阻火器应用

ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用Prof.Yu,Qingsheng俞庆生教授2ndSharingBestPracticeWorkshopDecember02.-03.,2010,Nansha1.国家标准GB/T20801.6-2006压力管道规范工业管道2.中国现代石油化工的发展对阻火器应用提出了新的要求3.IntroductioncurrentinternationalandnationalStandardofflamearresters有关阻火器的国际和国家标准ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用国家标准GB/T20801.61.阻火器的设置1.1下列放空或者排气管道上应设置放空阻火器a)闪点不大于430C或物料的最高工作温度不小于物料闪点的与储罐直接相连的放空管道（含代有呼吸阀的放空管道）。确定物料的最高工作温度是，应考虑环境，阳关照射和加热装置失控等因素b)可燃气体在线分析设备的放空总管c)进入爆破危险场所的内燃发动机的排气管道ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用国家标准GB/T20801.61.2符合下列条件之一者应在管道系统的指定位置设置管道阻火器a)输送有可能产生爆燃或爆炸性混合气体的管道，管道阻火器应设置在接受设备的入口处b)输送能自行分解爆炸并引起火焰蔓延的气体管道，管道阻火器应设置在接受设备的入口处或试验确定的能阻止爆炸的最佳位置处c)火炬排放气进入火炬头前，应设置阻火器或者阻火装置ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用国家标准GB/T20801.6阻火器的选用规定2.1阻火器的选用应该根据其物料的安全最大间隙值(MESG)MaximumExperimentalSafetyGap表1最大试验安全间隙(MESG)分级表单位毫米ISO气体分级NEC气体分级MESG/mm实验气体IIA1E≥=1.14甲烷IIAD=0.90丙烷IIB1IIB2IIB3CCC0.90MESG=0.850.85MESG=0.750.75MESG=0.65乙烯乙烯乙烯IIBIICCB0.65MESG=0.500.50氢气氢气ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用国家标准GB/T20801.6阻火器的选用规定2.2MESG是可燃性气体或蒸气混合物的重要反应动力学特征，对于以间隙隔爆原理阻火的阻火器内件是一个重要的设计参数ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用国家标准GB/T20801.63阻火器的选用和设置(classificationofflamearresters)3.1根据使用场合决定采用管端型阻火器(endoflineFlamearrester)ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用管端大气爆燃型阻火器Atmosphericexplosionproofflamearrester管端耐烧型阻火器Enduranceburningproofflamearrester国家标准GB/T20801.63.1根据使用场合决定采用管道型阻火器(inlineflamearrester)Inlinedeflagrationflamearrester管道爆燃型阻火器ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用Inlinedetonationflamearrester管道爆轰型阻火器国家标准GB/T20801.63.2根据阻火器设置的位置和潜在火源的方向确定采用双向型(bi-directional)还是单向型阻火器(mono-directional)Bi-directionalflamearrester管道双向型阻火器ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用mono-directionalflamearrester管道单向型阻火器国家标准GB/T20801.63.3根据阻火器入口处的火焰传播速度确定选用管道爆燃型阻火器(inlinedetonationflamearrester)（即阻止亚声速传播的火焰蔓延）还是管道爆轰型阻火器(inlinedeflagrationflamearrester)（即阻止超声速传播的火焰蔓延）ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用Inlinedeflagrationflamearrester管道爆燃型阻火器InlinedetonationflamearresterwithShockAbsorber管道爆轰型阻火器，带吸波器中国现代石油化工的发展对阻火器应用提出了新的要求1装置大型化，园区综合化大型石油化工装置可以达到模型效益，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。例如大型贮罐、设备和物料输送管道系统都可能成为重大的污染源和危险源。为了防止发生二次爆炸重大事故，必须采取有效的阻火设施控制事故扩大。ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用中国现代石油化工的发展对阻火器应用提出了新的要求2国家对安全和环保的法规日益严格通常安全和环保的要求是一致的，但有时也会发生冲突，例如，环保要求控制VOC等有毒物质的发散。不能直接排入车间或大气，必须收集起来，输送到适当的处理装置（如火炬、焚烧炉、活性炭吸附器、洗涤装置等），许多石油化工厂建立了排放、收集管网系统（支管和总管）。石油化工厂的有毒物料往往也是易燃易爆物质。由于火炬和活性炭床层的自燃都可能成为点火源；来自不同设备的排放支管，增加了混合气体组成的多变性，及进入爆炸范围的可能性；而且长管道输送可能促进爆燃向爆轰转变的可能性。这些因素都增加了发生火灾和爆炸的风险。需要在支管、火炬和焚烧炉的进口等处设置阻火器。ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用中国现代石油化工的发展对阻火器应用提出了新的要求现在石油化工工业特点：3天然气的开发和长距离输送在天然气井出口、天然气处理厂净化装置都需要设置紧急排放火炬。特别是天然气长输管道，每隔一定距离都需设置火炬。这些火炬都需设置大尺寸的阻火器。ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用中国现代石油化工的发展对阻火器应用提出了新的要求•有关阻火器的国内和国际标准•从1986年至2009年国内颁布的与阻火器有关的规程和标准有TSG规程2个，GB标准3个，行业标准（HG,SH,SY）4个，共约9个。但是与国际标准差距较大，不能适应我国现代石油化工的发展。阻火器国标与ISO16852：2008相比，不足之处有ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用现行阻火器国标的不足之处1国标包含的阻火器类型很少阻火器国标只有充填金属丝网或金属波纹板型的管端或管道（阻爆燃或阻爆轰）阻火器。ISO标管包含的阻火器有：（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）予置容间阻火器（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）因此ISO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。ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用现行阻火器国标的不足之处2.国标的试验气体单一在GB13347-92中，阻爆燃试验采用丙烷浓度4.3±0.2%VOL的混合气体，阻爆轰试验采用丙烷浓度7.2±0.2%的混合气体。亦即国标基本上采用ⅡA级的丙烷混合气体为试验气体。ISO标准按照过程气体或蒸汽的爆炸级别（MESGZ值）选择试验气体，除了ⅡA级丙烷混合气体外，还有ⅡA1级的甲烷（8.4±0.2%VOL）混合气体，ⅡB1、ⅡB2和ⅡB3级的乙烯（5.2±0.2%VOL、5.7±0.2%VOL和6.6±0.2%VOL）混合气体，以及ⅡB和ⅡC级的氢（45±ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用现行阻火器国标的不足之处0.5%VOL和28.5±2.0%VOL）混合气体，以适应不同的爆炸级别（MESG值）的石油化工气体或蒸汽。相比之下，国标适用的石油化工产品有限，若采用国标的试验气体测试用于爆炸级别比ⅡB级高的石油化工产品的阻火器，则可能造成潜在的危险。用于电气装置的国标GB50058-92和GB3836.12-2008将MESG分为ⅡA、ⅡB、ⅡC共三级，ⅡB的范围0.9㎜＞MESG＞0.50㎜太大。ISO16852:2008阻火器标准将MESG细分为ⅡA1、ⅡA、ⅡB1、ⅡB2、ⅡB3、ⅡB和ⅡC共七级，更合理。ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用现行阻火器国标的不足之处3实验方法和装置不合理ISO标准对于各种类型阻火器有不同的测试方法和装置。阻火器前、后的管道尺寸与阻火器直径和试验气体爆炸级别有关。国标只有一种测试方法和装置，而且对于阻爆燃试验和阻爆轰试验是一样的。因此测试结果可靠性差，例如阻爆轰试验的阻火器进口管道长度不够很可能爆炸没有发展到爆轰，因此不能有效地进行阻爆轰试验。一台“通过测试”的不合格的阻火器可能掩盖一个爆炸的危险源。ApplicationofflamearresterinChinesePetroleumandchemistryindustry阻火器在中国现代石油化工的应用现行阻火器国标的不足之处4编制新的阻火器标准阻火器作为石油化工装置重要的安全防护装置，为了适应中国现代石油化工的发展，必须提高阻火器制造、测试和应用水平。阻火器的国标亟待与先进的国际标准接轨。应借鉴国际标准，结合国内实际情况，编制新的阻火器标准，建立新的测试装置。Applicationof