化工厂管道阻火器设置与维护指南

化工生产过程产生的废气里含有大量的可燃可爆成分，VOCs废气收集及治理系统中经常要设计阻火器。阻火器是一种能够通过气体的、具有许多细小通道或缝隙的材料组成，当火焰进入阻火器后，被阻火原件分成许多细小的火焰流，由于传热效应（气体被冷却）和器壁效应，是火焰流猝灭。泵和风机本身就是潜在火源，抽气设备应根据连通罐组内的VOCs气相空间爆炸分区和外部环境选择满足防爆要求的设备(包括内部设备元件和电气设施)，设备内部在运行时不能产生火花，从而保证本质安全。安装在两端的阻火器能及时阻灭泵和风机内发生的爆炸，保护上下游装置和设备安全。

1，化工厂管道阻火器设置与维护指南阻火器设置的相关规范

美国 33 CFR:154.826 要求使用在爆炸 0 区的风机，真空泵，压缩机等机械设备进出口必须设置阻火器。NFPA67 第 10.5 规定使用在爆炸 0区的风机、真空泵，压缩机应自带爆燃阻火器，阻火器应通过出口操作条件下的阻火性能测试。当未自带阻火器时，可在抽气设备进出口设置管道爆轰型阻火器。

目前 GB/T13347-2010 与ISO16852-2016 在管道爆轰阻火器测试方面存在一定差距，满足国标不一定满足 ISO16852。GB/T13347-2010对火焰速度没有具体要求，仅仅要求不低于厂家提供的安全阻火速度值，同时对爆轰型阻火器也未要求进行爆燃测试。ISO16852-2016 规定测试火焰传播速度必须满足爆轰特征，碳氢化合物-空气混合物（IIA，IIB1，IIB2和IIB3）火焰速度≥1600m/s；氢气-空气混合物（IIB 和IIC）火焰速度≥1900m/s；两组火焰检测器测试的火焰速度应为常量，火焰传播速度偏差不能超过10%；爆轰型阻火器还应经过 5 次爆燃测试。同时还规定了相关带节流的爆轰型阻火器测试要求。

石化常压储罐设计压力多为 2kPa，再加上各安全附件设置压力不重叠，导致排气压力区间较窄，排气压力低。因此，在该系统中，压降也是选择管道爆轰型阻火器的关键指标之一。压降过大，则将导致收集系统无法运行。压降过小，可能会影响阻爆轰性能。本规定要求阻火器压降应经过实际测量，压降不应大于0.3kPa，并有第三方认证的压降-流量图表，如下图：化工标准HG/T 20570.19一95《阻火器的设置》中也对储罐等放空场合的阻火器，工艺管道阻火器的设置做了详细介绍。在化工厂的可燃气体管道中，火焰传播速度可达每秒数千米；在加油站呼吸阀后，一道闪电可能引发储罐爆炸；在化工实验室的通风橱后，一个火花可能点燃整个通风系统——这些灾难的“防火墙"正是阻火器。这个看似简单的装置，能在毫秒级时间内淬灭火焰，阻止爆炸传播。本文将全面解析阻火器的设置原则、选型计算与维护实践，为可燃介质系统提供安全指南。

一、化工厂管道阻火器设置与维护指南阻火器工作原理：微观世界的火焰淬灭

1.1 四大淬火机理

阻火器核心工作机理：

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关键物理参数：

实验安全间隙（MESG）：标准条件下能阻止火焰传播的间隙

淬火距离：能够淬灭火焰的最小通道长度

临界火焰速度：能通过阻火器的火焰速度

压力降：安装阻火器带来的压损

1.2 阻火元件类型对比

金属丝网型 多层不锈钢网叠加 一般可燃气体 低 易清洗

波纹板型 平行波纹板组成蜂窝 通用型 中等 可清洗

平行板型 平行金属板组成窄缝 氢气、乙炔 中等 难清洗

充填型 金属/陶瓷颗粒填充 高流速、含尘 高 需更换

水封型 液体密封屏障 腐蚀性气体 可变 需补充液体

爆破片组合型 阻火+超压保护 高压系统 低 复杂

二、化工厂管道阻火器设置与维护指南法规标准体系：合规性基础

2.1 国际标准框架

核心标准体系：

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2.2 中国标准要求

GB标准强制性条款：

GB 13347《石油气体管道阻火器》：产品制造与测试标准

GB 5908《石油储罐阻火器》：储罐应用专项标准

GB 50160《石油化工企业设计防火标准》：第7.2.18条明确设置要求

GB 50058《爆炸危险环境电力装置设计规范》：阻火器作为防爆措施

关键强制设置场景（GB 50160规定）：

可燃气体排放管末端（火炬系统除外）

储罐呼吸阀、通气口

装卸车鹤管气相平衡管

含可燃气体污水处理系统

焚烧炉、锅炉的燃料气管道

三、化工厂管道阻火器设置与维护指南设置原则：何时、何地、如何设置

3.1 设置位置决策树

3.2 典型设置位置详解

位置一：储罐呼吸系统

呼吸系统阻火器选型要点：

通气量计算：按GB 50160附录C计算呼吸量

类型选择：优先阻火呼吸阀（集成式）

防冻考虑：寒冷地区选防冻型

维护便利：设旁路，可在线维护

位置二：管道系统

管道阻火器安装位置：

安装位置

保护目标

阻火器类型

注意事项

压缩机进出口 防止回火引爆气源 防爆轰型 考虑脉动影响

火炬系统入口 防止回火至装置 防爆轰+防爆燃组合 严格计算MESG

分析小屋采样管 防止火焰进入小屋 小型阻火器 考虑分析滞后

锅炉/加热炉燃料气 防止回火 防回火型 与切断阀联锁

装卸车鹤管 防止车辆火灾蔓延 快速拆卸型 便于鹤管对接

位置三：通风系统

化工通风系统阻火要求：

3.3 危险介质特殊要求

氢气系统（MESG=0.08mm，最难阻火）：

必须使用：板型或特殊充填型阻火器

间隙要求：≤0.08mm，通常选用0.05mm

测试要求：必须通过氢气防爆测试

安装要求：尽量靠近可能点火源

乙炔系统（易分解爆炸）：

禁止使用：金属丝网型（可能催化分解）

推荐使用：水封阻火器或特殊充填型

安全间隙：≤0.2mm

温度监控：阻火器需设温度检测

粉尘系统：

阻火器类型：充填型或特殊板型

防堵塞设计：考虑清灰装置

安装位置：除尘器进出口都应考虑

组合保护：阻火器+火花探测+喷淋

四、化工厂管道阻火器设置与维护指南选型计算：数据驱动的科学选择

4.1 关键参数计算流程

4.2 详细计算示例

案例：丙烯储罐呼吸阀阻火器选型

已知条件：

介质：丙烯（MESG=0.91mm，ⅡA类）

储罐容积：2000m³

设计压力：-0.5kPa～+2.0kPa

呼吸量：1000Nm³/h（按GB 50160计算）

操作温度：-20℃～+50℃

选型计算：

确定MESG等级：

丙烯MESG=0.91mm＞0.9mm

选择Ⅱ阻火器（MESG≥0.9mm）

计算所需阻火速度：

储罐系统，按防爆燃考虑

丙烯安全火焰速度：约10m/s

选择额定阻火速度≥15m/s的阻火器

计算压降：

材质选择：

操作温度-20℃～+50℃

壳体：碳钢（WCB）

阻火元件：304不锈钢

密封件：氟橡胶（FKM）

最终选择：

型号：ZGB-IIA-DN150-PN16

类型：波纹板式阻火器

连接方式：法兰RF，PN16

认证：符合GB 13347，带第三方测试报告

认证标志识别：

ATEX：欧盟防爆认证（2014/34/EU）

IECEx：国际防爆认证

UL：美国安全认证

CE：欧洲市场准入

CNEX：中国防爆认证

◆ 放空阻火器的设置

a, 石油油品储罐阻火器的设置按《石油库设计规范)}(GBJ7 4-84)规定执行。

b, 化学油品的闪点≤43°C的储罐(和槽车)，其直接放空管道(含带有呼吸阀的放空管道)上设置阻火器。

c, 储罐(和槽车)内物料的工作温度大于或等于该物料的闪点时，其直接放空管道(含带有呼吸阀的放空管道)上设置阻火器。工作温度要考虑到环境温度变化、日光照射、加热管失控等因素。

d, 可燃气体在线分析设备的放空汇总管上设置阻火器。

e, 进入爆炸危险场所的内燃发动机排气口管道上设置阻火器。

f, 其它有必要设置阻火器的场合。

◆管道阻火器的设置

a, 输送有可能产生爆燃或爆轰的爆炸性混合气体的管道(应考虑可能的事故工况)，在接收设备的入口处设置管道阻火器。

b,输送能 自行分解爆炸并引起火焰蔓延的气体物料的管道(如乙炔)，在接收设备的人口或由试验确定的阻止爆炸位置上，设置管道阻火器。

c, 火炬排放气进入火炬头前应设置阻火器或阻火装置。

d, 其它应设置管道阻火器的场合。

管网内的爆炸是一个复杂过程，受多种因素影响，可通过实验确定实际条下的爆炸载荷，从而作为管网的设计条件。参考德国TRbF 20和美国NFPA69等标准给出了相关指南。常压储罐VOCs收集管道运行压力一般为kP。为了防止内部爆炸破坏，对于DN200以下的管道，管道公称压力一般不低于1.0MPa；对于DN200以上的管道，管道公称压力一般不低于1.6MPa。中国石化管道等级一般要求输送油品、油气的管道材料等级不低于1.6 MPa，设计温度（Td）大于200 ℃时不低于2.5 MPa。因此规定连通与收集管道的管道公称压力一般不低1.6MPa。管道内发生爆炸时，弯头、连接件等管件是最容易发生失效的部位，内部的爆炸波通过局部反射在这些部位产生高压，弯管和连接件需用采取合理的安装方式。

△ 化工厂管道阻火器设置与维护指南石油与化学储罐的设定要求

在石油化工行业中，石油油品与化学油品储罐的安全设置至关重要，尤其是关于阻火器的使用。详细规定了石油与化学储罐在直接放空管道上设置阻火器的要求，特别涉及储罐设计、温度与闪点的关系。

从《阻火器的设置》（HG/T 20570.19-1995）标准中，我们得知：

• 对于石油油品储罐，阻火器的设置应遵循《石油库设计规范》（GBJ74-84）的规定。

• 化学油品储罐（和槽车），若其闪点≤43℃，则必须在直接放空管道（包括带有呼吸阀的放空管道）上安装阻火器。

• 当储罐（和槽车）内物料的工作温度达到或超过该物料的闪点时，同样需要在直接放空管道上设置阻火器。这里的工作温度需考虑环境变化、日光照射及加热管失控等因素。

• 可燃气体在线分析设备的放空汇总管也是阻火器的安装位置之一。

• 内燃发动机进入爆炸危险场所的排气口管道上，也必须设置阻火器。

在管道设计中，管道阻火器的设置同样重要。《石油化工金属管道布置设计规范》（SH3012-2011）详细说明了管道中的阻火器安装在接收设备入口处，以防止爆燃或爆轰的关键措施。必须在高压及关键位置安装合适的阻火器，以确保整个系统的安全运转。

△ 化工厂管道阻火器设置与维护指南石油化工管道的具体要求

在石油化工管道设置中，阻火器应靠近加热炉或直接安装在储罐顶部，确保距离不超过12米。《石油化工金属管道布置设计规范》（SH3012-2011）第11.2条详细规定了阻火器的布置要求，包括加热炉燃料气主管上的管道阻火器的设置和靠近加热炉安装的方式。

对于火炬排放和危险区域的处理，《工业企业设计卫生标准》要求确保火炬排放气进入火炬头前安装阻火器，并处理可能的爆炸性环境。阻火器或阻火装置必须在此关键位置安装，以防止意外爆燃和爆炸的发生。

△ 化工厂管道阻火器设置与维护指南其他重要设施与环境条件

在保证储罐安全方面，呼吸阀必须与阻火器结合使用。在寒冷地区或低温环境下，还需要采取防冻措施来保障设备的正常运行。《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T 3007-2014）对此有详细规定，其中包括防冻和防结晶措施。

在设备之间的安全隔离与阻火器的使用方面，相关标准规定必须使用止回阀和阻火器来防范氢气系统的回火问题。在氢气的使用和排放过程中，应在排放管上安装阻火器，并依据具体标准确保其安全性和可靠性。

诸如《氢气使用安全技术规程》（GB 4962-2008）明确要求，在氢气管道与装置设备之间安装止回阀，并在界区间设置阻火器，以确保氢气系统的安全运行。这些措施不仅防范了回火的风险，也为设备和操作人员提供了安全保障。

2，化工厂管道阻火器设置与维护指南阻火器的选用

标准HG/T 20570.19一95《阻火器的设置》中，介绍了阻火器的选用步骤：

4.0.1.1 根据使用场所决定采用放空阻火器还是管道阻火器。

4.0.1.2 确定采用阻爆燃型阻火器还是阻爆轰型阻火器。

4.0.1.3 根据介质在实际工况条件下的MESG值来选用合适规格的阻火器。

4.0.1.4根据介质的火焰速度确定阻火器

火焰速度是指阻火器入口处的速度，火焰速度与介质和操作工况(温度、压力和管径大小、管道长度和形状及安装位置等)有关，若资料中查找不到，则需要进行实际测试。

五、化工厂管道阻火器设置与维护指南安装指南：正确安装是安全的前提

5.1 安装前检查清单

开箱检查项目：

核对铭牌：型号、规格、材质、压力等级

检查外观：无运输损伤、无锈蚀

检查流向箭头：与介质流向一致

检查附件：垫片、螺栓、说明书齐全

验证证书：产品合格证、测试报告

安装环境检查：

安装位置易于检修维护

有足够空间拆卸阻火元件

环境温度在阻火器允许范围内

避免强烈振动或冲击位置

腐蚀性环境需特殊防护

5.2 管道安装技术要求

安装方向要求：

直管段要求：

安装姿势限制：

水平安装：，维护方便

垂直安装：允许，但介质流向必须向上

倾斜安装：避免，可能积液影响性能

禁止倒装：不允许

5.3 特殊安装情况

带旁路安装：

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多个阻火器并联：

需要精确流量分配

每个支路单独设切断阀

考虑负荷不均衡的应对措施

定期检查各支路压降一致性

防冻防凝措施（寒冷地区）：

电伴热：伴热带+温控，维持5-10℃

蒸汽伴热：小口径蒸汽管缠绕

保温层：减少热量损失

定期检查：防止凝液冻结堵塞

六、化工厂管道阻火器设置与维护指南维护管理：全生命周期安全保障

6.1 日常巡检要点

巡检周期与内容：

外观检查 ✓ - - 目视，无泄漏、无锈蚀

压降监测 ✓ - - 比较前后压力表

环境检查 ✓ - - 温度、振动等

紧固件检查 - ✓ - 扭矩扳手检查

密封检查 - - ✓ 肥皂水检漏

记录检查 - - ✓ 维护记录完整性

压降监测方法：

6.2 定期维护程序

年度检修内容：

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清洗方法选择：

污染物类型

推荐清洗方法

注意事项

油污积碳 碱性清洗剂浸泡+超声波 避免强腐蚀性清洗剂

聚合物结垢 专用溶剂浸泡 溶剂与材料兼容性

粉尘积灰 压缩空气吹扫 从干净侧向脏侧吹

腐蚀产物 机械清理+钝化处理 保护金属表面

水合物 热氮气吹扫 控制温度＜80℃

6.3 性能测试与更换标准

在线测试方法：

压降趋势分析：记录历史压降，预测堵塞趋势

红外热成像：检查温度分布是否均匀

声发射检测：检测内部是否有异常流动

在线取样分析：下游气体成分分析

阻火元件更换标准：

测试与更换记录：

建立阻火器台账，一器一档

记录初始压降、安装日期

记录每次检查、清洗、测试数据

记录更换原因、日期、新元件信息

保存测试报告和合格证书

七、化工厂管道阻火器设置与维护指南故障诊断与应急处理

7.1 常见故障诊断表

压降异常升高 堵塞、结垢 压差计测量 清洗或更换

气体泄漏 密封失效、壳体裂缝 肥皂水检漏 更换垫片或壳体

阻火失效 元件损坏、选型错误 成分分析、火焰测试 紧急停机更换

异常振动 安装不稳、共振 振动检测仪 加固支撑

温度异常 局部堵塞、火灾冲击 红外测温 检查清洗

流量不足 选型偏小、严重堵塞 流量计测量 重新选型或清洗

7.2 应急响应程序

阻火器失效应急流程：

备件管理要求：

关键阻火器保持100%备件

一般阻火器保持30%备件

储存条件：干燥、无腐蚀环境

定期检查备件状态

建立快速调用机制

八、化工厂管道阻火器设置与维护指南培训与责任体系

8.1 人员培训要求

三级培训体系：

培训周期：

新员工：入职必须培训，考核合格上岗

在岗员工：每年复训一次

新技术/新设备：专项培训

事故后：针对性再培训

8.2 责任体系建立

阻火器管理责任矩阵：

设计部门 选型计算 ✓ 技术评审 ✓ 现场指导 - -

采购部门 - 供应商管理 ✓ - - -

施工部门 - - 规范安装 ✓ - -

生产部门 需求提出 - 验收确认 日常巡检 ✓ 配合维护

设备部门 技术咨询 参与评审 - 专业巡检 维护执行 ✓

安全部门 合规审查 资质审查 安全检查 监督检查 监督测试

结语：毫秒级的守护，的安全

阻火器，这个在管道中默默伫立的装置，承载着阻止灾难传播的重任。它的价值不在于复杂的结构，而在于关键时刻毫秒级的可靠响应。

对工艺工程师：阻火器选型不是简单的参数匹配，而是对介质特性、工艺条件、安全风险的深度理解与科学决策。

对操作人员：每一次巡检时的认真检查，都是在为系统安全增加一份保障。阻火器状态的良好，意味着多一道可靠的安全屏障。

对维护团队：规范化的维护、准确的测试、及时的更换，是确保阻火器时刻处于“战备状态"的基础。

对企业管理者：投资于阻火器的正确设置与维护，不是成本支出，而是风险管理的重要组成部分。一次火灾爆炸的损失，远超所有安全投入的总和。

在化工、石油、制药等高风险行业，阻火器如同系统的“免疫细胞"，在火灾爆炸初起时立即行动，将危险控制在局部，防止灾难蔓延。这种防护不是被动的应对，而是主动的安全设计。

随着技术进步，智能阻火器、在线监测系统、预测性维护技术正在不断发展。但无论技术如何进步，正确的设置、规范的维护、严格的管理始终是阻火器有效工作的基础。

记住阻火器安全的基本原则：正确选型是前提，规范安装是基础，定期维护是关键，全员重视是保障。在这个原则指导下，让每一台阻火器都成为可靠的安全卫士，守护企业的安全生产，保护人员的生命安全。

因为，在火焰与爆炸面前，阻火器守护的不仅是设备和财产，更是每一个生命和家庭的幸福。