفته می شود. آنها به سادگی روی فرآیند یا اتصال مخزن پیچ یا پیچ می شوند. این طرح ها از فناوری جاافتاده اما ساده استفاده می کنند. اکثراً از یک عنصر منفرد از نوار فلزی پیچ خورده استفاده می کنند که انتقال حرارت لازم برای خاموش کردن شعله را قبل از عبور از عنصر برقگیر فراهم می کند.

نکات اصلی مورد توجه هنگام انتخاب برقگیر برای کاربردهای پایانی به شرح زیر است.

• تعیین گروه خطرناک یا مقدار MESG گاز
• ویژگی های عملکرد تثبیت شعله برقگیر در مقایسه با پتانسیل سیستم برای تثبیت شعله برای دوره های زمانی پایدار
• دمای گاز فرآیند
• افت فشار در سراسر برقگیر در شرایط جریان هواگیری، نسبت به حداکثر فشار و خلاء مجاز سیستم
• مصالح ساختمانی که شرایط محیطی و فرآیندی را برآورده می کنند – به عنوان مثال، آب و هوای بسیار سرد، اسپری نمک، گاز تهاجمی شیمیایی و غیره.
• نوع و اندازه اتصال
• الزامات ابزار دقیق

گزینه های طراحی API 2000 4.5.2 برای جلوگیری از انفجار می گوید:

شعله گیر که استفاده از آن در یک خط دریچه باز یا در ورودی شیر فشار/خلاء روشی موثر برای کاهش خطر انتقال شعله است. به کاربر هشدار داده می شود که اگر برقگیر به درستی نگهداری نشود، خطر آسیب مخزن در اثر فشار بیش از حد یا خلاء ناشی از برق گرفتگی را ایجاد می کند. اطلاعات بیشتر در مورد شعله گیرها را می توان در ISO 16852، NFPA 69، TRbF 20، EN 12874، FM 6061، و USCG 33 CFR 154 یافت. استفاده از شعله گیر افت فشار سیستم تهویه را افزایش می دهد. برای ارزیابی میزان این اثرات باید با سازنده(های) مشورت شود.

برای انتخاب مناسب شعله گیر، پیکربندی لوله کشی، فشار و دمای کارکرد، غلظت اکسیژن، سازگاری مواد شعله گیر و گروه گازهای انفجاری باید در نظر گرفته شود. برای انتخاب شعله گیر مناسب باید با سازنده مشورت کرد.

مرجع(های) (تا حدی) برای این صفحه.. www.pressuresystems.com.au و www.enardo.com

شعله گیر

شعله گیر (همچنین املای برقگیر ، برق گیر، یا تله شعله وسیله ای است که سوخت احتراق با خاموش کردن شعله

استفاده و کاربردها

موارد استفاده از شعله گیر عبارتند از:

• جلوگیری از گسترش آتش باز
• محدود کردن گسترش انفجاری که قبلاً رخ داده است
• جلوگیری از اشتعال مخلوط های بالقوه انفجاری
• مهار آتش در یک مکان کنترل شده
• توقف انتشار شعله ای که با سرعت های زیر صوت حرکت می کند

برخی از اشیاء متداول که دارای شعله گیر هستند عبارتند از:

• سوخت مخزن ذخیره دریچه های
• گاز سوخت خطوط لوله
• کابینت های ذخیره سازی ایمنی برای رنگ، قوطی های آئروسل و سایر مخلوط های قابل اشتعال
• سیستم اگزوز داخلی موتورهای احتراق
• ورودی هوای موتورهای داخلی دریایی
• لامپ های دیوی در معدن زغال سنگ
• رم قابل اشتعال مشروبات
• پلاستیکی قابل حمل بنزین

اصول

یک شعله گیر با جذب گرمای جلوی شعله که با سرعت های مادون صوت حرکت می کند، عمل می کند، بنابراین مخلوط گاز/هوا در حال سوختن را به زیر دمای خود اشتعال می رساند. در نتیجه، شعله نمی تواند زنده بماند. گرما از طریق کانال ها (معابر) طراحی شده در یک عنصر جذب می شود. این کانال ها به عنوان MESG ( حداکثر شکاف ایمن تجربی ) گاز برای یک تاسیسات خاص انتخاب و اندازه گیری می شوند. این معابر می توانند منظم باشند، مانند نوار فلزی چین دار یا توری یا یک صفحه فلزی با سوراخ های سوراخ شده، یا نامنظم، مانند مواردی که در بسته بندی تصادفی هستند. [1]

اندازه مورد نیاز کانال های مورد نیاز برای متوقف کردن جلوی شعله بسته به اشتعال پذیری مخلوط سوخت می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد. منافذ بزرگ روی حصار زنجیره ای می توانند سرعت گسترش آتش سوزی کوچک و آهسته علف ، اما آتش چمن های سریع سوز به حصار نفوذ می کنند مگر اینکه سوراخ ها بسیار کوچک باشند. [6] در یک معدن زغال سنگ بسیار انفجاری غبار زغال سنگ یا متان ، شبکه سیمی یک لامپ دیوی باید بسیار محکم باشد.

برای شعله گیرها که به عنوان وسیله ایمنی استفاده می شود، مش باید از آسیب ناشی از افتادن یا برخورد با جسم دیگری محافظت شود و مش باید بتواند به طور صلب شکل خود را در طول انتشار جلوی شعله حفظ کند. هر گونه جابه‌جایی سیم‌هایی که مش را تشکیل می‌دهند، می‌تواند دهانه‌ای به اندازه کافی بزرگ ایجاد کند که به شعله اجازه نفوذ و پخش شدن به آن سوی مانع را بدهد.

در دریچه ذخیره‌سازی سوخت، شعله‌گیرها همچنین یک هدف ثانویه را ایفا می‌کنند که اجازه می‌دهند فشار هوا در داخل مخزن هنگام اضافه یا خارج کردن سوخت یکسان شود، در حالی که حشرات به داخل لوله‌های دریچه و رسوب سوخت در مخازن و لوله‌ها .

ایمنی

شعله گیرها باید فقط در گروه گاز و شرایطی که برای آن طراحی و آزمایش شده اند استفاده شوند. از آنجایی که عمق برقگیر برای شرایط خاصی مشخص می شود، تغییرات دما، فشار یا ترکیب گازهای ورودی به برقگیر می تواند باعث افزایش سرعت فضایی شعله شود و طراحی برقگیر برای متوقف کردن جلوی شعله ناکافی باشد. انتشار”). شعله زدایی ممکن است در پایین دست برقگیر ادامه یابد. [1]

شعله گیرها باید به طور دوره ای بازرسی شوند تا از عاری بودن از آلودگی ، حشرات استفاده شده از آن به عنوان لانه یا خوردگی . هیئت بررسی خطرات و ایمنی شیمیایی ایالات متحده به این نتیجه رسید که یک شعله گیر بازرسی نشده و به شدت خورده شده نتوانست از انفجار سال 2006 در یک کارخانه تصفیه فاضلاب در دیتونا بیچ، فلوریدا کند.

اصل کار شعله گیر

مهره

شعله گیر پایان خط PROTEGO® BE/AD محافظت در برابر شعله های اتمسفر را فراهم می کند. …