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精細化工防爆阻火器安裝設置要求 |
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精細化工防爆阻火器安裝設置要求 該阻火器由一種能通過氣體的材料制成，具有小間隙或小通道。它能有效地抵抗火焰，當火焰進入阻火器時，它會被阻攔器的部件堵塞成一個小的火焰流，從而熄滅火焰流，達到防止火災和爆炸的目的。使用阻火器的地方也有一定的規格，只有合理使用阻火器，才能最大限度地發揮阻火器的作用，而且對不同類型點火裝置的使用場所的規定也不一樣。 首先，我想向大家介紹一下空點火器。空阻火器一般安裝在罐車或罐車的空管上，用于防止外部火焰進入罐車或罐車，對設備造成損壞。空置阻火器一般有管端型和普通型兩種，可分為管端型和普通型兩種。管端阻火器是一種防爆阻火器，其一端與大氣相連，頂部裝有控溫風帽和雨帽，以防止灰塵和雨水進入阻火器。普通類型的阻火器通過下游管道與大氣連接。 第二種是管道阻火器，其功能是防止一端的火焰擴散到管道上，因此它安裝在封閉的管道系統中。
精細化工防爆阻火器安裝設置要求阻燃材料和測試要求 防火材料 安裝在阻火器外殼的管端，應采用鑄鐵和鎂含量不超過鑄鋁合金的0.5％，也可根據其他材料的設計要求使用：安裝在管道中的火焰避雷器外殼，或碳鋼焊接，也可根據其他材料的設計要求;防火層核心并安裝在管道中的阻火器核心外殼和芯環應采用不銹鋼;安裝在阻火器核心殼體和核心壓力環的末端，應使用鑄鐵或鑄鋁。 測試要求 阻火器的性能是否能達到預期的效果并發揮防火的作用，就有必要對其防火裝置進行測試。 除具有一定機械強度的防火裝置外，還應通過防爆和燃燒試驗，并應符合試驗標準的要求。爆炸試驗表明，試驗裝置中的可燃氣體在一定距離內點火，阻火器無法防止或熄滅火焰或火花。這個測試叫做火焰測試。在沒有再生條件的情況下進行老化試驗，可燃氣體火焰穿過耐火材料層并繼續燃燒在耐火材料層上。火焰層能承受一定時間的火焰燃燒而不燃燒。這項試驗稱為燃燒試驗。 綜上所述，我們平日生活當中所使用的阻火器的目的，也是必須要具備保證性能和耐燃燒性能的，因此說，阻火器的阻燃性能和耐火性能是識別阻火器的主要方式。而且未經測試的阻火器是不能夠進行使用的。
1、引爆氣體在管道中傳播速度決定選用阻火器的形式 阻火器設置的位置對阻火器選型的影響是指由于火源（點火源）與阻火器之間存在位置的差別（不在同一點上的各種位置）因其距離不同，而造成不同的阻火器的選型。例如在某一部位設置阻火器后，當火源產生時，在該工況（壓力，溫度）下火焰波沿著管道傳到阻火器，由于阻火器與火源之間的管道存在距離（由于管件，閥門，儀表等的存在）會引起爆炸氣體的速度加速。通常當到達阻火器的火焰速度低于聲速（亞聲速）選用阻爆燃型阻火器就可以達到阻火的目的。到達阻火器的火焰速度等于和高于聲速（超聲速），就需要選用阻爆轟型才能達到阻火的目的。 阻爆燃型阻火器與阻爆轟型阻火器的阻火元件結構和尺寸是*不同的，且阻爆轟型阻火器的結構要比阻爆燃型阻火器復雜得多，所以價格也會高很多。所以對于不同的速度值，為達到阻火的目的，可以根據工藝計算取得該介質氣體在管道中的溫度，壓力，流量，以及管道的材質，等級，還有點火源距阻火器的距離。阻火器廠家會根據這些數據選擇最為經濟，合理并且安全的阻火器。 2、壓力降的影響 根據初選的阻火器的型號和管內介質的流量，查閱阻火器產品資料中流量――壓力曲線是否滿足工藝過程的要求。如果壓力降超過工藝要求，就要考慮增大阻火器的直徑，或改變阻火器的型式，來減小壓降。從而達到經濟合理安全的效果。 3、火源距離的影響 在石油化工行業中，阻火器主要是安裝在管道上，但是安裝在管道上的阻火器就需要考慮速度和壓力的影響。因為火焰在充滿可燃氣體管道中的傳播速度隨火焰的傳播有很大的變化。如果點燃充滿可燃氣體的水平管道的一端，火焰首先傳向管壁，然后迅速向還未引燃的氣體傳播，燃燒產生的熱量使得燃燒氣體迅速膨脹，氣體膨脹又導致可燃氣體前端被壓縮，產生“壓升"現象。火焰前端氣體被壓縮，密度增加，燃燒傳播速度加快，燃燒時產生的熱量增多，導致可燃氣體前端更劇烈的“壓升"。使得火焰的傳播速度可以從零加速至聲速甚至超聲速，火焰前端壓力也可增至約 20MPa。 因此，火源點距阻火器的距離對阻火器的選擇有很大的影響，如果阻火器據火源較遠，那么燃燒就有了一定的加速距離，可能會由爆燃轉變為爆轟，火焰前端壓力增加，對阻火元件耐壓能力提出了更為嚴格的要求，因此選擇的阻火器就有可能達不到阻火的目的。有時在相同工況下，僅僅因安裝位置的不同，在阻火器制造強度和阻火時間上就會有很大的差異。因此在選用阻火器時要十分注意安裝位置，應盡可能是阻火器靠近火源點，以降低對阻火器的制造要求，在保證安全的前提下，提高經濟性。 4、彎頭的影響 管道中的彎頭對火焰的傳播起加速作用，這也是以往設計時常被忽略的事項，彎頭的影響會因氣體種類和火源距離而異。當彎頭多于一個時情況就變的復雜起來，需要模擬管線的真實情況，通過實驗重新計算，因此在工藝允許的條件下，應盡量減少火源與阻火器之間的彎頭。
精細化工防爆阻火器安裝設置要求 ②《精細化工企業工程設計防火標準》（GB 51283-2020）規定： 1.采用熱氧化爐等廢氣處理設施處理含揮發性有機物的廢氣時，應設置燃燒室高溫聯鎖保護系統和燃燒室超壓泄爆裝置，宜設置進氣濃度監控與高濃度聯鎖系統、廢氣管路阻火器和泄爆裝置。 2.下列潛在爆炸性環境的非電氣設備應設置阻火器： （1）甲B、乙類可燃液體常壓儲罐，以及液化烴、液化天然氣等低溫儲罐的通氣口或呼吸閥處； （2）焚燒爐、氧化爐等燃燒設備的可燃氣體、蒸氣或燃料氣進口； （3）輸送爆炸性氣體的風機、真空泵、壓縮機等機械設備進、出口； （4）裝卸可燃化學品的槽船、槽罐車的氣體置換/返回管線； （5）沼氣系統、污水處理和垃圾填埋氣系統的中間氣體儲罐的呼吸閥處或其氣體支管接入總管前； （6）加工可燃化學品反應器等并聯設備系統、可燃溶劑回收系統、可燃氣體或蒸氣回收系統、可燃廢氣處理系統的單臺設備或系統的氣體和蒸氣出口，以及集合總管進入可能有點燃源的焚燒爐、氧化爐、活性炭吸附槽等處理設備進口； （7）可能發生失控放熱反應、自燃反應、自分解反應并產生可燃氣體、蒸氣的反應器或容器，至大氣或不耐爆炸壓力的容器的出口； （8）可燃氣體或蒸氣在線分析設備的放空總管。 ③《石油化工企業防火設計標準（2018版）》（GB 50160-2008）規定: 加熱爐燃料氣調節閥前的管道壓力等于或小于0.4MPa（表），且無低壓自動保護儀表時，應在每個燃料氣調節閥與加熱爐之間設置阻火器。 ④《油品裝載系統油氣回收設施設計規范》（GB 50759-2012）規定： 油氣收集支管與鶴管的連接法蘭處應設置阻火器。 ⑤《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SH/T 3007-2014）規定：下列儲罐通向大氣的通氣管或呼吸閥上應安裝阻火器： （1）存甲B、乙、丙A類液體的固定頂儲罐和臥式儲罐； （2）儲存甲B、乙類液體的覆土臥式儲罐； （3）采用氮氣或其他惰性氣體密封保護系統的儲罐； （4）內浮頂儲罐罐頂中央通氣管。 ⑥《阻火器的設置》（HG/T 20570.19-1995）規定： （1）化學油品的閃點小于等于43℃的儲罐，其直接放空管道（含帶有呼吸閥管道）上設置阻火器； （2）儲罐（和槽車）內物料的最高工作溫度大于或等于該物料的閃點時，其直接放空管道（含帶有呼吸閥的放空管道上設置阻火器。最高溫度要考慮到環境溫度變化、日光照射、加熱、管失控等因素； （3）管道阻火器的設置，輸送有可能產生爆燃或爆轟的爆炸性混合氣體的管道（應考慮可能的事故工況），在接收設備的入口處設置管道阻火器； （4）輸送能自行分解爆炸并引起火焰蔓延的氣體物料的管道（如乙快），在接收設備的入口或由試驗確定的阻止爆炸最佳位置上，設置管道阻火器； （5）火炬排放氣進入火炬頭前應設置阻火器或阻火裝置。 ⑦《立式圓筒形鋼制焊接儲罐安全技術規范》（AQ 3053-2015）規定： 下列儲罐應設置阻火器： （1）甲、乙、丙A類油品的固定頂儲罐，其通氣管或呼吸閥上應設阻火器； （2）采用氣體密封的儲罐上經常與大氣相通的管道應設阻火器；當建罐地區月平均氣溫的值低于0 ℃時，呼吸閥和阻火器應有防凍措施；在環境溫度下物料有結晶或自聚可能時，呼吸閥和阻火器應有防結晶或自聚措施。 （3）內浮頂儲罐的罐頂中央通氣孔應加裝阻火器。 ⑧《石油化工石油氣管道阻火器選用檢驗及驗收標準》（SH/T 3413-2019）規定: 當有爆炸性混合物存在的可能且無其他防止火焰傳播的設施時，下列管道系統和容器應設置阻火器： （1）與燃燒器連接的可燃氣體輸送管道； （2）具有爆炸性氣體的儲罐或容器氣相空間的開放式通氣管； （3）甲B、乙類液體儲罐之間氣相連通管道的分支管道，儲罐頂部油氣排放管道的集合管； （4）裝卸設施的油氣排放（或回收）總管及分支管道。 ⑨《壓力管道安全技術監察規程》（TSG D0001-2009）對管道阻火器作出如下規定： 凡有以下情況之一者，一般應當在管道系統的位置設置管道阻火器： （1）輸送有可能產生爆燃或者爆轟的混合氣體管道； （2）輸送能自行分解導致爆炸，并且引起火焰蔓延的氣體管； （3）與明火設備連接的可燃氣體減壓后的管道（特殊情況可設置水封裝置）； （4）進入火炬頭前的排放氣管道。 《壓力管道安全技術監察規程》（TSG D0001-2009）對放空阻火器作出如下規定： 以下放空或者排氣管道上應當設置放空阻火器： （1）閃點低于或者等于43℃，或者物料最高工作壓力高于或者等于物料閃點的儲罐的直接放空管（包括帶有呼吸閥的放空管道）； （2）可燃氣體在線分析設備的放空總管；爆炸危險場所內的內燃發動機的排氣管道。 但這些標準規范對阻火器的選型規定的信息較少，尤其是管道阻火器具體選用阻爆燃型還是阻爆轟型的內容更少。具體選用阻爆燃型還是阻爆轟型，應根據潛在/已知著火點距離阻火器的距離進一步判定，但在實際生產過程中，很難確切預知可能的火焰位置，因此選擇阻爆轟型管道阻火器情況較為常見。
04精細化工防爆阻火器安裝設置要求的選型阻火器的選用步驟為： （1）根據使用場所決定采用放空阻火器還是管道阻火器。 安裝在管道端部或儲罐頂部時應選用管端型阻火器，安裝在封閉的管道系統中，用于防止管道系統未保護側的火焰蔓延到管道系統的被保護側時，應選用管道型阻火器。 （2）確定采用阻爆燃型阻火器還是阻爆轟阻火器。 火焰波在管道內的傳播速度不僅與介質種類、所在管道的溫度、壓力有關外，還與阻火器與點火源之間的距離、安裝位置、阻火器與點火源間的管道形狀有關。從爆燃轉變成爆轟需要經歷爆燃、不穩定爆轟、穩定爆轟三個階段，因此阻火器安裝在爆燃階段時應選用阻爆燃型阻火器，安裝在爆轟階段時應選用阻爆轟型阻火器，通常由試驗或根據經驗來確定。 （3）根據可燃氣體、蒸氣在實際工況條件下的 MESG 值確定阻火元件的通道或縫隙，選擇合適的阻火器。
精細化工防爆阻火器安裝設置要求 阻火元件的通道尺寸是決定阻火器性能的關鍵因素，阻火元件間隙大于介質 MESG 時，阻火器將無法發揮阻止火焰傳播的作用。不同氣體具有不同的MESG值，而MESG是實驗室的測試結果。其中，純組分可燃氣體、蒸氣MESG的測試值參見《爆炸性環境第20-1部分：氣體和蒸汽物質特性分級一試驗方法和數據》IEC60079-20-1：2010。 多組分可燃氣體、蒸氣混合物MESG可按下列方法確定：咨詢有資質的機構，或委托測試；采用危險性最高組分的最小MESG作為多組分混合物的MESG；應用經驗式計算，如《爆炸危險環境電力裝置設計規范》（GB50058-2014）條文說明第5.2.3條引用的《易燃液體、氣體或蒸汽的分類和化工生產區電氣裝置設計》NFPA497-2008附件B的估算方法。根據MESG值，最終確定選用哪種型號的阻火器，如適用氫氣的應選用爆炸組別為IIC型阻火器。除了參考MESG值選型，還要注意安裝位置、工藝狀況、燃燒時間等因素，阻火器選型正確是保障生產設施和人身安全的第一步。
05精細化工防爆阻火器安裝設置要求的安裝要求 對阻火器的安裝要求，來看看標準規范是如何規定的。《阻火器的設置》（HG/T 20570.19-1995）中對安裝方向作出了規定：安裝管道阻爆轟阻火器時，要注意其爆轟波吸收器應朝向有可能產生爆轟的方向，否則將失去阻爆轟的作用。《石油化工金屬管道布置設計規范》（SH/T 3012-2011）對安裝位置作出了規定：（1）氫氣放空管上的阻火器應靠近放空口端部布置。（2）加熱爐燃料氣主管上的管道阻火器應靠近加熱爐布置，并便于檢修，管道阻火器與燃燒器距離不宜大于12m。（3）儲罐用的阻火器應直接安裝在儲罐頂的管口上。（4）常壓放空排氣管道的阻火器宜設布置在排氣管道的末端。 《石油化工石油氣管道阻火器選用檢驗及驗收標準》（SH/T 3413-2019）第6.2.12條規定阻火器應安裝在接近點火源的位置。該文件也對阻火器的連接方式進行了規定，第6.2.17條規定：安裝于管道中的阻火器，通常采用法蘭連接。《阻火器的設置》（HG/T 20570.19-1995）第5.0.4條規定：阻火器與管道的連接一般為法蘭連接，小直徑的管道采用螺紋連接。《壓力管道安全技術監察規程》（TSG D0001-2009）對阻火器安裝，提出了如下要求：
(1) 管端型放空阻火器的放空端安裝防雨帽； (2) 工藝物料含有顆粒或者其他會使阻火元件堵塞的物質時，在阻火器進、出口安裝壓力表，監控阻火器的壓力； (3) 工藝物料含有水汽或者其他凝固點高于0℃的蒸汽(如醋酸蒸汽等)，有可能發生凍結的情況，阻火器設置防凍或者解凍措施，如電伴熱、蒸汽盤管或者夾套和定期蒸汽吹掃等，對于水封型阻火器，可以采用連續流動水或者加防凍劑的方法防凍； (4) 阻火器不得靠近爐子和加熱設備，除非阻火元件溫度升高不會影響其阻火性能； (5) 單向阻火器安裝時，阻火側朝向潛在點火源。 此外，阻火器安裝時要查看制造商提供的使用說明書，遵照說明書介質流向和安裝方向的限制要求。一般情況是，穩定燃燒的阻火器要避免介質垂直向下流動，且潛在點火源位于阻火層下方的情況。總之，安裝位置不對，阻火器就起不到安全設施的作用；安裝方向不對，將會失去阻爆轟的作用。
06精細化工防爆阻火器安裝設置要求的定期檢查、維護保養 阻火器為安全設施，應當定期檢查、維護保養，確保正常使用。 1. 使用單位應制定定期檢查（檢修）周期及定期檢查（檢修）內容（包括質量標準）。 2. 定期檢查火芯表面是否清潔，有無阻塞、變形、腐蝕、冰凍等現象。在冬季或者寒冷地區，阻火器可能由于凍結會阻塞阻火器，因此應配有防凍或解凍措施，如電伴、蒸汽盤管、夾套加熱和定期蒸汽吹掃等。被堵塞的阻火層應清洗干凈，保證每個孔眼暢通，對于變形或腐蝕的阻火層應更及時更換。 3. 清洗阻火器的芯件時，不能采用鋒利的硬件刷洗，一定要采用高壓蒸汽或者非腐蝕性溶劑等吹掃;最后，在重新安裝阻火器時，必須要確保密封面已經清洗、不漏氣且沒有損傷后，還要及時更換墊片。 4.檢查密封墊功能是否良好，有無腐蝕漏氣現象。 5.放空阻火器的放空端頭應安裝防風雨帽，以防灰塵和雨水進入阻火元件中。 6. 在阻火器的明顯部位應性標出介質流動方向。
精細化工防爆阻火器安裝設置要求選用原則： (1)所選用阻火器的安全阻火速度應大于安裝位置可能達到的火焰傳播速度。 (2)與燃燒器連接的可燃氣體輸送管道在無其他防回火設施時應設置阻火器：①阻止以亞音速傳播的火焰,應使用阻爆燃型阻火器，其安裝位置宜靠近火源； ②阻止以音速或超音速傳播的火焰，應使用阻爆轟型阻火器，要注意其爆轟波吸收器應朝有可能產生爆轟的方向，否則將失去阻爆轟的作用。 (3)在寒冷地帶使用阻火器，應選用部分或整體帶加熱套的殼體，也可采用其它伴熱方式。 (4)在特殊情況下，可根據需要選用設有沖洗管、壓力計和排污口等接口的阻火器。 (5)安裝于管端的阻火器，當管道公稱直徑小于DN50時宜采用螺紋連接；當管道公稱直徑大于DN50時宜采用法蘭連接。 (6)安裝于管道中的阻火器宜采用法蘭連接。 (7)安裝于管端的阻火器應帶有可自動開啟的防雨通風罩。 (8)儲罐之間的氣相連通管道各支管上的阻火器應選阻爆轟型阻火器。 (9)儲罐頂部的油氣排放管道應在與罐頂的連接處選用阻爆轟型阻火器。 (10)儲罐頂部保護性氣體及油氣排放管道的集合管上應選阻爆轟型阻火器。緊急放空管道應設置阻爆燃型阻火器。 (11)裝卸設施的油氣排放或回收總管與各支線的氣相管道之間應設置阻爆轟型阻火器。 (12)可燃氣體放空管道在接入火炬前若設置阻火器時，應設置阻爆轟型阻火器。 (13)阻火器的材質選用應滿足以下要求： ①安裝于管端的阻火器殼體應采用鑄鐵和含鎂量不大于0.5%的鑄鋁合金，也可按設計要求采用其它材料； ②安裝于管道中的阻火器殼體應采用鑄鐵或碳鋼焊接，也可按設計要求采用其它材料； ③阻火層芯件和安裝于管道中的阻火器芯殼及芯件壓環應選用不銹鋼； ④安裝于管端的阻火器芯殼及芯件壓環應采用鑄鐵或鑄鋁。 |
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