Flammensperre

Abmessungen der Flammensperre

Explosionsgruppe für Flammendurchschlagsicherungen

Flammendurchschlagsicherungen werden anhand ihrer Fähigkeit zum Umgang mit verschiedenen Arten brennbarer Gase und Dämpfe, die nach ihrem Explosionsrisiko gruppiert werden, kategorisiert und spezifiziert. Diese Gruppen werden als Explosionsgruppen bezeichnet und spielen eine entscheidende Rolle bei der Auswahl und Konstruktion von Flammendurchschlagsicherungen, um einen sicheren Betrieb in bestimmten Umgebungen zu gewährleisten. Die Explosionsgruppenklassifizierung hilft bei der Bestimmung der geeigneten Flammensperrkonstruktion, die eine Flamme einer bestimmten Art von brennbarem Stoff effektiv löschen und stoppen kann.

Referenzdaten der Explosionsgruppe

① Basierend auf ISO 16852 Explosionsgruppe IIA1
② Der Maximum Experimental Safe Gap (MESG) ist definiert als der größte Abstand zwischen zwei angrenzenden Abschnitten der Innenkammern in einem Testgerät. Dieser Spalt verhindert die Zündung eines externen Gasgemisches, wenn das interne Gasgemisch unter bestimmten Bedingungen gezündet wird, und zwar über eine Verbindungslänge von 25 mm für jede Konzentration des getesteten Gases oder Dampfes in der Luft. Der MESG ist ein entscheidendes Merkmal des spezifischen zu testenden Gasgemisches, wie in der Norm EN 1127-1:2011 dargelegt.

Auswahl der Explosionsgruppe IIA (D) (*Stoffe der Explosionsgruppe I)

Auswahl der Explosionsgruppe IIB1-IIB (C)

Auswahl der Explosionsgruppe IIC (B)

Anforderungen an Flammendurchschlagsicherungen

#3 Korrosionsbeständigkeit

• Salzsprühkorrosionsbeständigkeit:

  The salt spray corrosion test should be conducted using the method specified in Test 3, and the flame arrester core should not show obvious corrosion damage. After the test, the flame arrester's explosion-proof functionality should be tested as specified in Test 6 and should be able to prevent fire. Flame arresters with a stainless steel core are exempt from this requirement.

• Schwefeldioxid-Korrosionsbeständigkeit:

  The salt spray corrosion test should be conducted using the method specified in Test 4, and the flame arrester core should not show obvious corrosion damage. After the test, the flame arrester's explosion-proof functionality should be tested as specified in Test 6 and should be able to prevent fire. Flame arresters with a stainless steel core are exempt from this requirement.

#4 Stärke

Die Festigkeitsprüfung des Flammensperrgehäuses sollte gemäß der in Test 5 angegebenen Methode durchgeführt werden und das Gehäuse darf keine Undichtigkeiten, Risse oder dauerhafte Verformungen aufweisen.

#5 Explosionsgeschützte Leistung

Führen Sie 13 Explosionsschutztests gemäß der in Test 6 angegebenen Methode innerhalb von höchstens 3 Tagen durch, und die Flammensperre sollte jedes Mal in der Lage sein, einen Brand zu verhindern.

#6 Verbrennungsresistenz

Führen Sie den Brennwiderstandstest gemäß der in Test 7 angegebenen Methode durch. Die Flammensperre sollte einem Brennvorgang von einer Stunde standhalten, ohne dass während des Tests eine Rückzündung auftritt.

#7 Verbindungstyp

Der Anschlusstyp der Flammensperre sollte ein Flanschanschluss sein, der GB/T 9112 oder anderen vom Kunden geforderten spezifischen Standards entspricht. Der explosionssichere Verbindungsflächenspalt an den verbundenen Teilen des Flammensperrgehäuses sollte den Anforderungen von GB 3836.2 oder anderen spezifischen Standards entsprechen, die der Kunde benötigt.

#8 Druckverlust und Entlüftungskapazität

Der Flüssigkeitsdruckverlust der Flammensperre sollte die in Tabelle 1 aufgeführten Spezifikationen nicht überschreiten. Die Entlüftungskapazität sollte nicht unter den Daten in Tabelle 2 liegen.

Prüfnorm für Flammensperrventile

Test-Bedingungen

Sofern nicht anders angegeben, sollten die in diesem Kapitel beschriebenen Tests unter normalen atmosphärischen Bedingungen durchgeführt werden, die wie folgt definiert sind:

a) Umgebungstemperatur: 15 °C bis 35 °C;

b) Relative Luftfeuchtigkeit: 45 % bis 75 %;

Test 6: Explosionsunterdrückungstest

Test 7: Brennwiderstandstest

Test 8: Druckverlust- und Entlüftungskapazitätstest

1. Gerät testen

Beim Druckverlust- und Belüftungskapazitätstest wird ein Ventilator als Luftquelle verwendet, wie in Abbildung 3 dargestellt. Der Innendurchmesser d des Prüfrohrs sollte dem Nenndurchmesser der Flammensperre entsprechen und die Innenwandoberfläche sollte glatt und eben sein. Alle Verbindungen im System müssen leckagefrei sein.

Abbildung 3. Gerät zum Testen von Druckverlust und Entlüftungskapazität

2. Einlassspezifikationen:

Das Einlassende darf innerhalb eines Abstands von 1,5 d von der Mitte des Prüfrohrs (Innendurchmesser) frei von Hindernissen sein $D$).

3. Druckmessung:

Bohren Sie vier gleichmäßig verteilte Druckmesslöcher mit Durchmessern von ø2 mm bis ø3 mm um den Umfang des gleichen Querschnitts des Testrohrs, senkrecht zur Rohrwand. Die Umgebung dieser Löcher sollte glatt und gratfrei sein. Zur leichteren Verbindung kurze Rohre an den statischen Drucklöchern an die Außenwand schweißen; Der Innendurchmesser dieser kurzen Rohre sollte mindestens doppelt so groß sein wie der Durchmesser der Messlöcher. Schließen Sie jedes der vier statischen Drucklöcher einzeln an ein Druckmessgerät an. Das arithmetische Mittel der vier Messwerte des statischen Drucks ist der durchschnittliche statische Druck an diesem Querschnitt.

4. Kollektorspezifikationen:

Der Kollektor kann entweder bogenförmig oder hammerförmig sein, mit den in Abbildung 4 gezeigten Abmessungen und Formen. Die Innenwandoberfläche muss glatt sein und eine Oberflächenrauheit aufweisen $RA$ Der Wert darf 3,2 µm nicht überschreiten.

Abbildung 4. Die Abmessungen des Kollektors

5. Strömungsgleichrichter:

Die Abmessungen der Einlass- und Auslass-Strömungsgleichrichter sind in Abbildung 5 dargestellt. Die Dicke der Leitbleche in den Strömungsgleichrichtern sollte betragen$D=0.012D\sim 0.015D$, und der Abstand zwischen den Leitblechen im Auslass-Strömungsgleichrichter sollte sein $B=0.08D\sim 0.75D$.

Abbildung 5. Abmessungen von Einlass-Strömungsgleichrichtern und Auslass-Strömungsgleichrichtern

6. Druckmessgeräte:

Verwenden Sie U-förmige Manometer mit einheitlichem Innendurchmesser, typischerweise 6 mm bis 10 mm, und einer Länge, die vom zu messenden Druck abhängt.

7. Vorbereitung zum Testen:

Reinigen Sie den Kern der Flammensperre, bevor Sie ihn zum Testen in die Flammensperre einbauen. Das Prüfmedium sollte am Einlassende der Flammensperre eintreten.

8. Testbedingungen:

Der absolute Druck der als Prüfmedium verwendeten Luft sollte 0,1 MPa betragen, bei einer Temperatur von 20 °C, einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % und einer Dichte von 1,2 kg/m³. Bei abweichenden Luftverhältnissen diese in diesen Zustand umwandeln.

9. Messung des Luftzustands:

Messen Sie den Luftzustand in der Nähe des Einlasses mit einem Manometer, einem Thermometer und einem Trocken-Nass-Kugelthermometer.

10. Durchführung des Tests:

Starten Sie den Motor, um den Ventilator anzutreiben, und stellen Sie das Ventil ein, um die Durchflussmenge zu regulieren. Sobald sich der Flüssigkeitsstand im Manometer stabilisiert hat, notieren Sie die Messwerte (Δℎ2, Δℎ3DH2​,DH3​) einmal pro Minute, insgesamt dreimal, und bilden Sie den Durchschnittswert. Berechnen Sie den Druckverlust mithilfe der Formel (1) und stellen Sie sicher, dass die Ergebnisse den Anforderungen von Tabelle 1 entsprechen. Druckverlust der Flammensperre.

Wo:

• $$DP\text{ist der Druckverlust in Pascal (Pa);}$$
• DH2 ​ist die Druckdifferenz zwischen den Segmenten a und a1 in Pascal (Pa);
• DH3 ​ist die Druckdifferenz zwischen den Segmenten a und a2 in Pascal (Pa).

11. Berechnung der Belüftungskapazität:

Notieren Sie den stabilen Messwert des Manometers am Punkt e (DH1​) einmal pro Minute, insgesamt dreimal, und bilden Sie den Durchschnittswert. Berechnen Sie die Belüftungskapazität mithilfe der Formel (2) und stellen Sie sicher, dass die Ergebnisse den Anforderungen von Tabelle 2 entsprechen. Entlüftungskapazität der Flammensperre.

Wo:

• $$Q\text{ist die Lüftungsleistung in Kubikmetern pro Sekunde (m³/s)};$$
• F ist die Querschnittsfläche des Prüfrohrs in Quadratmetern (m²);
• ∅ ist der Kollektorkoeffizient (0,98 für konisch, 0,99 für bogenförmig);
• DH1 ​ist das Vakuum am Punkt e in Pascal (Pa);
• R ist die Dichte der Umgebungsluft in Kilogramm pro Kubikmeter (kg/m³).

Material des Flammensperrelements

Aufgrund seines hohen Schmelzpunkts, seiner hervorragenden Wärmeleitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und strukturellen Stabilität bei hohen Temperaturen werden Flammensperrelemente typischerweise aus Edelstahl hergestellt. Edelstahl sorgt dafür, dass die Flammensperre auch intensiven Bedingungen standhält, ohne sich zu verformen. Im Gegensatz dazu neigen Materialien wie Aluminium oder Kupfer trotz ihres geringen Gewichts zu Verformungen und sogar zum Versagen unter starkem Rückschlagdruck, was ihre Wirksamkeit beim Eindämmen von Flammen beeinträchtigt.

Entscheidend ist die Wechselwirkung zwischen Flammensperrelement und Flamme. Eine größere Kontaktfläche ermöglicht einen effizienteren Wärmeaustausch und verbessert die Feuerhemmfähigkeit des Ableiters. Die Optimierung der Abmessungen der dreieckigen Einheiten und der Kanäle innerhalb des Ableiters ist von entscheidender Bedeutung:

• Kleinere dreieckige Einheiten und längere Kanäle erhöhen die Kühleffizienz und löschen die Flamme effektiv.
• Anpassen der Höhe H Die Größe der Dreieckseinheiten beeinflusst die Länge l der Kanäle. Ein kleiner H Bei zu kurzer Länge kann sich die Kanallänge verringern und möglicherweise der Gasströmungswiderstand erhöhen l may diminish the flame arrestor's capability to quench flames.

Leistungsüberlegungen zum Flammensperrnetz

Warum eine Flammensperre erforderlich ist

Flammendurchschlagsicherungen sind wesentliche Sicherheitsvorrichtungen zum Schutz von Lagertanks, Behältern und Prozessanlagen, die mit brennbaren Gasen oder Dämpfen umgehen. Sie sind besonders wichtig in Situationen, in denen die Gefahr eines Brandes oder einer Explosion besteht. Hier sind die Hauptgründe, warum Flammensperren erforderlich sind.

A. Erhöhte Sicherheit für Entlüftungssysteme

• Entlüftungsöffnungen sind für den sicheren Betrieb von Lagertanks und Behältern von entscheidender Bedeutung und sorgen für die notwendige Belüftung, um sowohl normale als auch Notfallszenarien zu bewältigen. Gemäß den Richtlinien von API 2000/ISO 28300 erleichtern Entlüftungen die unabhängige Belüftung von Behältern und gewährleisten so die Sicherheit unter verschiedenen Betriebsbedingungen. In diese Systeme sind Flammensperren integriert, um zu verhindern, dass Flammen durch das Entlüftungssystem in ein Schiff eindringen, was zu einer katastrophalen Explosion oder einem Brand führen könnte.

B. Leistung und Effizienz

• YeeValve-Entlüftungen sind mit gewichtsbelasteten Ventilscheiben ausgestattet, die den vollen Ventilhub erreichen, sobald der Druck 10 % über dem eingestellten Druck liegt. Dieses Design ermöglicht eine schnelle Druckentlastung, maximiert die Leistung und minimiert Produktverluste. Der Einbau von Flammendurchschlagsicherungen in diese Systeme erhöht diese Effizienz, indem er die Sicherheit gewährleistet, ohne die Entlüftungsfunktion zu beeinträchtigen.

C. Haltbarkeit und Zuverlässigkeit

• Diese Entlüftungen bestehen aus korrosionsbeständigen Materialien wie Standardventilsitzen, -scheiben und -spindeln und sind auf Langlebigkeit ausgelegt. Darüber hinaus verfügen sie über hochwertige Dichtungstechnologien, darunter eine Metallfolie und ein Luftpolster, um Leckraten zu minimieren. Diese Haltbarkeit ist besonders in explosionsgefährdeten Atmosphären von Vorteil, in denen die Integrität des Entlüftungssystems von entscheidender Bedeutung ist. Durch den Einsatz von Flammendurchschlagsicherungen wird zudem sichergestellt, dass diese Systeme die Entzündung brennbarer Gemische auch bei hohen Ansprechdrücken zuverlässig verhindern können.

D. Zertifizierte Sicherheit

• Die Entlüftungsöffnungen, insbesondere solche, die mit Flammensperrelementen ausgestattet sind, werden strengen Tests und Zertifizierungen unterzogen, um sicherzustellen, dass sie den Sicherheitsstandards entsprechen. Gemäß der EG-Richtlinie 94/9/EG sind diese Systeme nicht nur auf ihre Eignung zum Umgang mit brennbaren Gemischen geprüft, sondern auch als Sicherheitssysteme zertifiziert. Dies bedeutet, dass sie für ihre Fähigkeit bekannt sind, die Flammenausbreitung zu stoppen und so die Ausrüstung und das Personal vor potenziellen Gefahren zu schützen.

e. Integrierte Sicherheitslösungen

• Durch die Integration einer Flammensperre in die Entlüftung werden die Vorteile beider Systeme in einem einzigen, kompakten Gerät vereint. Diese Integration vereinfacht nicht nur das Gesamtsystemdesign, sondern verbessert auch die Sicherheitsfunktionen, indem sichergestellt wird, dass alle Flammen oder Funken, die beim Ablassen brennbarer Gase entstehen könnten, effektiv eingedämmt und gelöscht werden.

Wo sind Flammensperren erforderlich?

Flammensperren sind wichtige Sicherheitsvorrichtungen, die in verschiedenen Branchen eingesetzt werden, um die Ausbreitung von Flammen zu verhindern und einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Ihre Hauptfunktion besteht darin, die Ausbreitung von Flammen durch brennbare Gas- oder Dampfgemische zu verhindern und so das Risiko von Explosionen und Bränden zu verringern. Hier sind einige Schlüsselbereiche, in denen Flammendurchschlagsicherungen häufig eingesetzt werden.

1. Lagertanks – Diesel- und Kraftstofflagertanks:

• Flammensperren werden an Entlüftungsöffnungen von Diesel- und anderen Kraftstofftanks installiert, um zu verhindern, dass externe Zündquellen die brennbaren Dämpfe im Tank entzünden.
• Sie werden auch verwendet, um im Falle einer inneren Entzündung die Ausbreitung von Flammen in den Tank zu verhindern.

2. Chemische Verarbeitungsanlagen – Reaktorentlüftungs- und Entlastungssysteme:

• Wird zum Schutz chemischer Reaktoren und Entlastungssysteme verwendet, indem verhindert wird, dass externe Flammen die flüchtigen Gase im System entzünden.
• Sorgen Sie für eine sichere Entlüftung von Gasen bei Nothilfeszenarien.

3. Öl- und Gasindustrie

• Pipeline-Schutz:
  • Wird an Rohrleitungen installiert, die brennbare Gase oder Flüssigkeiten transportieren, um die Ausbreitung von Flammen entlang der Rohrleitung zu verhindern.
  • Unverzichtbar für Offshore-Plattformen und Raffinerien, wo das Risiko von Gaslecks und Explosionen hoch ist.
• Lagerung und Transport:
  • Flammendurchschlagsicherungen werden in Lagertanks, Tankwagen und Eisenbahnwaggons eingesetzt, um Explosionen bei der Lagerung und dem Transport von brennbaren Flüssigkeiten und Gasen zu verhindern.

4. Pharmazeutische Industrie – Lösungsmittelrückgewinnungssysteme:

• Wird in Systemen zur Rückgewinnung brennbarer Lösungsmittel verwendet, um die Ausbreitung von Flammen durch Rohrleitungen und Geräte zu verhindern.
• Schützt die Ausrüstung und die Umgebung vor potenziellen Brandgefahren.

5. Abfallbehandlungsanlagen

• Biogasanlagen:
  • Wird auf Biogas-Fermentern und Lagertanks installiert, um das Eindringen von Flammen in das System zu verhindern und so den sicheren Umgang mit Biogas zu gewährleisten.
  • Wird zum Schutz der gesamten Biogasverarbeitungs- und Speicherinfrastruktur eingesetzt.
• Deponiegassysteme:
  • Wird in Deponiegasabsaugsystemen verwendet, um zu verhindern, dass Flammen zurück in die Deponie gelangen, was zu Bränden oder Explosionen führen könnte.

6. Marineanwendungen – Marinekraftstofftanks:

• Wird an den Entlüftungsöffnungen von Schiffskraftstofftanks installiert, um die Entzündung brennbarer Dämpfe zu verhindern und so die Sicherheit von Schiffen und Offshore-Plattformen zu gewährleisten.
• Unverzichtbar für die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften im Seeverkehr.

7. Stromerzeugung – Generator-Kraftstoffsysteme:

• Wird in den Kraftstoffversorgungssystemen von Stromgeneratoren verwendet, um die Entzündung brennbarer Dämpfe zu verhindern und einen kontinuierlichen sicheren Betrieb zu gewährleisten.
• Schützt sowohl die Generatorausrüstung als auch die umliegende Infrastruktur.

8. Industrielle Fertigung – Lackier- und Beschichtungsanlagen:

• Wird in Einrichtungen verwendet, in denen brennbare Lösungsmittel und Beschichtungen verwendet werden, um Brände und Explosionen zu verhindern.
• Unverzichtbar für Spritzkabinen und Trockenöfen, in denen sich Lösungsmitteldämpfe ansammeln können.