發(fā)表時(shí)間： 2022-11-06 12:52:04
作者： 石油化工設(shè)備維護(hù)與檢修網(wǎng)
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VOCs廢氣治理系統(tǒng)中經(jīng)常要設(shè)計(jì)阻火器或爆破片，特別是在罐區(qū)的VOCs收集及治理系統(tǒng)中，阻火器還需要防爆轟型阻火器，并且按照相關(guān)規(guī)定必須設(shè)置防爆轟型阻火器。
泵和風(fēng)機(jī)本身就是潛在火源，抽氣設(shè)備應(yīng)根據(jù)連通罐組內(nèi)的VOCs氣相空間爆炸分區(qū)和外部環(huán)境選擇滿足防爆要求的設(shè)備(包括內(nèi)部設(shè)備元件和電氣設(shè)施)，設(shè)備內(nèi)部在運(yùn)行時(shí)不能產(chǎn)生火花，從而保證本質(zhì)安全。安裝在兩端的阻火器能及時(shí)阻滅泵和風(fēng)機(jī)內(nèi)發(fā)生的爆炸，保護(hù)上下游裝置和設(shè)備安全。美國(guó) 33 CFR:§154.826 要求使用在爆炸 0 區(qū)的風(fēng)機(jī)，真空泵，壓縮機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)出口必須設(shè)置阻火器。
NFPA67 第 10.5 規(guī)定使用在爆炸 0區(qū)的風(fēng)機(jī)、真空泵，壓縮機(jī)應(yīng)自帶爆燃阻火器，阻火器應(yīng)通過(guò)出口操作條件下的阻火性能測(cè)試。當(dāng)未自帶阻火器時(shí)，可在抽氣設(shè)備進(jìn)出口設(shè)置管道爆轟型阻火器。
此外，罐頂VOCs/油氣連通項(xiàng)目選擇的管道爆轟型阻火器必須通過(guò)第三方實(shí)驗(yàn)測(cè)試認(rèn)證，測(cè)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遵循 ISO16852 。目前 GB/T13347-2010 與ISO16852-2016 在管道爆轟阻火器測(cè)試方面存在一定差距，滿足國(guó)標(biāo)不一定滿ISO16852。
GB/T13347-2010對(duì)火焰速度沒有具體要求，僅僅要求不低于廠家提供的安全阻火速度值，同時(shí)對(duì)爆轟型阻火器也未要求進(jìn)行爆燃測(cè)試。ISO16852-2016 規(guī)定測(cè)試火焰?zhèn)鞑ニ俣缺仨殱M足爆轟特征，碳?xì)浠衔?空氣混合物（IIA，IIB1，IIB2和IIB3）火焰速度≥1600m/s；氫氣-空氣混合物（IIB 和IIC）火焰速度≥1900m/s；兩組火焰檢測(cè)器測(cè)試的火焰速度應(yīng)為常量，火焰?zhèn)鞑ニ俣绕畈荒艹^(guò)10%；爆轟型阻火器還應(yīng)經(jīng)過(guò) 5 次爆燃測(cè)試。同時(shí)還規(guī)定了相關(guān)帶節(jié)流的爆轟型阻火器測(cè)試要求。
石化常壓儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力多為 2kPa，再加上各安全附件設(shè)置壓力不重疊，導(dǎo)致排氣壓力區(qū)間較窄，排氣壓力低。因此，在該系統(tǒng)中，壓降也是選擇管道爆轟型阻火器的關(guān)鍵指標(biāo)之一。壓降過(guò)大，則將導(dǎo)致收集系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。壓降過(guò)小，可能會(huì)影響阻爆轟性能。本規(guī)定要求阻火器壓降應(yīng)經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量，壓降不應(yīng)大于 0.3kPa，并有第三方認(rèn)證的壓降-流量圖表，如下圖：
第（二）部分：
1、管道爆轟阻火器應(yīng)盡量靠近儲(chǔ)罐安裝。如果是罐頂?shù)臍庀嗑€，阻火器盡可能安裝在罐頂氣相管線出口處。但是如果由于空間或者罐頂承重所限、或者為方便維修維護(hù)，也可以安裝在罐底地面處，如上海賽科的連通罐區(qū)。對(duì)于管道內(nèi)的氣體爆炸可分為三個(gè)過(guò)程：爆燃區(qū)、非穩(wěn)態(tài)爆轟區(qū)、穩(wěn)態(tài)爆轟區(qū)，下圖給出了受限爆炸的火焰速度和壓力曲線（摘自NFPA69-14）。非穩(wěn)定爆轟處是最危險(xiǎn)的地方。目前，氣相連通儲(chǔ)罐管道上所選阻火器為穩(wěn)態(tài)爆轟型阻火器，無(wú)法阻止非穩(wěn)態(tài)爆轟。因此管道爆轟型阻火器的安裝要避開可能的非穩(wěn)態(tài)爆轟位置。非穩(wěn)態(tài)爆轟位置受爆炸性氣體組分、爆炸特性、管網(wǎng)布置、點(diǎn)火源分布等多種因素影響，可實(shí)驗(yàn)評(píng)估確定安裝位置。在沒有實(shí)驗(yàn)評(píng)估時(shí)，為方便企業(yè)實(shí)施，本規(guī)定參考德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)TRbF 20給出了管道阻火器相關(guān)安裝指南。
2、管網(wǎng)內(nèi)的爆炸是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，受多種因素影響，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定實(shí)際條下的爆炸載荷，從而作為管網(wǎng)的設(shè)計(jì)條件。在沒有實(shí)驗(yàn)下，為方便實(shí)施，參考德國(guó)TRbF 20和美國(guó)NFPA69等標(biāo)準(zhǔn)給出了相關(guān)指南。常壓儲(chǔ)罐VOCs收集管道運(yùn)行壓力一般為kPa級(jí)。為了防止內(nèi)部爆炸破壞，對(duì)于DN200以下的管道，管道公稱壓力一般不低于1.0MPa；對(duì)于DN200以上的管道，管道公稱壓力一般不低于1.6MPa。中國(guó)石化管道等級(jí)一般要求輸送油品、油氣的管道材料等級(jí)不低于1.6 MPa，設(shè)計(jì)溫度（Td）大于200 ℃時(shí)不低于2.5 MPa。因此規(guī)定連通與收集管道的管道公稱壓力一般不低1.6MPa。管道內(nèi)發(fā)生爆炸時(shí)，彎頭、連接件等管件是最容易發(fā)生失效的部位，內(nèi)部的爆炸波通過(guò)局部反射在這些部位產(chǎn)生高壓，彎管和連接件需用采取合理的安裝方式。
