ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Защитные устройства из "Производства ацетилена " Огнепреградители. Эти приспособления препятствуют распространению взрывного и детонационного распада, если он начался из-за нарушения нормальных условий процесса или по другим причинам. В основу работы огнепреградителей положена известная закономерность о том, что фронт пламени не может распространяться, если теплоотвод от него становится прогрессирующим. На этом принципе построены различные огнепреградители (впрыск воды, пучки труб, сетки, насадка)21 2 1. [c.376] Действие насадочных огнепреградителей основано на так называемом явлении гашения пламени в узких каналах. При горении в трубках и каналах теплоотдача к стенкам возрастает с уменьшением их диаметра. В широких трубках теплоотдача незначительна и затухание пламени может происходить только за счет потерь тепла при излучении в узких трубках (каналах) теплоотдача приводит к уменьшению скорости горения, что содействует затуханию пламени. [c.376] По устаревшим представлениям Холма гашение пламени в узких каналах объясняется теплопередачей из зоны пламени к холодной исходной смеси. При этом с уменьшением диаметра канала сокращается радиус сферического фронта пламени, распространяющегося внутри канала, и возрастает теплоотдача к исходной смеси. Однако зависимость между скоростью пламени и критическим диаметром канала, полученная Холмом, верна. [c.377] По ЭТОЙ формуле, если известна величина и , можно приблизительно оценить критический диаметр канала р.. при котором пламя гаснет. Результаты опытов и теоретических расчетов подтверждают , что Ре р. составляет около 70. Однако в некоторых случаях Ре р. оказывается намного большим и зависит от диаметра канала или гранул насадки. При увеличении давления прохождение пламени через трубки облегчается, так как температуропроводность к/ср газа обратно пропорциональна давлению. Поэтому с ростом давления критический диаметр трубок должен уменьшаться. [c.377] Из этих данных видно, что ацетилен в отличие от других газов имеет очень малую скорость распространения пламени и большое значение с кр.- Поэтому в огнепреградителе необходимо применять крупную насадку (35x35 мм или 50x50 мм). [c.378] Независимо от принятого метода расчета и достоверности получаемых результатов огнепреградители, как правило, подлежат проверке. Они могут быть использованы в промышленности-, если при испытании не было проскоков пламени. [c.378] С целью изыскания наиболее эффективных конструкций огнепреградителей было проведено большое число экспериментальных работ. В отдельных опытах в качестве теплоотводящей среды использовалась вода как наиболее доступная жидкость, имеющая высокую теплоту парообразования. Огнепреградитель (орошаемый штрек) представлял собой небольшой участок трубы (около 3 ж), в которую интенсивно впрыскивалась вода. Он был опробован при взрывном и детонационном распаде ацетилена детонационный распад протекал по штреку без заметного затухания, взрывное разложение иногда задерживалось. Характерно, что работа огнепреградителя в даннол случае не зависела от начального давления ацетилена. На основе исследований был сделан вывод, что и более длинный штрек вряд ли может быть достаточно надежной преградой для начавшегося взрывного разложения. [c.378] В качестве огнепреградительного устройства был также испытан пучок узких трубок диаметром 10 мм, который помещали в трубопровод диаметром 100 мм и длиной 30 м. Возникавшее взрывное разложение ацетилена при давлении до 5,5 ат не распространялось на весь трубопровод, а при 8,5 ат взрыв не переходил в детонацию. Аналогичные испытания проводились при низком давлениииспытывались трубки диаметром 10 мм, вмонтированные в трубопровод диаметром 300 мм. В большинстве случаев узкие трубки задерживали распад ацетилена. Минимальное начальное давление взрывного распада ацетилена существенно зависит от внутреннего диаметра этих трубок при определенных диаметрах и давлении взрывной распад ацетилена не может распространяться (рис. УП1-9). [c.378] Испытывалась орошаемая башня диаметром 500 мм с высотой насадки 1 м из колец Рашига 35X35 мм или 50 X х50 мм при подаче 1000 л воды в час (циркуляция с помощью насоса). Исследования проводились и при циркуляции ацетилена в башне со скоростью 0,6—0,7 м/сек с помощью вентилятора. [c.379] Было установлено, что орошаемая башня локализует взрывной и детонационный распад ацетилена. [c.379] В неорошаемой башне газ находился в покое или циркулировал. Опыты показали, что неорошаемая башня тоже является хорошей преградой для взрывного и детонационного распада, но в этом случае необходима несколько большая высота насадки. И. И. Стрижевский и др. на опытной установке испытывали неорошаемую башню диаметром 400 мм и высотой 5 лг с насадкой из колец Рашига размером 30X37 мм. В трубопроводе за колонной признаков распада ацетилена (отложения сажи, разрушение мембраны) ни в одном из 9 проведенных опытов не наблюдалось. [c.379] Оптимальные размер и высота слоя насадки в огнепреградителях в настоящее время точно не определены. По-видимому, высота насадки определяется величиной ее общей развитой поверхности, необходимой для эффективного теплосъема с целью охлаждения продуктов взрыва ниже температуры воспламенения. В противном случае ацетилен после огнепреградителя может загореться при соприкосновении с продуктами взрыва, имеющими высокую температуру, особенно если эти вещества, не имея выхода наружу, проходят через огнепреградитель в течение продолжительного времени. С этой точки зрения целесообразна установка разрывных мембран. [c.379] При расчете корпуса огнепреградителя на прочность расчетное давление принимают не менее 12-кратного по отношению к абсолютному рабочему давлению в аппарате. Обычно пробное давление равно 25 ат, но некоторые исследователи не считают это обязательным. [c.380] Как было отмечено, орошаемый водой огнепреградитель является более надежным, чем сухой . Однако тип аппарата нужно выбирать в зависимости от конкретных условий производства и транспортирования ацетилена (степень взрывоопасности, давление, скорость, температура и т. д.). Огнепреградители устанавливают на внутри-и межцеховых коммуникациях ацетилена-концентрата, например в следующих местах на выходе из каждого агрегата (при агрегатной схеме производства) на коллекторе ацетилена-концентрата на входе в газгольдер, а также на выходе газа из него при установке газгольдера на проход на входе в цех или на агрегате переработки ацетилена на трубопроводе перед местом вывода некондиционного ацетилена на факел. [c.381] Место огнепреградителя в производстве ацетилена или при его переработке выбирают с учетом конкретных условий таким, чтобы локализовать взрывной распад ацетилена на возможно меньшем участке. [c.381] Отсекатели и гидравлические обратные клапаны. Для предупреждения взрывного распада ацетилена в опытных условиях были опробованы отсекатели — быстродействующие запорные устройства . Принципиально работа отсекателя состоит в том, что возникающий импульс взрывного распада освобождает сжатую пружину, под действием которой тарельчатый клапан прижимается к седлу и перекрывает трубопровод. В результате этого распад ацетилена тормозится. Отсекатель приходит в действие автоматически — под влиянием давления взрыва. Время срабатывания отсекателя должно быть возможно минимальным, но практически оно всегда значительно превосходит требуемое. Поэтому для торможения распада ацетилена до отсекателя целесообразно предусмотреть замедляющий штрек (башню с кольцами Рашига). Кроме того, штрек является хорошей защитой для самого отсекателя при детонационном распаде ацетилена. Инерционность штрековых отсекателей составляет 0,02—0,04 сек. [c.381] Существенными недостатками известных в настоящее время отсекателей являются односторонность их действия, сложность конструкции и сравнительно высокая стоимость, в особенности для трубопроводов большого диаметра. В качестве примера на рис. УИ1-12 показан гидравлический отсекатель, отличающийся от описанного тем, что практически является безинерционным. [c.381] Гидравлические клапаны обычно устанавливают перед цехом переработки ацетилена, чтобы предотвратить повреждение трубопроводов и защитить оборудование. Их также можно устанавливать в конце цикла производства. [c.383] Разъединительные клапаны. Для быстрого отключения установки (или ее частей) с помощью разъединительных клапанов применяется система затопления трубопровода, показанная на рис. У1П-13. При нормальной работе ацетилен по трубопроводу 4 проходит вниз под перегородкой 7. При срабатывании автоматического клапана 2 вода из верхнего резервуара перетекает в нижний и закрывает путь газу. Обычно это устройство применяется в системах низкого давления для трубопроводов большого диаметра. [c.383] Разрывные мембраны. Они не являются средством предупреждения или замедления взрывного и тем более детонационного распада ацетилена, так как скорость распространения ударной волны настолько велика, что мембрана при любой толщине разрывной пластины не успевает сработать. Кроме того, даже если большая часть энергии ударной волны и потеряется при срабатывании мембраны, то за первой волной набегают следующие и распад ацетилена будет продолжаться. Поэтому мембраны находят применение только в сочетании с огнепреградителями. Однако польза разрывных мембран состоит в том, что они, воспринимая на себя основную энергию ударной волны, уменьшают ее воздействие на аппараты или трубопроводы и обеспечивают выход наружу горячих продуктов взрыва. [c.383] Вернуться к основной статье