石油化工石油氣管道阻火器選用分析

【資料簡介】

石油化工石油氣管道阻火器選用分析

這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)阻火器的選型規(guī)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(nèi)容更少。具體選用阻爆燃型還是阻爆轟型，應(yīng)根據(jù)潛在或已知著火點(diǎn)距離阻火器的距離進(jìn)一步判定，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，很難確切預(yù)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。是用來阻止、液體的火焰蔓延和防止回火而引起爆炸，從而保證儲(chǔ)罐的安全。這類阻火器內(nèi)的阻火層常用不銹鋼帶或銅鎳合金材料壓制而成的波紋狀，波紋的大小由氣體性質(zhì)和阻止火焰速度決定。它的功能是允許易燃易爆氣體通過，對(duì)火焰有阻止窒息作用。阻火器是一種消防設(shè)備，通常用于防止火災(zāi)在管道系統(tǒng)中傳播。阻火器可以對(duì)管道中的油、氣等易燃介質(zhì)進(jìn)行控制，使其不會(huì)因?yàn)楣艿纼?nèi)部壓力變化而導(dǎo)致著火。阻火器也是一種重要的安全設(shè)備，廣泛應(yīng)用于油氣行業(yè)、化工行業(yè)、航空航天行業(yè)等領(lǐng)域。

二、石油化工石油氣管道阻火器選用分析的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

阻火器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是指對(duì)阻火器性能、材料、結(jié)構(gòu)等方面的要求。目前國內(nèi)外對(duì)阻火器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有多個(gè)，其中較為重要的有以下幾個(gè)：

1.美國API標(biāo)準(zhǔn)：API是國際石油工業(yè)協(xié)會(huì)的縮寫，該協(xié)會(huì)推出的API標(biāo)準(zhǔn)對(duì)阻火器的材料、結(jié)構(gòu)、性能等方面進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。

2.歐洲標(biāo)準(zhǔn)：歐洲標(biāo)準(zhǔn)對(duì)阻火器的性能、材料、結(jié)構(gòu)等方面的要求與API標(biāo)準(zhǔn)類似，但在細(xì)節(jié)方面有所不同。

3.中國防爆電器標(biāo)準(zhǔn)：中國國內(nèi)對(duì)阻火器也有一套標(biāo)準(zhǔn)，其中對(duì)阻火器的使用環(huán)境、防爆性能等方面進(jìn)行了規(guī)定。

以上標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)阻火器的性能、材料、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，從而保證阻火器的可靠性和安全性。

三、石油化工石油氣管道阻火器選用分析的技術(shù)要求

阻火器的技術(shù)要求主要包括以下幾個(gè)方面：

1. 阻火器的材料要求：阻火器的材料應(yīng)具有一定的防腐、耐磨、耐壓等性能，同時(shí)還應(yīng)具有一定的防爆性能。

2. 阻火器的結(jié)構(gòu)要求：阻火器的結(jié)構(gòu)應(yīng)合理，能夠有效地防止火災(zāi)在管道中傳播。

3. 阻火器的性能要求：阻火器應(yīng)具有可靠的阻火性能，具體性能指標(biāo)包括靈敏度、響應(yīng)時(shí)間、阻力等。

4. 阻火器的安裝要求：阻火器應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行正確安裝，并在安裝后進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)。

通過以上技術(shù)要求，可以保證阻火器在實(shí)際使用中能夠發(fā)揮出預(yù)期的效果，提高消防安全的水平。

1.石油化工石油氣管道阻火器選用分析阻火器的分類

1.1.阻火器按阻火性能可劃分為爆燃型、穩(wěn)定爆轟型、非穩(wěn)定爆轟型。

1.2.阻火元件的結(jié)構(gòu)形式可分為波紋板式、平行板式、多孔板式、金屬絲網(wǎng)式和填料式。

1.3.阻火器按最大試驗(yàn)安全間隙（MESG）測(cè)試氣體爆炸組級(jí)別應(yīng)分為：

(1)適用于ⅡA1級(jí)（MESG≥1.14mm）氣體阻火器；

(2)適用于Ⅱ（MESG>0.9mm）氣體阻火器；

(3)適用于ⅡB1級(jí)（MESG≥0.85mm）氣體阻火器；

(4)適用于IⅡB2級(jí)（MESG≥0.75mm）氣體阻火器；

(5)適用于ⅡB3級(jí)（MESG≥0.65mm）氣體阻火器；

(6)適用于ⅡB級(jí)（MESG≥0.5mm）氣體阻火器；

(7)適用于ⅡC級(jí)（MESG<0.5mm）氣體阻火器。

2.石油化工石油氣管道阻火器選用分析的選用

管道中使用的阻火器類型，可以是爆燃型也可以是爆轟型，確定選用哪種類型阻火器的主要因素，取決于是否明確預(yù)知點(diǎn)火源的確切位置。ISO16852中，按最大試驗(yàn)安全間隙（MESG）測(cè)試氣體爆炸組別混合氣體的火焰在管道中理想加速過程見圖1，圖1是純理論的估算結(jié)果（即火源和阻火器之間無彎曲、無擾流障礙），對(duì)于ⅡA1、IⅡA、IⅡB1、IIB2和ⅡB3氣體組別，當(dāng)Lu/D≤50時(shí)是爆燃區(qū)間，對(duì)ⅡB和ⅡC氣體組別，當(dāng)Lu/D≤30時(shí)是爆燃區(qū)間，可以使用爆燃型；但實(shí)際的管道系統(tǒng)不等同于理論假設(shè)，因此制造商需提供設(shè)計(jì)和測(cè)試限定的距離要求，以確保安全；在實(shí)際工程中，往往很難確切預(yù)知可能的火焰位置，因此安裝在管道中的阻火器通常選用爆轟阻火器。

波紋形式

一種是由兩個(gè)方向折成的波紋型的薄板材料組成，波紋之間分隔成許多小的孔隙和通道，給火焰提供了一條曲曲折折的通道。另一種由波紋薄板和平板交替纏繞在中心軸上，組成一疊帶有三角形孔隙阻火層，這種結(jié)構(gòu)的阻火層可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要生產(chǎn)不同直徑、不同厚度和不同孔隙的波紋阻火層。波紋結(jié)構(gòu)阻火器經(jīng)測(cè)試證明，阻火性能好，使用范圍廣，制造成本低，易于檢查和安裝等優(yōu)點(diǎn)，所以這種結(jié)構(gòu)的阻火器已被廣泛使用。儲(chǔ)罐阻火器阻火層由幾層阻火層組成一個(gè)一個(gè)整體，但層與層之間不允許留有空隙，以防止火焰由間隙通過。

實(shí)驗(yàn)方法

該阻火器徑聯(lián)合測(cè)試，其性能符合GB13347-92《石油氣管道阻火體器阻火性能和實(shí)驗(yàn)方法》的規(guī)定.阻火器連續(xù)13次以亞音速火焰試驗(yàn)，每次都能阻止火焰的通過，可滿足各種不同工藝管道的需要.

石油化工石油氣管道阻火器選用分析標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

1、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB13347-92《石油氣體管道阻火器阻火性能和試驗(yàn)方法》、
2、SH/T3413-99《石油化工石油氣管道阻火器選用、檢驗(yàn)及驗(yàn)收》、
3、HG/T20570.19-95《阻火器的設(shè)置》。 

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1、該阻火器結(jié)構(gòu)合理，重量輕，耐腐蝕，阻爆性能合格
2、連續(xù)13次以亞音速火焰試驗(yàn)每次都能阻火。
3、易檢修，安裝方便。殼體水壓試驗(yàn)合格。
4、耐燒性能合格，耐燒試驗(yàn)1小時(shí)無回火現(xiàn)象。
5、阻火器芯子采用不銹鋼材料，耐腐蝕，易于清洗。

《石油化工石油氣管道阻火器選用、檢驗(yàn)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（SH/T 3413-2019）第6.2條給出了阻火器的選用原則。

(1)爆炸性混合物連續(xù)排放時(shí)間大于或等于30min時(shí)，應(yīng)選用耐燒型阻火器。

(2)安裝在管道端部的阻火器宜選用爆燃阻火器。    

(3)安裝在管道端部的阻火器應(yīng)設(shè)有防雨通風(fēng)罩或其他避免雨水和灰塵落入的措施。

(4)安裝在管道中的爆燃型阻火器，其法蘭面至潛在火源的距離（Lu）與管徑（D）的比值應(yīng)滿足以下要求：

a）適用于爆炸組級(jí)別為ⅡA1、ⅡA、ⅡB1、ⅡB2和ⅡB3的阻火器，Lu/D≤50；

b）適用于爆炸組級(jí)別為ⅡB和ⅡC的阻火器，Lu/D≤30；

c）除滿足本標(biāo)準(zhǔn)6.2.10a）款或b）款外，還應(yīng)滿足制造商提供的設(shè)計(jì)和測(cè)試限定的距離要求；

d）對(duì)于未識(shí)別點(diǎn)火源位置的，不得使用爆燃阻火器。

(5)安裝在管道中的穩(wěn)定爆轟型阻火器，其法蘭面至潛在火源的距離要求應(yīng)由制造商提供；當(dāng)安裝距離不能滿足要求時(shí)應(yīng)選用非穩(wěn)定爆轟型阻火器。

(6)儲(chǔ)罐頂部的油氣集合管道系統(tǒng)、裝卸設(shè)施的油氣排放（或回收）系統(tǒng)的總管及分支管道應(yīng)選用穩(wěn)定爆轟型阻火器，阻火器宜靠近罐、容器或設(shè)備安裝。

(7)下列管道上使用阻火器應(yīng)具有雙向阻火功能：甲B、乙類液體儲(chǔ)罐之間氣相連通管道的分支管道；裝卸設(shè)施的油氣排放或回收管道的分支管道。

《油氣回收處理設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50759-2022）相關(guān)條款。

(8)第3.0.9條，阻火器的形式應(yīng)根據(jù)油氣組成及其安裝位置等綜合確定，設(shè)計(jì)流量下的壓降不宜大于0.3kPa。

(9)第5.1.3條，與儲(chǔ)罐、裝車鶴管和氣相臂連接管道上應(yīng)設(shè)爆轟型阻火器。

(10)第5.1.6條，當(dāng)用于易聚合、結(jié)晶等導(dǎo)致堵塞的場(chǎng)合時(shí)，管道阻火器兩端宜設(shè)置壓力監(jiān)測(cè)，并應(yīng)采取防堵措施。

(11)第5.1.7條，儲(chǔ)罐呼吸閥應(yīng)配置阻火器，阻火器應(yīng)為耐燒爆燃型。        

石油化工石油氣管道阻火器選用分析主要零部件

閥體材料	碳鋼WCB、不銹鋼304、316、
阻火芯件材料	不銹鋼防爆阻火波紋板
密封件材料	耐油石棉橡膠、四氟PTFE
環(huán)境溫度 ℃	≤480
公稱壓力(MPa)	0.6~5.0
防爆級(jí)別	BS5501:ⅡA、ⅡB、ⅡC

石油化工石油氣管道阻火器選用分析外形結(jié)構(gòu)圖

石油化工石油氣管道阻火器選用分析主要外形尺寸

規(guī)格	安裝尺寸（mm）
	D2	D	L	H	N-d
DN50	Ø110	Ø140	220	235	4×14
DN80	Ø150	Ø185	280	270	4×18
DN100	Ø170	Ø205	325	275	4×18
DN150	Ø225	Ø260	425	290	8×18
DN200	Ø280	Ø315	495	305	8×18
DN250	Ø335	Ø370	595	320	12×18
DN300	Ø395	Ø435	655	405	12×23

石油化工石油氣管道阻火器選用分析美標(biāo)外形尺寸ANSI、API、ASME

規(guī)格	安裝尺寸（mm）
	D2	D	L	H	N-d
2"	Ø120.5	Ø152	220	235	4×19
3"	Ø152.5	Ø190	280	270	4×19
4"	Ø190.5	Ø229	325	275	8×19
6"	Ø241.5	Ø279	425	290	8×22
8"	Ø298.5	Ø343	495	305	8×22
10"	Ø362	Ø406	595	320	12×25
12"	Ø432	Ø483	655	405	12×25

3.石油化工石油氣管道阻火器選用分析的安裝要求

《石油化工石油氣管道阻火器選用、檢驗(yàn)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（SH/T 3413-2019）第6.2條及解釋條款給出了阻火器的安裝原則。

基于國際上現(xiàn)行的關(guān)于阻火器的標(biāo)準(zhǔn)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，阻火器的安裝需要注意的事項(xiàng)如下：

(1)阻火器安裝時(shí)要確認(rèn)介質(zhì)流向和安裝方向的限制要求，制造商提供的使用說明書中要包含此內(nèi)容。通常情況下，穩(wěn)定燃燒的阻火器要避免介質(zhì)垂直向下流動(dòng)，且潛在點(diǎn)火源處于阻火層下方的情況。

(2)阻火器安裝時(shí)要避免凝結(jié)液積聚，防止造成管道堵塞或阻力降超出預(yù)期的運(yùn)行狀況。

(3)對(duì)于管道中安裝的爆燃阻火器，安裝的位置要盡量靠近潛在的火源處，最大距離不要超過允許的管道長度與管道公稱直徑比值的要求，此比值需由制造商提供。管道中安裝的穩(wěn)定爆轟阻火器的位置，要根據(jù)制造商提供的最小和最大測(cè)試距離確定。管道中安裝的非穩(wěn)定爆轟阻火器的安裝位置無限制要求。

(4)連接在點(diǎn)火源（非保護(hù)側(cè)）一側(cè)的管道的公稱直徑要小于或等于阻火器的公稱直徑。連接在受保護(hù)側(cè)的管道的公稱直徑要等于或大于無保護(hù)側(cè)的公稱直徑。除制造商的產(chǎn)品說明書有明確說明外，潛在點(diǎn)火源和爆燃阻火器之間不要安裝截面減小的管件。對(duì)于在運(yùn)行期間打開，并且不會(huì)減少自由流動(dòng)面積的閥門，可以安裝在潛在點(diǎn)火源和爆燃阻火器之間的管道中。非保護(hù)側(cè)的管道支管和閥門要盡可能靠近爆燃阻火器安裝。

(5)配有防風(fēng)罩的管道端部安裝的阻火器，該阻火器的安裝環(huán)境要保證防風(fēng)罩打開時(shí)不阻礙阻火器上的穩(wěn)定燃燒。    

(6)對(duì)于管道端部安裝的阻火器，在確保冒出的混合物著火后，火焰能不受阻礙地垂直向上燃燒，并從阻火器垂直向上延伸至安全區(qū)域，以避免由于熱反射而加熱阻火器元件。

(7)對(duì)于管道端部安裝的阻火器，當(dāng)兩個(gè)及以上阻火器集中安裝時(shí)，要避免相互間的熱干擾，具體的注意事項(xiàng)如下：

a）阻火器間凈距不要小于5倍阻火器最大直徑距離；

b）阻火器出口的標(biāo)高要保持一致。

(8)在特定的操作條件下，通過阻火器的介質(zhì)可能會(huì)凝結(jié)、凍結(jié)，導(dǎo)致阻火元件間隙變小，從而發(fā)生事故。建議采取加熱、保溫等預(yù)防措施。加熱、保溫措施中要注意以下事項(xiàng)：

a）管道端部安裝的耐燒阻火器的戶外防護(hù)罩不要保溫，管道中安裝的耐燒阻火器不要保溫；

b）加熱介質(zhì)的最高溫度不要超過阻火器最高工作溫度25℃，且不要超過工藝介質(zhì)自燃點(diǎn)溫度的80%；

c）保溫層不要影響阻火器排凝口的暢通。

(9)在分支管道上安裝阻火器時(shí)，阻火器的布置要符合制造商的要求和建議。制造商沒有明確要求時(shí)，分支管道上阻火器的布置要注意以下事項(xiàng)：

a）分支管道上要用穩(wěn)定爆轟阻火器，其配管設(shè)計(jì)中要合理確定阻火器在管道上的位置，以避免爆炸傳播引起的管道應(yīng)力造成阻火器破壞或失穩(wěn)。

b）在主管道的盲端和變徑部位附近的分支管道上安裝阻火器時(shí)，盲端和變徑部位至分支管道的直管段長度要大于20倍主管管徑，且不小于3m；分支管道與主管道成垂直連接或連接處為非平滑過渡時(shí)，阻火器端面至主管道的凈距要大于5倍支管管徑（最小0.5m）且要小于50倍支管管徑，或阻火器端面至主管道的凈距要大于120倍支管管徑（見圖2）。    直角和銳邊連接分支管上阻火器的布置

c）分支管道與主管道使用大于90°且為平滑過渡的連接件連接時(shí)，阻火器端面至主管道的凈距要大于120倍支管管徑（見圖3）。大于90°且為平滑過渡連接件連接分支管上阻火器的布置

(10)為便于阻火器檢維修，安裝于管道中的阻火器通常采用法蘭連接，阻火器的前后要有能夠滿足阻火器檢維修的安全置換（吹掃）、隔離設(shè)施，這些安全置換、隔離設(shè)施應(yīng)該盡量處于阻火器規(guī)定的順直、平滑管段之外，只要管道系統(tǒng)中有可以切除阻火器的閥門、吹掃接頭等隔離的設(shè)施就可以，盡量不要靠近阻火器設(shè)置。    

(11)阻火器靠近爐子和加熱設(shè)備安裝時(shí)，需要考慮阻火元件所達(dá)到的溫度不能超過150℃，安裝時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量遠(yuǎn)離爐子和加熱設(shè)備。但對(duì)于爆炸組級(jí)別為ⅡA1、ⅡA、IB1、ⅡB2和ⅡB3的可燃?xì)怏w，當(dāng)選用爆燃阻火器時(shí)，阻火器與火源的距離不能大于50D；對(duì)于爆炸組級(jí)別為ⅡB和ⅡC的可燃?xì)怏w，當(dāng)選用爆燃阻火器時(shí)，阻火器與火源的距離不能大于30D。如果爆燃阻火器允許的最大安裝距離不能保證使用溫度的要求，可以采取如下兩種措施：一是定制可以承受預(yù)計(jì)產(chǎn)生的高溫的阻火器；另一個(gè)就是選用爆轟阻火器，選用爆轟阻火器時(shí)，其距火源的安裝距離要超過不穩(wěn)定爆轟的范圍，通常認(rèn)為大于120D是可以確保處于穩(wěn)定爆轟范圍的。

其他規(guī)范、規(guī)程也給出阻火器安裝的一些具體要求。

(12)《阻火器的設(shè)置》（HG/T 20570.19-1995）第5.0.3條，對(duì)安裝方向作出了規(guī)定：安裝管道阻爆轟阻火器時(shí)，要注意其爆轟波吸收器應(yīng)朝向有可能產(chǎn)生爆轟的方向，否則將失去阻爆轟的作用。第5.0.4條規(guī)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。

(13)《石油化工金屬管道布置設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/T 3012-2011）對(duì)安裝位置作出了規(guī)定：

1）第6.2.4條，氫氣放空管上的阻火器應(yīng)靠近放空口端部布置。

2）第11.2.1條，加熱爐燃料氣主管上的管道阻火器應(yīng)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）第11.2.2條，儲(chǔ)罐用的阻火器應(yīng)直接安裝在儲(chǔ)罐頂?shù)墓芸谏稀?/p>

4）第11.2.3條，常壓放空排氣管道的阻火器宜設(shè)布置在排氣管道的末端。    

(14)《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG D0001-2009）第一百四十六條對(duì)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?；蛘咂渌麜?huì)使阻火元件堵塞的物質(zhì)時(shí)，在阻火器進(jìn)、出口安裝壓力表，監(jiān)控阻火器的壓力；

3）工藝物料含有水汽或者其他凝固點(diǎn)高于0℃的蒸汽（如醋酸蒸汽等），有可能發(fā)生凍結(jié)的情況，阻火器設(shè)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(duì)于水封型阻火器，可以采用連續(xù)流動(dòng)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(shè)備，除非阻火元件溫度升高不會(huì)影響其阻火性能；

5）單向阻火器安裝時(shí)，阻火側(cè)朝向潛在點(diǎn)火源。

石油化工石油氣管道阻火器選用分析

 

 

一、阻火器的安裝位置

阻火器安裝的位置應(yīng)根據(jù)使用場(chǎng)合和設(shè)備的具體情況來選擇。一般而言，阻火器應(yīng)安裝在或粉塵固體顆粒進(jìn)入設(shè)備前的最后防線。例如，在液壓系統(tǒng)中，阻火器應(yīng)該安裝在液壓回路的最高點(diǎn)，以防止液壓油在高壓下噴出形成火花，引發(fā)爆炸。

二、進(jìn)出口方向

阻火器的設(shè)計(jì)通常分為進(jìn)口和出口兩個(gè)方向，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的具體情況選擇。一般來說，阻火器的進(jìn)口應(yīng)面對(duì)設(shè)備的易燃物質(zhì)進(jìn)口，出口應(yīng)面對(duì)設(shè)備的排氣口。

在安裝阻火器時(shí)要注意進(jìn)出口的連通方向，保證氣體或粉塵在阻火器中正常流通。

三、安裝注意事項(xiàng)

1.安裝時(shí)應(yīng)注意阻火器的質(zhì)量和規(guī)格，選擇符合要求的阻火器。

2.安裝前應(yīng)檢查阻火器內(nèi)部是否有異物，保持清潔。

3.阻火器的安裝和拆卸都需要遵循操作規(guī)程，不能擅自操作。

4.在阻火器進(jìn)氣側(cè)不能使用帶電設(shè)備，以免在進(jìn)氣過程中發(fā)生火花。

5.阻火器不能被過度壓力或負(fù)壓沖擊，若壓力過高請(qǐng)加裝減壓裝置。

【石油化工石油氣管道阻火器選用分析結(jié)論】

阻火器是一項(xiàng)重要的安全設(shè)施，其正確的安裝和使用能夠有效地保護(hù)生產(chǎn)設(shè)備和人員的安全。在安裝阻火器時(shí)，應(yīng)注意其安裝位置、進(jìn)出口方向和安裝注意事項(xiàng)，以確保阻火器能夠正常工作，為生產(chǎn)保駕護(hù)航。