Особенности использования на газовых и жидкостных линиях

Жидкостные огнепреградители (гидрозатворы) применяют в основном для защиты ацетиленовых генераторов от взрывов при газоплазменной обработке металлов, а также в производстве ацетилена. Локализация пламени ацетиленовоздушной, а особенно ацетиленокислородной смеси с использованием сухих огнепреградителей представляет большие технические трудности, и в то же время эта задача относительно просто решается при применении гидрозатворов. Простота конструкции и высокая надежность гидрозатворов позволяет эффективно использовать их для защиты и другого оборудования, содержащего взрывоопасные газы, в том числе способные образовать быстрогорящие смеси.

Принцип действия гидрозатвора состоит в разделении сплошного газового потока на серию газовых пузырьков в жидкости, через которую пламя распространяться не может. Вследствие недостаточной изученности процесса распространения пламени через цепь газовых пузырьков, а также условий воспламенения при адиабатическом сжатии пузырьков горючей смеси в жидкости до настоящего времени еще не разработаны достаточно надежные методы расчета гидрозатворов, поэтому эффективность задержания пламени должна определяться из опыта. Различают гидрозатворы открытого типа, пространство над поверхностью запирающей жидкости которых сообщается с атмосферой, и закрытого типа, предназначенные для работы под избыточным давлением.

Принципиальная схема гидравлического затвора на газовой линии низкого давления показана на
рис. 8.7. Горящая смесь, проходя через слой жидкости (чаще всего воду), интенсивно охлаждается, пламя гаснет.

На линиях высокого давления используют гидравлические затворы со сравнительно невысоким слоем запорной жидкости, но оборудованные (в отличие от гидрозатворов низкого давления) обратным и мембранным предохранительными клапанами (рис. 8.8).

Когда затвор не работает, обратный клапан закрывает подводящую линию, препятствуя попаданию в нее запорной жидкости. При работе клапан открывается, и газ, барботируя через слой жидкости, направляется к потребителю.

При работе в зимнее время гидрозатворы следует размещать в отапливаемых помещениях, а если это невозможно сделать, следует использовать в качестве запорной жидкости, например, раствор этиленгликоля или глицерина в воде.

Как уже отмечалось, теории локализации пламени гидрозатворами не существует. Однако достоверно известно, что эффективность их работы тем выше, чем мельче газовые пузырьки при всех прочих равных условиях. Поэтому почти все гидрозатворы конструируют таким образом, чтобы предельно уменьшить размер газовых пузырьков. Для получения пузырьков, значительно более мелких, чем позволяют получить все описанные устройства, предложено в жидкость добавлять диспергированный парамагнетик и воздействовать на него переменным магнитным полем. Взвешенные в
жидкости частицы парамагнетика в переменном магнитном поле приходят в
интенсивное движение, воздействуют на пузырьки и дробят их. Изменяя концентрацию частиц и параметры магнитного поля, можно в больших пределах изменять размер пузырьков.

К гидрозатворам любых типов предъявляют следующие основные требования:

- затвор должен надежно задерживать распространение взрывной волны, обеспечивая при этом полное перекрытие газоподводящей линии. Для повышения надежности гидрозатвора необходимо исключить возможность образования сплошных газовых потоков, по которым пламя может проникнуть в газоподводящую линию;

- унос жидкости в виде брызг при нормальной работе должен быть минимальным, так как при снижении уровня жидкости эффективность гидрозатвора резко снижается. При газопламенной обработке металла попадание воды в шланги и горелку приводит, кроме того, к перебоям в подаче газа и ухудшает тепловые и восстановительные свойства пламени. В любом случае, даже при полном улавливании брызг, газы, проходящие через гидрозатвор, увлажняются, и с этим постоянно необходимо считаться;

- гидрозатвор должен иметь систему поддержания постоянного уров-ня жидкости в нем. В противном случае уровень жидкости должен постоянно контролироваться и поддерживаться в процессе обслуживания;

- гидравлическое сопротивление затворов должно быть минимальным для снижения затрат энергии на транспортирование газа;

- если гидрозатвор при срабатывании не обеспечивает достаточно продолжительного прекращения подачи газа, то на поверхности жидкости может возникнуть постоянный очаг пламени, который, как и в случае сухих огнепреградителей, может привести к проскоку пламени. Возможность стабилизации горения на поверхности жидкости гидрозатвора должна быть исключена.