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石化阻火器呼吸阀设计规范 |
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| 详细介绍 | ||||||||||||||||
1、石化阻火器呼吸阀设计规范 1.1呼吸阀、阻火器最主要的安全保护措施 按照AQ/T3033要求进行过程危险源分析（PHA),进行安全设施设计。化工过程的危险源的后果有超压、火灾、爆炸、中毒及有害物质泄放等。呼吸阀、阻火器是防止或减缓这些风险的主要安全设施。 1.2 呼吸阀、阻火器在安全保护层分析（LOPA)中的定位 从典型的安全保护层图可看出呼吸阀和阻火器是预防事故发生的最后一层保护层。（阻火器也可作为减轻事故后果的保护层）。随着工业化进程的加快，石油、化工、燃气等工业领域的火灾事故风险不断加大。管道阻火器作为一种重要的防火设备，在工业领域中得到了广泛应用。本文将对管道阻火器的应用背景、作用机理、应用场景、安装和维护、安全注意事项以及未来的发展前景进行探讨。
一、石化阻火器呼吸阀设计规范的应用背景 在石油、化工等工业领域，管道是传递原料、产品的重要通道，也是潜在的火灾源头。由于管道内流动的介质多为易燃易爆物质，一旦发生泄漏或火焰传播，将对人员和财产安全造成严重威胁。因此，在工业防火中，管道阻火器的作用至关重要。 二、石化阻火器呼吸阀设计规范的作用机理 管道阻火器的工作原理基于燃烧动力学。当火焰进入阻火器时，通过设计合理的通道结构使火焰速度减缓、热量散失，同时对火焰进行切割、扑灭，从而阻止火焰在管道内的传播。阻火器的关键作用在于破坏火焰的传播条件，如减小火焰速度、降低火焰温度、消除可燃物等。 三、管道阻火器的应用场景 管道阻火器广泛应用于石油、化工、燃气等工业领域中，主要涉及以下场景： 石油化工行业：石油化工企业中的各种油品、化学品的输送管道都需要安装阻火器，以防止火灾事故的扩散。 燃气行业：燃气管道中若发生泄漏或燃烧，会对周围环境和人民生命安全造成严重影响。因此，燃气管道阻火器的设置至关重要。 其他行业：除上述行业外，涉及易燃易爆物质的工业领域，如制药、造纸、食品加工等，也需要使用管道阻火器。在这些场景中，管道阻火器的应用能够有效地阻止火焰的传播，降低火灾事故的损失。
1.3（1）石化阻火器呼吸阀设计规范装置大型化，园区综合化 大型石油化工装置可以达到规模效益，而以产业链组织的超大型的化工园区更可以达到节约投资、土地和成本的目的。这样同时也带来了安全和环境问题。例如大型储罐、设备和物料输送管网系统都可能成为重大的污染源和危险源。为了防止超压、超真空造成储罐破坏，限制VOC排放，以及防止发生火灾、爆炸和二次爆炸重大事故，必须采用有效的，适用的呼吸阀和阻火器防止事故和控制事故扩大。呼吸阀除了常规的重力式和紧急释放阀之外，还有先导式、防爆燃或防爆轰的全天候阻火呼吸阀，防冻或防聚合呼吸阀等。阻火器除了一般的阻爆燃或阻爆轰的管端或管道阻火器之外，还有耐短时或持久燃烧之分，阻稳定或不稳定爆轰之分、动力型、水力型以及液体阻火器等。可以满足不同介质、过程和使用条件的需要。
（2）石化阻火器呼吸阀设计规范 国家安全和环保法规要求限制易挥发有机化合物（Volatile Organic Compound, VOC）的发散，储罐（尤其是大型储罐）是VOC的主要发散源。通常采用呼吸阀控制VOC的发散，但一般的重力式呼吸阀的超压达到100%，其VOC发散量相对于自由排放只能减少约1/3，（据估算3000m3的汽油罐发散量约9.78吨/年），若采用先导型或高性能重力式呼吸阀，超压可减至≤10%，按10%超压计，发散量可降至5.31吨/年，即减少约46%。若将罐区的发散物用总管系统收集处理（火炬，焚烧或洗涤、回收），进一步限制VOC发散。则要考虑呼吸阀出口的背压问题。就需要采用先导型呼吸阀，或者设置风机，同时要考虑设置、管道阻火器。 2、国内标准与国际标准的差距 国内标准技术滞后，更新周期长，体系不完善（不配套产品标准多、应用标准少）甚至还有矛盾。 2.1 呼吸阀 2.1.1呼吸阀和紧急泄放装置选用规定 1）在90年代出版的手册资料（如：《石油库管理手册》，1990；《油库设计与管理》，1991；《炼油厂油品储运》，1999等），简单的仅根据“油罐的进、出油量"选用呼吸阀的规格（型号、尺寸）和个数。 2）SH/T3007-2007《石油化工储运系统罐区设计规范》规定，只根据“储罐的热呼吸量及最大进（出）液体量选用呼吸阀的个数、公称直径，没有考虑火灾工况的紧急泄放。 3）在王松汉主编的《石油化工设计手册第4卷：工艺系统设计》（2002）；以及张德姜等主编的《石油化工装置工艺管道安装设计手册》第1篇“设计与计算"（2009）中，引用API std 2000-1982第3版，较全面地考虑热呼吸和物料进、出量，也考虑了火灾工况的紧急泄放量，选用呼吸阀和紧急泄放装置。现在有些工程公司和设计院已采用API std 2000-1998,第5版。 4）在选用呼吸阀时，往往没有考虑呼吸阀产品的超压性能。国内一般重力式呼吸阀厂家也不标注超压值（实际上大多超压高达≥100%）。超压大，不仅增加VOC发散量，影响环境污染，而且不利于储罐的超压保护；或者当呼吸阀达不到泄放量时，使紧急泄放阀打开。
2.1.2石化阻火器呼吸阀设计规范气封和设置阻火器的规定 GB 50160-2008《石油化工企业设计防火规范》6.2.19条规定：“甲B、乙类液体的固定顶罐应设阻火器和呼吸阀；对于采用氮气或其他气体气封的甲B、乙类液体的储罐还应设置事故泄放设备"。 这条规定表述不完善,会使人产生疑问： 1) 甲B、乙类液体的内浮顶罐是否应设置阻火器和呼吸阀？若采用气封是否要设置事故泄压设备？ 2）气封是否是设置事故泄压设备的必要条件？设置事故泄压设备的条件应为火灾工况及其他事故工况？ 如1NG储罐的翻滚（Rollover)工况。 2.1.3 呼吸阀排放气体总管和回收、处理系统设计。国内标准没有提供这方面的设计准则。
2.2石化阻火器呼吸阀设计规范阻火器 2.2.1阻火器类型少 国内标准都是阻爆燃或阻爆轰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（耐短时间燃烧或耐持久燃烧） (2) 管道阻爆轰阻火器（耐短时间燃烧或耐持久燃烧） (3) 预置空间阻火器 (4) 无节流的阻稳定爆轰阻火器（耐短时间燃烧或耐持久燃烧） (5) 有节流的阻稳定爆轰阻火器（耐短时间燃烧或耐持久燃烧） (6) 无节流的阻不稳定爆轰阻火器（耐短时间燃烧或耐持久燃烧） (7) 有节流的阻不稳定爆轰阻火器（耐短时间燃烧或耐持久燃烧） (8) 动力型阻火器（高速放空阀） (9) 水力型阻火器 (10) 液体产品阻火器（水封或底阀）标准包含的阻火器可满足各种石油化工产品和过程工业的不同需要。
2.2.2石化阻火器呼吸阀设计规范分级规定不合理，甚至不分级 阻火性能国家和行业标准，对于管端阻火器（不分阻爆燃或阻爆轰）只有一种试验混合气体（石脑油 蒸汽1.9±1%或丙烷蒸汽4.3±0.215%）进行阻燃试验；也只用一种混合气体（石脑油 蒸汽3±0.2%或丙烷蒸汽4±0.4%）进行耐燃试验。亦即管端阻火器没有分级，只有一种阻火及耐燃性能。 管道阻火器只分为两种，阻爆燃型采用一种混合气体（丙烷4.3±0.2%）进行阻火试验，阻爆轰型也采用一种混合气体（丙烷7.2±0.2%）进行阻火试验，也没有细分。而且在2006年实施的TSG D7002-2006《压力管道元件型式试验规则》规定所有阻火器（不论管端、管道、阻爆燃、阻爆轰）都用一种气体（溶解乙炔气）做阻火试验（这个强制性法规还规定了试验的单位）。不知其试验的依据是什么。
石化阻火器呼吸阀设计规范的安装和维护
在安装管道阻火器时，需要考虑以下因素： a. 设备的选型：根据管道的直径、流量和使用场合选择合适的阻火器型号。 b. 安装位置：选择便于维护和检测的位置，同时需要考虑不影响工艺流程。 c. 安装方式：可采用法兰连接、焊接或螺栓连接等方式进行安装。
为确保管道阻火器的正常工作，需定期进行维护保养： a. 定期检查：至少每年对阻火器进行检查一次，包括外观、通道畅通性等。 b. 清洗保养：定期清除阻火器内部的杂物、灰尘等，以保持通道畅通。 c. 性能测试：定期对阻火器进行性能测试，如使用火焰传播试验等，以确保其功能正常。
五、石化阻火器呼吸阀设计规范安全注意事项 使用管道阻火器时，需要注意以下安全事项：
有少数标准（HG/T20570.19-95，SH/T3413-1999，GB/T20801.6-2006)提出接电器间隙隔爆原理的MESG值可分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三级，但没有规定测试气体、装置和方法。由此可见国内阻火器标准是混乱的，大大落后于标准。按照这样的标准检测的阻火器如何确保其阻火性能？阻火器可能成为一个安全的“陷阱"。 |
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