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石油化工储罐阻火器设计规范

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详细介绍

石油化工储罐阻火器设计规范
是用来阻止、液体的火焰蔓延和防止回火而引起爆炸,从而保证储罐的安全。这类阻火器内的阻火层常用不锈钢带或铜镍合金材料压制而成的波纹状,波纹的大小由气体性质和阻止火焰速度决定。它的功能是允许易燃易爆气体通过,对火焰有阻止窒息作用。在石油化工、天然气输送、制药等工业领域,可燃气体或蒸汽的管道系统中潜藏着爆炸风险。管道阻火器(Flame Arrester)作为一道关键的安全屏障,能够有效阻断火焰传播,避免灾难性事故的发生。本文将从原理、结构、应用及选型维护等角度,解析这一重要安全装置。

一、石油化工储罐阻火器设计规范核心功能与工作原理

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管道阻火器的核心使命是阻止火焰通过管道蔓延。当管道内因意外点火或回火引发燃烧时,火焰会以每秒数百米的速度扩散,引发连锁爆炸。阻火器通过其内部的阻火元件(通常为金属波纹板、丝网或蜂窝结构),将火焰分解为微小涡流,加速热量散失,最终使火焰温度降至燃点以下,实现“窒息灭火"。

011.阻火器设置标准

1.1 【 石油化工与储罐阻火器 】

在石油化工和储罐领域, 阻火器的设置是非常重要的,尤其是在防止爆炸和火灾方面。根据《阻火器的设置》(HG/T 20570.19-1995)第3部分,石 油油品储罐阻火器的设置需遵循《石油库设计规范》(GBJ74-84)的规定。对于化学油品,若其闪点≤43℃,则直接放空管道上必须设置阻火器,这包括呼吸阀放空管道。此外,当储罐内物料的工作温度达到或超过物料的闪点时,其放空管道上也需要阻火器,并需考虑环境温度变化、日光照射及加热管失控等因素。

除此之外,可燃气体在线分析设备的放空汇总管,进入爆炸危险场所的内燃发动机排气口管道等,其他必要场合也应考虑设置阻火器。

1.2 【 管道与设备阻火器 】

管道系统中阻火器的设置同样重要,主要是在可能产生爆炸性混合气体的管道中安装管道阻火器,以防范事故。比如,输送可能产生爆燃或爆轰的爆炸性混合气体的管道,在接收设备入口处应设置管道阻火器。并且,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,应在接收设备入口或试验确定的位置设置阻火器。

其科学原理基于两点:

  1. 传热效应:阻火元件的大表面积快速吸收火焰热量;

  2. 淬熄效应:狭窄通道破坏火焰自由基链式反应。


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二、石油化工储罐阻火器设计规范典型结构与分类

现代管道阻火器通常由三部分构成:

  • 外壳:耐腐蚀材质(如不锈钢)制成,承受系统压力;

  • 阻火芯:核心功能层,材质需适配介质特性;

  • 连接件:法兰/螺纹接口,确保密封性。

根据阻火能力分为两类:

  1. 爆燃型(Deflagration):适用于亚音速火焰(<340m/s),如储罐通风口;

  2. 爆轰型(Detonation):抵御超音速火焰(>1000m/s),用于长距离管道。

三、石油化工储罐阻火器设计规范关键应用场景

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  1. 储罐保护:安装在储罐呼吸阀后端,防止外部火源引燃罐内气体;

  2. 气体输送管线:拦截焊接、雷击等意外点火产生的回火;

  3. 焚烧系统:避免废气处理时火焰倒灌;

  4. 实验室安全:保护精密仪器免受可燃气体泄漏危害。

典型案例包括炼油厂加氢装置、化工厂反应釜排气系统、LNG储运终端等。

四、石油化工储罐阻火器设计规范选型与安装要点

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选择阻火器需综合考虑五个要素:

  1. 介质特性:气体爆炸等级(如IIA、IIB、IIC)、腐蚀性;

  2. 阻火等级:根据火焰速度选择爆燃/爆轰型;

  3. 工况参数:工作压力、温度范围(-196℃~550℃);

  4. 认证标准:符合API 2028、ISO 16852等规范;

  5. 安装位置:距离潜在点火源至少3米,竖直安装防积液。

五、石油化工储罐阻火器设计规范维护与检测

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阻火器需定期维护以确保效能:

  • 月度检查:外观腐蚀、密封性;

  • 年度拆解:清洗阻火芯(化学清洗或超声波清洗);

  • 性能测试:每3年通过第三方机构进行火焰淬熄试验;

  • 更换标准:压降超过设计值30%或结构损伤时强制更换。

六、石油化工储罐阻火器设计规范技术发展趋势

随着工业安全标准升级,阻火器技术正向智能化发展:

  1. 集成传感器:实时监测压差、温度并报警;

  2. 纳米涂层:提升阻火芯耐腐蚀与抗堵塞能力;

  3. 模块化设计:实现快速拆装维护;

  4. 多级阻火:组合式结构应对复杂工况。

石油化工储罐阻火器设计规范结语

管道阻火器虽体积小巧,却是工业安全链条中不可替代的一环。其价值不仅在于阻断火焰,更在于通过预防重大事故,保护人员生命、设备资产及环境安全。随着技术进步,阻火器正从被动防护转向主动安全,持续为工业安全生产保驾护航。

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石油化工储罐阻火器设计规范波纹形式

一种是由两个方向折成的波纹型的薄板材料组成,波纹之间分隔成许多小的孔隙和通道,给火焰提供了一条曲曲折折的通道。另一种由波纹薄板和平板交替缠绕在中心轴上,组成一叠带有三角形孔隙阻火层,这种结构的阻火层可以根据设计需要生产不同直径、不同厚度和不同孔隙的波纹阻火层。波纹结构阻火器经测试证明,阻火性能好,使用范围广,制造成本低,易于检查和安装等优点,所以这种结构的阻火器已被广泛使用。储油罐阻火器阻火层由几层阻火层组成一个一个整体,但层与层之间不允许留有空隙,以防止火焰由间隙通过。

石油化工储罐阻火器设计规范实验方法

该阻火器径中国科学技术大学与究所联合测试,其性能符合GB13347-92《石油气管道阻火体器阻火性能和实验方法》的规定.阻火器连续13次以亚音速火焰试验,每次都能阻止火焰的通过,可满足各种不同工艺管道的需要.

石油化工储罐阻火器设计规范标准规范

1、执行标准:GB13347-92《石油气体管道阻火器阻火性能和试验方法》、
2、SH/T3413-99《石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收》、
3、HG/T20570.19-95《阻火器的设置》。 

石油化工储罐阻火器设计规范结构特点

1、该阻火器结构合理,重量轻,耐腐蚀,阻爆性能合格
2、连续13次以亚音速火焰试验每次都能阻火。
3、易检修,安装方便。壳体水压试验合格。
4、耐烧性能合格,耐烧试验1小时无回火现象。
5、阻火器芯子采用不锈钢材料,耐腐蚀,易于清洗。

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石油化工储罐阻火器设计规范主要零部件

阀体材料碳钢WCB、不锈钢304、316、
阻火芯件材料不锈钢防爆阻火波纹板
密封件材料耐油石棉橡胶、四氟PTFE
环境温度 ℃≤480
公称压力(MPa)0.6~5.0
防爆级别BS5501:ⅡA、ⅡB、ⅡC

石油化工储罐阻火器设计规范外形结构图

FPB天燃气阻火器05.jpg

石油化工储罐阻火器设计规范主要外形尺寸

规格安装尺寸(mm)
D2DLHN-d
DN50Ø110Ø1402202354×14
DN80Ø150Ø1852802704×18
DN100Ø170Ø2053252754×18
DN150Ø225Ø2604252908×18
DN200Ø280Ø3154953058×18
DN250Ø335Ø37059532012×18
DN300Ø395Ø43565540512×23

美标外形尺寸ANSI、API、ASME

规格安装尺寸(mm)
D2DLHN-d
2"Ø120.5Ø1522202354×19
3"Ø152.5Ø1902802704×19
4"Ø190.5Ø2293252758×19
6"Ø241.5Ø2794252908×22
8"Ø298.5Ø3434953058×22
10"Ø362Ø40659532012×25
12"Ø432Ø48365540512×25

石油化工储罐阻火器设计规范维修与保养

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为了确保储油罐阻火器的性能达到安全使用目的,对阻火器应定期性进行检查,保养。
①储油罐阻火器每半年检查一次,检查阻火层芯子是否堵塞,变形,腐蚀等。
②发现被堵塞的阻火层芯子应清洗干净,确保芯子上的每个孔眼畅通,对于变形和腐蚀的阻火层应更换。
③重新安装阻火层芯子时,应保证结合面严密不得漏气。

022.石油化工储罐阻火器设计规范选用及安装注意事项

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2.1 【 阻火器选用规范 】

阻火器的选择需依据不同的工业场景,以确保其在爆炸性环境和废气处理中的有效性。根据《石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收标准》(SH/T 3413-2019),存在爆炸性混合物可能且没有其他防止火焰传播设施的管道系统和容器,应设置阻火器。不同类型的阻火器选用应依据介质特性、安装位置等因素进行。此外,安装在管道端部的阻火器宜选用爆燃阻火器,而对于安装在管道中的爆燃型阻火器,其法兰面至潜在火源的距离与管径的比值需满足特定要求。

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2.2 【 安装及注意事项 】

在安装阻火器时,布置和 注意事项同样重要,这确保了阻火器在特定条件下的有效性和安全性。按照《石油化工储运系统罐区设计规范》(SH/T 3007-2014),明确规定了哪些储罐必须安装阻火器,并对储罐的呼吸阀及阻火器在低温条件下的防冻功能作出了要求。同时,《压力管道安全技术监察规程-工业管道》(TSG D0001-2009)对放空或排气管道上必须设置放空阻火器的情况作出了详细规定。综上所述,阻火器在石油化工、储罐、管道及设备中的 设置标准、选用规范及安装注意事项需要依据详细的规范和标准,以确保安全生产。