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石化阻火器呼吸閥設計規范 |
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| 詳細介紹 | ||||||||||||||||
1、石化阻火器呼吸閥設計規范 1.1呼吸閥、阻火器最主要的安全保護措施 按照AQ/T3033要求進行過程危險源分析（PHA),進行安全設施設計。化工過程的危險源的后果有超壓、火災、爆炸、中毒及有害物質泄放等。呼吸閥、阻火器是防止或減緩這些風險的主要安全設施。 1.2 呼吸閥、阻火器在安全保護層分析（LOPA)中的定位 從典型的安全保護層圖可看出呼吸閥和阻火器是預防事故發生的最后一層保護層。（阻火器也可作為減輕事故后果的保護層）。隨著工業化進程的加快，石油、化工、燃氣等工業領域的火災事故風險不斷加大。管道阻火器作為一種重要的防火設備，在工業領域中得到了廣泛應用。本文將對管道阻火器的應用背景、作用機理、應用場景、安裝和維護、安全注意事項以及未來的發展前景進行探討。
一、石化阻火器呼吸閥設計規范的應用背景 在石油、化工等工業領域，管道是傳遞原料、產品的重要通道，也是潛在的火災源頭。由于管道內流動的介質多為易燃易爆物質，一旦發生泄漏或火焰傳播，將對人員和財產安全造成嚴重威脅。因此，在工業防火中，管道阻火器的作用至關重要。 二、石化阻火器呼吸閥設計規范的作用機理 管道阻火器的工作原理基于燃燒動力學。當火焰進入阻火器時，通過設計合理的通道結構使火焰速度減緩、熱量散失，同時對火焰進行切割、撲滅，從而阻止火焰在管道內的傳播。阻火器的關鍵作用在于破壞火焰的傳播條件，如減小火焰速度、降低火焰溫度、消除可燃物等。 三、管道阻火器的應用場景 管道阻火器廣泛應用于石油、化工、燃氣等工業領域中，主要涉及以下場景： 石油化工行業：石油化工企業中的各種油品、化學品的輸送管道都需要安裝阻火器，以防止火災事故的擴散。 燃氣行業：燃氣管道中若發生泄漏或燃燒，會對周圍環境和人民生命安全造成嚴重影響。因此，燃氣管道阻火器的設置至關重要。 其他行業：除上述行業外，涉及易燃易爆物質的工業領域，如制藥、造紙、食品加工等，也需要使用管道阻火器。在這些場景中，管道阻火器的應用能夠有效地阻止火焰的傳播，降低火災事故的損失。
1.3（1）石化阻火器呼吸閥設計規范裝置大型化，園區綜合化 大型石油化工裝置可以達到規模效益，而以產業鏈組織的超大型的化工園區更可以達到節約投資、土地和成本的目的。這樣同時也帶來了安全和環境問題。例如大型儲罐、設備和物料輸送管網系統都可能成為重大的污染源和危險源。為了防止超壓、超真空造成儲罐破壞，限制VOC排放，以及防止發生火災、爆炸和二次爆炸重大事故，必須采用有效的，適用的呼吸閥和阻火器防止事故和控制事故擴大。呼吸閥除了常規的重力式和緊急釋放閥之外，還有先導式、防爆燃或防爆轟的全天候阻火呼吸閥，防凍或防聚合呼吸閥等。阻火器除了一般的阻爆燃或阻爆轟的管端或管道阻火器之外，還有耐短時或持久燃燒之分，阻穩定或不穩定爆轟之分、動力型、水力型以及液體阻火器等。可以滿足不同介質、過程和使用條件的需要。
（2）石化阻火器呼吸閥設計規范 國家安全和環保法規要求限制易揮發有機化合物（Volatile Organic Compound, VOC）的發散，儲罐（尤其是大型儲罐）是VOC的主要發散源。通常采用呼吸閥控制VOC的發散，但一般的重力式呼吸閥的超壓達到100%，其VOC發散量相對于自由排放只能減少約1/3，（據估算3000m3的汽油罐發散量約9.78噸/年），若采用先導型或高性能重力式呼吸閥，超壓可減至≤10%，按10%超壓計，發散量可降至5.31噸/年，即減少約46%。若將罐區的發散物用總管系統收集處理（火炬，焚燒或洗滌、回收），進一步限制VOC發散。則要考慮呼吸閥出口的背壓問題。就需要采用先導型呼吸閥，或者設置風機，同時要考慮設置、管道阻火器。 2、國內標準與國際標準的差距 國內標準技術滯后，更新周期長，體系不完善（不配套產品標準多、應用標準少）甚至還有矛盾。 2.1 呼吸閥 2.1.1呼吸閥和緊急泄放裝置選用規定 1）在90年代出版的手冊資料（如：《石油庫管理手冊》，1990；《油庫設計與管理》，1991；《煉油廠油品儲運》，1999等），簡單的僅根據“油罐的進、出油量"選用呼吸閥的規格（型號、尺寸）和個數。 2）SH/T3007-2007《石油化工儲運系統罐區設計規范》規定，只根據“儲罐的熱呼吸量及最大進（出）液體量選用呼吸閥的個數、公稱直徑，沒有考慮火災工況的緊急泄放。 3）在王松漢主編的《石油化工設計手冊第4卷：工藝系統設計》（2002）；以及張德姜等主編的《石油化工裝置工藝管道安裝設計手冊》第1篇“設計與計算"（2009）中，引用API std 2000-1982第3版，較全面地考慮熱呼吸和物料進、出量，也考慮了火災工況的緊急泄放量，選用呼吸閥和緊急泄放裝置。現在有些工程公司和設計院已采用API std 2000-1998,第5版。 4）在選用呼吸閥時，往往沒有考慮呼吸閥產品的超壓性能。國內一般重力式呼吸閥廠家也不標注超壓值（實際上大多超壓高達≥100%）。超壓大，不僅增加VOC發散量，影響環境污染，而且不利于儲罐的超壓保護；或者當呼吸閥達不到泄放量時，使緊急泄放閥打開。
2.1.2石化阻火器呼吸閥設計規范氣封和設置阻火器的規定 GB 50160-2008《石油化工企業設計防火規范》6.2.19條規定：“甲B、乙類液體的固定頂罐應設阻火器和呼吸閥；對于采用氮氣或其他氣體氣封的甲B、乙類液體的儲罐還應設置事故泄放設備"。 這條規定表述不完善,會使人產生疑問： 1) 甲B、乙類液體的內浮頂罐是否應設置阻火器和呼吸閥？若采用氣封是否要設置事故泄壓設備？ 2）氣封是否是設置事故泄壓設備的必要條件？設置事故泄壓設備的條件應為火災工況及其他事故工況？ 如1NG儲罐的翻滾（Rollover)工況。 2.1.3 呼吸閥排放氣體總管和回收、處理系統設計。國內標準沒有提供這方面的設計準則。
2.2石化阻火器呼吸閥設計規范阻火器 2.2.1阻火器類型少 國內標準都是阻爆燃或阻爆轟的管端或管道阻火器。ISO16852 2008中的阻火器有： (1) 管端阻爆燃阻火器（耐短時間燃燒或耐持久燃燒） (2) 管道阻爆轟阻火器（耐短時間燃燒或耐持久燃燒） (3) 預置空間阻火器 (4) 無節流的阻穩定爆轟阻火器（耐短時間燃燒或耐持久燃燒） (5) 有節流的阻穩定爆轟阻火器（耐短時間燃燒或耐持久燃燒） (6) 無節流的阻不穩定爆轟阻火器（耐短時間燃燒或耐持久燃燒） (7) 有節流的阻不穩定爆轟阻火器（耐短時間燃燒或耐持久燃燒） (8) 動力型阻火器（高速放空閥） (9) 水力型阻火器 (10) 液體產品阻火器（水封或底閥）標準包含的阻火器可滿足各種石油化工產品和過程工業的不同需要。
2.2.2石化阻火器呼吸閥設計規范分級規定不合理，甚至不分級 阻火性能國家和行業標準，對于管端阻火器（不分阻爆燃或阻爆轟）只有一種試驗混合氣體（石腦油 蒸汽1.9±1%或丙烷蒸汽4.3±0.215%）進行阻燃試驗；也只用一種混合氣體（石腦油 蒸汽3±0.2%或丙烷蒸汽4±0.4%）進行耐燃試驗。亦即管端阻火器沒有分級，只有一種阻火及耐燃性能。 管道阻火器只分為兩種，阻爆燃型采用一種混合氣體（丙烷4.3±0.2%）進行阻火試驗，阻爆轟型也采用一種混合氣體（丙烷7.2±0.2%）進行阻火試驗，也沒有細分。而且在2006年實施的TSG D7002-2006《壓力管道元件型式試驗規則》規定所有阻火器（不論管端、管道、阻爆燃、阻爆轟）都用一種氣體（溶解乙炔氣）做阻火試驗（這個強制性法規還規定了試驗的單位）。不知其試驗的依據是什么。
石化阻火器呼吸閥設計規范的安裝和維護
在安裝管道阻火器時，需要考慮以下因素： a. 設備的選型：根據管道的直徑、流量和使用場合選擇合適的阻火器型號。 b. 安裝位置：選擇便于維護和檢測的位置，同時需要考慮不影響工藝流程。 c. 安裝方式：可采用法蘭連接、焊接或螺栓連接等方式進行安裝。
為確保管道阻火器的正常工作，需定期進行維護保養： a. 定期檢查：至少每年對阻火器進行檢查一次，包括外觀、通道暢通性等。 b. 清洗保養：定期清除阻火器內部的雜物、灰塵等，以保持通道暢通。 c. 性能測試：定期對阻火器進行性能測試，如使用火焰傳播試驗等，以確保其功能正常。
五、石化阻火器呼吸閥設計規范安全注意事項 使用管道阻火器時，需要注意以下安全事項：
有少數標準（HG/T20570.19-95，SH/T3413-1999，GB/T20801.6-2006)提出接電器間隙隔爆原理的MESG值可分為ⅡA、ⅡB、ⅡC三級，但沒有規定測試氣體、裝置和方法。由此可見國內阻火器標準是混亂的，大大落后于標準。按照這樣的標準檢測的阻火器如何確保其阻火性能？阻火器可能成為一個安全的“陷阱"。 |
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