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精細化工儲罐罐頂防爆阻火器技術(shù)規(guī)范
阻火器是一種安裝在儲罐或排放可燃氣體的管道上，用于阻止因回火而引起火焰向油罐或管道傳播、蔓延的安全附件。它由阻火芯、阻火器外殼及附件構(gòu)成，允許氣體通過，但阻止外部火焰向內(nèi)部方向傳播，達到防爆目的，從而保證設(shè)施的安全。因設(shè)備、管道上未設(shè)阻火器或性能不達標也會導(dǎo)致生產(chǎn)安全事故。
01精細化工儲罐罐頂防爆阻火器技術(shù)規(guī)范 常見問題
阻火器安裝位置不正確，起不到阻止火焰燃燒的作用。
應(yīng)該使用阻火器的場所未安裝阻火器。
阻火器選型不正確，起不到阻火作用。
平時未做好阻火器日常檢查維護，使阻火器失去了阻火的效果。
02 精細化工儲罐罐頂防爆阻火器技術(shù)規(guī)范阻火器的分類
目前對阻火器有幾種分類方法。
按照性能可分為阻爆燃型和阻爆轟型。阻爆燃型是指用于阻止亞音速傳播的火焰蔓延；阻爆轟型是指阻止音速和超音速傳播的火焰蔓延。
按照使用場合不同可分為放空阻火器和管道阻火器。放空阻火器是指安裝在儲罐（或者槽車）的放空管道上，用于阻止外部火焰?zhèn)魅雰蓿ɑ蛘卟圮嚕﹥?nèi)，分為管端型和普通型：管端型阻火器為阻爆燃型，是指一端與大氣相通，為防止灰塵和雨水進入阻火器內(nèi)部，頂部安裝由溫度控制開啟的防風雨帽；普通型阻火器是指兩端與管道相連，通過下游管道與大氣相通，分為阻爆燃型和阻爆轟型。管道阻火器安裝在密閉管路系統(tǒng)中，用于防止管路系統(tǒng)一端的火焰蔓延到管路系統(tǒng)的另一端，分為阻爆燃型和阻爆轟型。
按照阻火結(jié)構(gòu)可分為填充型、板型、金屬絲網(wǎng)型、液封型和波紋型等5種。
阻火器按照最大試驗安全間隙（MESG）測試氣體爆炸組級別分為7級，分別為 IIA1、IIA、IIB1、IIB2、IIB3、IIB 、IIC 組別，每個組別又都存在爆燃、穩(wěn)定爆轟和非穩(wěn)定爆轟。爆炸性氣體、蒸氣混合物的爆炸級別和相對應(yīng)的MESG見下表（如適用于 II Al 級氣體的阻火器，是指所選的阻火器元件必須小于1.14mm）。
03 精細化工儲罐罐頂防爆阻火器技術(shù)規(guī)范與阻火器設(shè)置有關(guān)的規(guī)范性文件
國家標準《壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道 第6部分：安全防護》（GB/T 20801.6-2020）、《精細化工企業(yè)工程設(shè)計防火標準》（GB 51283-2020）等，行業(yè)標準《阻火器的設(shè)置》（HG/T 20570.19-1995）、《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》（SH/T 3007-2014）、《石油化工石油氣管道阻火器選用檢驗及驗收標準》（SH/T 3413-2019）等，部門規(guī)章《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG D0001-2009）等都對安裝在管道、管端和設(shè)備上的阻火器作出了詳細的規(guī)定。
①《壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道 第6部分：安全防護》（GB/T 20801.6-2020）規(guī)定：
下列設(shè)備和管道系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置阻火器：
（1）可燃液體常壓儲罐，以液態(tài)烴、LNG等低溫儲罐的通氣口和呼吸閥進、出口及其氣相連通管；
（2）火炬、焚燒爐、氧化爐等燃燒入口；
（3）有持續(xù)點燃源和0區(qū)的風機、真空泵、壓縮機等機械設(shè)備進、出口；
（4）裝卸可燃液體或氣體終端站、槽船和槽罐車的呼吸閥、以及氣體總管；
（5）沼氣系統(tǒng)、污水處理和垃圾填埋氣系統(tǒng)中間氣體儲罐的呼吸閥以及氣體總管；
（6）加工可燃化學品的并聯(lián)設(shè)備或系統(tǒng)的氣體和蒸氣出口，以及集合總管進入火炬、焚燒爐、氧化爐、活性炭吸附槽等處理進口；
（7）可能發(fā)生失控放熱反應(yīng)、自燃、自分解的反應(yīng)器或容器至大氣或不耐爆炸壓力的容器的出口；
（8）輸送可能發(fā)生爆炸或爆轟的爆炸性氣體和蒸汽的管道系統(tǒng)；
（9）可燃氣體在線分析設(shè)備的放空總管；進入爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域的內(nèi)燃發(fā)動機的排氣的總管。
②《精細化工企業(yè)工程設(shè)計防火標準》（GB 51283-2020）規(guī)定：
一、采用熱氧化爐等廢氣處理設(shè)施處理含揮發(fā)性有機物的廢氣時，應(yīng)設(shè)置燃燒室高溫聯(lián)鎖保護系統(tǒng)和燃燒室超壓泄爆裝置，宜設(shè)置進氣濃度監(jiān)控與高濃度聯(lián)鎖系統(tǒng)、廢氣管路阻火器和泄爆裝置。
二、下列潛在爆炸性環(huán)境的非電氣設(shè)備應(yīng)設(shè)置阻火器：
（1）甲B、乙類可燃液體常壓儲罐，以及液化烴、液化天然氣等低溫儲罐的通氣口或呼吸閥處；
（2）焚燒爐、氧化爐等燃燒設(shè)備的可燃氣體、蒸氣或燃料氣進口；
（3）輸送爆炸性氣體的風機、真空泵、壓縮機等機械設(shè)備進、出口；
（4）裝卸可燃化學品的槽船、槽罐車的氣體置換/返回管線；
（5）沼氣系統(tǒng)、污水處理和垃圾填埋氣系統(tǒng)的中間氣體儲罐的呼吸閥處或其氣體支管接入總管前；
（6）加工可燃化學品反應(yīng)器等并聯(lián)設(shè)備系統(tǒng)、可燃溶劑回收系統(tǒng)、可燃氣體或蒸氣回收系統(tǒng)、可燃廢氣處理系統(tǒng)的單臺設(shè)備或系統(tǒng)的氣體和蒸氣出口，以及集合總管進入可能有點燃源的焚燒爐、氧化爐、活性炭吸附槽等處理設(shè)備進口；
（7）可能發(fā)生失控放熱反應(yīng)、自燃反應(yīng)、自分解反應(yīng)并產(chǎn)生可燃氣體、蒸氣的反應(yīng)器或容器，至大氣或不耐爆炸壓力的容器的出口；
（8）可燃氣體或蒸氣在線分析設(shè)備的放空總管。
③《石油化工企業(yè)防火設(shè)計標準（2018版）》（GB 50160-2008）規(guī)定:
加熱爐燃料氣調(diào)節(jié)閥前的管道壓力等于或小于0.4MPa（表），且無低壓自動保護儀表時，應(yīng)在每個燃料氣調(diào)節(jié)閥與加熱爐之間設(shè)置阻火器。
④《油品裝載系統(tǒng)油氣回收設(shè)施設(shè)計規(guī)范》（GB 50759-2012）規(guī)定：
油氣收集支管與鶴管的連接法蘭處應(yīng)設(shè)置阻火器。
⑤《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》（SH/T 3007-2014）規(guī)定：下列儲罐通向大氣的通氣管或呼吸閥上應(yīng)安裝阻火器：
（1）存甲B、乙、丙A類液體的固定頂儲罐和臥式儲罐；
（2）儲存甲B、乙類液體的覆土臥式儲罐；
（3）采用氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)的儲罐；
（4）內(nèi)浮頂儲罐罐頂中央通氣管。
⑥《阻火器的設(shè)置》（HG/T 20570.19-1995）規(guī)定：
（1）化學油品的閃點小于等于43℃的儲罐，其直接放空管道（含帶有呼吸閥管道）上設(shè)置阻火器；
（2）儲罐（和槽車）內(nèi)物料的最高工作溫度大于或等于該物料的閃點時，其直接放空管道（含帶有呼吸閥的放空管道上設(shè)置阻火器。最高溫度要考慮到環(huán)境溫度變化、日光照射、加熱、管失控等因素；
（3）管道阻火器的設(shè)置，輸送有可能產(chǎn)生爆燃或爆轟的爆炸性混合氣體的管道（應(yīng)考慮可能的事故工況），在接收設(shè)備的入口處設(shè)置管道阻火器；
（4）輸送能自行分解爆炸并引起火焰蔓延的氣體物料的管道（如乙快），在接收設(shè)備的入口或由試驗確定的阻止爆炸最佳位置上，設(shè)置管道阻火器；
（5）火炬排放氣進入火炬頭前應(yīng)設(shè)置阻火器或阻火裝置。
⑦《立式圓筒形鋼制焊接儲罐安全技術(shù)規(guī)范》（AQ 3053-2015）規(guī)定：
下列儲罐應(yīng)設(shè)置阻火器：
（1）甲、乙、丙A類油品的固定頂儲罐，其通氣管或呼吸閥上應(yīng)設(shè)阻火器；
（2）采用氣體密封的儲罐上經(jīng)常與大氣相通的管道應(yīng)設(shè)阻火器；當建罐地區(qū)月平均氣溫的值低于0 ℃時，呼吸閥和阻火器應(yīng)有防凍措施；在環(huán)境溫度下物料有結(jié)晶或自聚可能時，呼吸閥和阻火器應(yīng)有防結(jié)晶或自聚措施。
（3）內(nèi)浮頂儲罐的罐頂中央通氣孔應(yīng)加裝阻火器。
⑧《石油化工石油氣管道阻火器選用檢驗及驗收標準》（SH/T 3413-2019）規(guī)定:
當有爆炸性混合物存在的可能且無其他防止火焰?zhèn)鞑サ脑O(shè)施時，下列管道系統(tǒng)和容器應(yīng)設(shè)置阻火器：
（1）與燃燒器連接的可燃氣體輸送管道；
（2）具有爆炸性氣體的儲罐或容器氣相空間的開放式通氣管；
（3）甲B、乙類液體儲罐之間氣相連通管道的分支管道，儲罐頂部油氣排放管道的集合管；
（4）裝卸設(shè)施的油氣排放（或回收）總管及分支管道。
⑨《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG D0001-2009）對管道阻火器作出如下規(guī)定：
凡有以下情況之一者，一般應(yīng)當在管道系統(tǒng)的指定位置設(shè)置管道阻火器：
（1）輸送有可能產(chǎn)生爆燃或者爆轟的混合氣體管道；
（2）輸送能自行分解導(dǎo)致爆炸，并且引起火焰蔓延的氣體管；
（3）與明火設(shè)備連接的可燃氣體減壓后的管道（特殊情況可設(shè)置水封裝置）；
（4）進入火炬頭前的排放氣管道。
《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG D0001-2009）對放空阻火器作出如下規(guī)定：
以下放空或者排氣管道上應(yīng)當設(shè)置放空阻火器：
（1）閃點低于或者等于43℃，或者物料最高工作壓力高于或者等于物料閃點的儲罐的直接放空管（包括帶有呼吸閥的放空管道）；
（2）可燃氣體在線分析設(shè)備的放空總管；爆炸危險場所內(nèi)的內(nèi)燃發(fā)動機的排氣管道。
但這些標準規(guī)范對阻火器的選型規(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/已知著火點距離阻火器的距離進一步判定，但在實際生產(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。
04 精細化工儲罐罐頂防爆阻火器技術(shù)規(guī)范阻火器的選型
阻火器的選用步驟為：
（1）根據(jù)使用場所決定采用放空阻火器還是管道阻火器。
安裝在管道端部或儲罐頂部時應(yīng)選用管端型阻火器，安裝在封閉的管道系統(tǒng)中，用于防止管道系統(tǒng)未保護側(cè)的火焰蔓延到管道系統(tǒng)的被保護側(cè)時，應(yīng)選用管道型阻火器。
（2）確定采用阻爆燃型阻火器還是阻爆轟阻火器。
火焰波在管道內(nèi)的傳播速度不僅與介質(zhì)種類、所在管道的溫度、壓力有關(guān)外，還與阻火器與點火源之間的距離、安裝位置、阻火器與點火源間的管道形狀有關(guān)。從爆燃轉(zhuǎn)變成爆轟需要經(jīng)歷爆燃、不穩(wěn)定爆轟、穩(wěn)定爆轟三個階段，因此阻火器安裝在爆燃階段時應(yīng)選用阻爆燃型阻火器，安裝在爆轟階段時應(yīng)選用阻爆轟型阻火器，通常由試驗或根據(jù)經(jīng)驗來確定。
（3）根據(jù)可燃氣體、蒸氣在實際工況條件下的 MESG 值確定阻火元件的通道或縫隙，選擇合適的阻火器。
阻火元件的通道尺寸是決定阻火器性能的關(guān)鍵因素，阻火元件間隙大于介質(zhì) MESG 時，阻火器將無法發(fā)揮阻止火焰?zhèn)鞑サ淖饔?。不同氣體具有不同的MESG值，而MESG是實驗室的測試結(jié)果。其中，純組分可燃氣體、蒸氣MESG的測試值參見《爆炸性環(huán)境第20-1部分：氣體和蒸汽物質(zhì)特性分級一試驗方法和數(shù)據(jù)》IEC60079-20-1：2010。
精細化工儲罐罐頂防爆阻火器技術(shù)規(guī)范
多組分可燃氣體、蒸氣混合物MESG可按下列方法確定：咨詢有資質(zhì)的機構(gòu)，或委托測試；采用危險性最高組分的最小MESG作為多組分混合物的MESG；應(yīng)用經(jīng)驗式計算，如《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50058-2014）條文說明第5.2.3條引用的《易燃液體、氣體或蒸汽的分類和化工生產(chǎn)區(qū)電氣裝置設(shè)計》NFPA497-2008附件B的估算方法。根據(jù)MESG值，最終確定選用哪種型號的阻火器，如適用氫氣的應(yīng)選用爆炸組別為IIC型阻火器。
除了參考MESG值選型，還要注意安裝位置、工藝狀況、燃燒時間等因素，阻火器選型正確是保障生產(chǎn)設(shè)施和人身安全的第一步。
用于安裝原油，汽油、煤油、柴油、芳烴，硫等固定頂式儲罐上的重要安全設(shè)備。它的功能是允許易燃易爆氣體通過，對火焰有阻止窒息作用。是用來阻止氣體火焰向外蔓延的安全裝置。它由一種能夠通過氣體的、具有許多細小通道或縫隙的固體材料（阻火元件）所組成。要求阻火元件的縫隙或通道盡量小，因而當火焰進入阻火器后，被阻火元件分成許多細小的火焰流，由于傳熱作用（氣體被冷卻）和器壁效應(yīng)，火焰流猝。
精細化工儲罐罐頂防爆阻火器技術(shù)規(guī)范阻火器性能特點：
1、阻爆性能合格，連續(xù)13次阻爆性能試驗每次均能阻火。
2、耐燒性能合格，耐燒試驗1小時無回火現(xiàn)象。
3、殼體水壓試驗合格。本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理，重量輕、耐腐蝕。易檢修，安裝方便。阻火器芯子采用不銹鋼材料，耐腐蝕易于清洗。
阻火器標準：
1、阻火器的設(shè)置按HG/T20570-1995標準
2、阻火器阻火性能與試驗方法按GB/T13347-2010標準
3、阻火器選用﹑檢驗與驗收按SH/T3413-1999標準
4、設(shè)計規(guī)范：GB5908-2005 API/RP 2028
5、連接法蘭：JB/T 79 GB/T9112 ANSI B16.5
6、產(chǎn)品標識：GB/13306
7、供貨規(guī)范：GB/T13384
精細化工儲罐罐頂防爆阻火器技術(shù)規(guī)范罐頂阻火器測試要求：
阻火器的性能是否能達到預(yù)期的效果，起到阻火的作用，必須對阻火器進行測試。阻火器除具備有一定的機械強度外，還要經(jīng)過阻爆和耐燒的試驗，并應(yīng)達到試驗標準的要求。
阻爆試驗即在一定距離內(nèi)將試驗裝置內(nèi)的可燃氣體點燃，所產(chǎn)生的火焰或火花不能穿過阻火器而被阻止和熄滅，這種試驗稱為阻爆試驗。耐燒試驗是在沒有回燃的條件下，可燃氣體火焰通過阻火層并在阻火層上面持續(xù)燃燒。阻火層能夠承受一定時間的火焰燃燒而不被燒壞，這種試驗稱為耐燒試驗。阻火器根據(jù)使用的目的，可以同時具有阻爆性能和耐燒性能，也可以只具有阻爆性能或耐燒性能。因此阻火器的阻爆性能和耐燒性能是對阻火器進行測試鑒定的主要項目。沒有進行過這種測試鑒定的阻火器是不能使用的。
精細化工儲罐罐頂防爆阻火器技術(shù)規(guī)范法蘭連接尺寸:
| 公稱通徑 DN（mm） | 安裝尺寸（mm） | ||||
| L | H | D | K | n×φ | |
| 25 | 130 | 150 | ∮115 | ∮85 | 4×14 |
| 32 | 155 | 170 | ∮135 | ∮100 | 4×18 |
| 40 | 155 | 170 | ∮145 | ∮110 | 4×18 |
| 50 | 170 | 180 | ∮160 | ∮125 | 4×18 |
| 65 | 190 | 185 | ∮180 | ∮145 | 4×18 |
| 80 | 220 | 200 | ∮195 | ∮160 | 8×18 |
| 100 | 240 | 210 | ∮215 | ∮180 | 8×18 |
| 150 | 320 | 250 | ∮280 | ∮240 | 8×22 |
| 200 | 370 | 270 | ∮335 | ∮295 | 8×22 |
| 250 | 440 | 300 | ∮395 | ∮350 | 12×22 |
| 300 | 500 | 340 | ∮460 | ∮410 | 12×22 |
05 精細化工儲罐罐頂防爆阻火器技術(shù)規(guī)范的安裝要求
對阻火器的安裝要求，來看看標準規(guī)范是如何規(guī)定的。
《阻火器的設(shè)置》（HG/T 20570.19-1995）中對安裝方向作出了規(guī)定：安裝管道阻爆轟阻火器時，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。
《石油化工金屬管道布置設(shè)計規(guī)范》（SH/T 3012-2011）對安裝位置作出了規(guī)定：
（1）氫氣放空管上的阻火器應(yīng)靠近放空口端部布置。
（2）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）儲罐用的阻火器應(yīng)直接安裝在儲罐頂?shù)墓芸谏稀?/p>
（4）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。
精細化工儲罐罐頂防爆阻火器技術(shù)規(guī)范
《石油化工石油氣管道阻火器選用檢驗及驗收標準》（SH/T 3413-2019）第6.2.12條規(guī)定阻火器應(yīng)安裝在接近點火源的位置。該文件也對阻火器的連接方式進行了規(guī)定，第6.2.17條規(guī)定：安裝于管道中的阻火器，通常采用法蘭連接?！蹲杌鹌鞯脑O(shè)置》（HG/T 20570.19-1995）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。
《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG D0001-2009）對阻火器安裝，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) 工藝物料含有顆粒或者其他會使阻火元件堵塞的物質(zhì)時，在阻火器進、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，對于水封型阻火器，可以采用連續(xù)流動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影響其阻火性能；
(5) 單向阻火器安裝時，阻火側(cè)朝向潛在點火源。
此外，阻火器安裝時要查看制造商提供的使用說明書，遵照說明書介質(zhì)流向和安裝方向的限制要求。一般情況是，穩(wěn)定燃燒的阻火器要避免介質(zhì)垂直向下流動，且潛在點火源位于阻火層下方的情況?？傊?，安裝位置不對，阻火器就起不到安全設(shè)施的作用；安裝方向不對，將會失去阻爆轟的作用。
06 精細化工儲罐罐頂防爆阻火器技術(shù)規(guī)范的定期檢查、維護保養(yǎng)
阻火器為安全設(shè)施，應(yīng)當定期檢查、維護保養(yǎng)，確保正常使用。
使用單位應(yīng)制定定期檢查（檢修）周期及定期檢查（檢修）內(nèi)容（包括質(zhì)量標準）。
定期檢查火芯表面是否清潔，有無阻塞、變形、腐蝕、冰凍等現(xiàn)象。在冬季或者寒冷地區(qū)，阻火器可能由于凍結(jié)會阻塞阻火器，因此應(yīng)配有防凍或解凍措施，如電伴、蒸汽盤管、夾套加熱和定期蒸汽吹掃等。被堵塞的阻火層應(yīng)清洗干凈，保證每個孔眼暢通，對于變形或腐蝕的阻火層應(yīng)更及時更換。
清洗阻火器的芯件時，不能采用鋒利的硬件刷洗，一定要采用高壓蒸汽或者非腐蝕性溶劑等吹掃;最后，在重新安裝阻火器時，必須要確保密封面已經(jīng)清洗、不漏氣且沒有損傷后，還要及時更換墊片。
檢查密封墊功能是否良好，有無腐蝕漏氣現(xiàn)象。
放空阻火器的放空端頭應(yīng)安裝防風雨帽，以防灰塵和雨水進入阻火元件中。
在阻火器的明顯部位應(yīng)性標出介質(zhì)流動方向。
