石油化工储罐防爆阻火器设计与功能

阻火器，这一关键的安全附件，常被安装在储罐或排放可燃气体的管道上。其核心作用在于预防回火引发的火焰传播，确保油罐或管道的安全。该设备巧妙地结合了阻火芯、阻火器外壳及附件，不仅允许气体顺畅通过，还能有效阻止外部火焰的内部蔓延，从而实现防爆功能。值得注意的是，若设备或管道缺乏阻火器，或其性能不达标，都可能引发严重的生产安全事故。
阻火器，这一在石油、化工、天然气等行业广泛应用的安全装置，旨在防止火焰传播。其选型和安装设置至关重要，直接关系到生产安全。在选型时，需根据使用场所选择合适的阻火器类型，如管端型或管道型，并确保其阻火元件结构能够有效阻止火焰传播。同时，阻火器的材质也需满足特定要求，以抵抗火焰传输造成的损坏。

在安装设置方面，需确保阻火器的法兰面至潜在火源的距离符合特定要求，从而确保其阻止火焰传播的有效性。此外，还需采取措施避免雨水和灰尘落入阻火器，如设置防雨通风罩等。对于连续排放爆炸性混合物的情况，应选用耐烧型阻火器以确保安全。

此外，在选型和安装过程中，还需遵循相关标准和规范，确保阻火器的所有部件都能承受预期的机械荷载、热荷载以及流通介质的化学影响。只有这样，才能确保阻火器的正确使用和有效性，从而保障生产安全。

阻火器，这一安全装置，旨在阻止和易燃液体蒸汽的火焰蔓延。其独特之处在于，它允许气体顺畅通过，却能有效拦截火焰。这一设计最初在石油工业中大展身手，随后又逐步拓展至矿山、煤矿、水运以及化学工业等多个领域。

1.1 ❒ 石油化工储罐防爆阻火器设计与功能设计与功能

阻火器内部构造关键，通过复杂的内部结构设计，如波纹型滤芯，有效阻止火焰传播，同时允许气体流通。阻火器的内部关键部分包括壳体与滤芯，滤芯作为阻止火焰传播的核心构件，种类繁多，如充填型、板型、金属网型、波纹型以及液封型等。以波纹型阻火器为例，其滤芯巧妙地由薄不锈钢波纹带与平带交织卷制而成。火焰通过时，会被这些精细的三角形截面孔切分，从而大幅增加火焰与通道壁的接触面积，强化传热效果。此外，器壁效应也发挥了重要作用，当可燃气燃烧通过阻火元件的狭窄通道时，自由基与通道壁的碰撞几率显著增加，参与反应的自由基数量减少。当通道狭窄到一定程度时，自由基与通道壁的碰撞成为主导，自由基数量急剧下降，从而有效遏制火焰向未燃气体传播。

石油化工储罐防爆阻火器设计与功能规范概述

◆ 可燃液体和气体系统

在可燃液体常压储罐，液态烃、LNG等低温储罐的通气口和呼吸阀进、出口及其气相连通管，必须设置阻火器以防止火灾蔓延。同时，气体总管和装卸设备的相关管道系统也需配备阻火器。

◆ 火炬和燃烧设备

在火炬、焚烧炉、氧化炉等设备的燃烧入口，必须配备阻火器，以保护系统免受火焰传播的威胁。

◆ 爆炸性环境设备与管道

对于那些可能在爆炸性环境中工作的设备及管道，例如存在持续点燃源和0区的风机、真空泵、压缩机等，必须安装阻火器以确保安全。

◆ 阻火器选择与设计

选择阻火器时，必须基于介质的火焰传播速度、实际工况下的试验安全间隙值等标准，确保其符合国家及行业标准，例如《石油气体管道阻火器》GB/T13347和《石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收标准》SH/T3413。

阻火器设置细节

◆ 储罐和装卸设备

针对不同类型的储罐及装卸设备，呼吸阀上必须配备阻火器，以确保储罐的安全运行。同时，还需采取必要的防冻及防结晶措施，特别是在建罐地区的月平均气温降至0℃以下时。

◆ 爆炸性混合物管理

在涉及爆炸性混合物的管道及容器中，必须设置管道阻火器，特别关注事故工况。例如，输送爆炸性气体的风机、真空泵、压缩机等机械设备进、出口必须安装阻火器。

◆ 火炬和排放管道

确保火炬排放气在进入火炬头之前安装阻火器，以维持整体系统的安全。同时，所有相关的排放管道上也需设有阻火装置。

◆ 氢气系统与大气污染

氢气系统和大气污染治理工程中的管道也必须安装阻火器，符合相关阻火标准。比如《氢气使用安全技术规程》和《大气污染治理工程技术导则》中均有明确规定。

◆ 化工和吸附法系统

化工装置和吸附法废气治理之间的管道中应有阻火器，为防止火灾提供保障。治理系统与主体生产装置之间的管道系统必须安装阻火器，其性能应符合GB13347的标准。

02二、石油化工储罐防爆阻火器设计与功能阻火器分类

❒ 性能与场合分类

阻火器根据性能分为阻爆燃型和阻爆轰型；应用场景决定其类型选择，如放空和管道使用等，并需依据气体爆炸组别进一步分类。阻火器可分为阻爆燃型和阻爆轰型，阻爆燃型主要针对亚音速传播的火焰，而阻爆轰型则用于阻止音速和超音速传播的火焰。根据使用场合，放空阻火器和管道阻火器是其主要分类，前者通常安装在储罐或槽车的放空管道上，防止外部火焰侵入；后者主要用于密闭管路系统，防止一端火焰蔓延至另一端。

❒ 结构与适用性分类

阻火器结构取决于材质和设计，如填充型、金属丝网型等，不同结构适用于不同爆炸级别和安全间隙要求。阻火器的阻火结构也是分类的一个关键因素，常见的结构类型包括填充型、板型、金属丝网型、液封型和波纹型等。另外，阻火器的分类还与其在气体爆炸组级别的适用性有关。根据试验安全间隙（MESG）的测试结果，阻火器可分为IIA1、IIA、IIB1、IIB2、IIB3、IIB和IIC等多个组别，每个组别都对应特定的爆炸级别和MESG要求。

化工储罐阻火器与呼吸阀的协同作用

化工储罐阻火器，作为阻止易燃液体蒸汽火焰向外蔓延的安全装置，其设计遵循一系列严谨的规则。阻火内件根据混合气体的介质、组分、压力降、长径比及弯头数量进行精心设计，以确保达到特定的阻火速度。当火焰接触阻火器时，会被其内部的规则阻火元件切割成众多细小流股。这些流股在传热和器壁效应的作用下，气体被有效冷却，无法达到着火温度，从而无法形成燃烧，最终使火焰流猝灭，实现阻火目的。该产品严格遵循GB13347-92《石油气体管道阻火器阻火性能和试验方法》的标准，确保性能稳定可靠。其结构合理，阻火芯采用不锈钢材质，耐腐蚀且易于清洗。此外，壳体可选碳钢或铸钢材料，灵活满足各种工艺管道的需求。

不锈钢管道阻火器特别适用于安装在输送可燃性气体的管网中，如加热燃料气、天然气、石油液化气以及煤矿瓦斯排放等。它也能有效防止在正常操作情况下火焰在管道中的逆向传播，从而避免潜在的事故风险。经严格测试，该阻火器安全可靠，阻火速度达到1425m/s，极限速度更是高达1605m/s。同时，呼吸阀的设置也是确保储罐安全的重要环节。
5.1.3 储罐通向通气管上应设呼吸阀的情况包括：
a）用于储存甲B、乙类液体的固定顶储罐和地上卧式储罐；
b）采用氮气或其他惰性气体进行密封保护系统的储罐。
5.1.9 储罐通向大气的通气管或呼吸阀上，应安装阻火器，以确保安全。这适用于以下情况：
a）储存甲B、乙、丙A类液体的固定顶储罐和地上卧式储罐；
b）储存甲B、乙类液体的覆土卧式储罐；
c）采用氮气或其他惰性气体进行密封保护系统的储罐；
d）内浮顶储罐罐顶的通气管。

此外，乙类固定顶储罐已设置带阻火器呼吸阀，并遵循相关标准，如法兰标准、执行标准以及阻火器生产、检验和验收标准。在设置阻火器时，需确保其符合GB13347-92、SH/T3413-99、HG/T20570.19-95等标准，以确保其有效阻火。同时，阻火器的性能和实验方法需按照GB5908-86标准进行测试和验收。

03三、石油化工储罐防爆阻火器设计与功能阻火器的选型

❒ 选型依据

阻火器选型需考虑使用场所、阻火性能，以及符合实验室测试的MESG值；不同介质和环境条件对选型有显著影响。阻火器的选用需基于使用场所选择放空阻火器或管道阻火器，火焰波在管道内的传播速度影响阻火器的选择。根据可燃气体或蒸气在实际工况条件下的MESG值来确定阻火元件的通道或缝隙尺寸，从而选择合适的阻火器。对于纯组分可燃气体或蒸气，其MESG的测试值可参考相关标准；而对于多组分混合物，则需通过咨询有资质的机构、委托测试或应用经验式等方法来确定MESG值。

❒ 安装要求

阻火器须按照相关标准安装，如爆轰波吸收器方向和接近点火源的安装位置；对温度和防雨有严格要求。阻火器应安装在接近点火源的位置，安装方向必须遵循制造商提供的使用说明书，通常为确保稳定燃烧，应避免介质在阻火器内垂直向下流动，同时也要确保潜在点火源位于阻火层下方。

04四、石油化工储罐防爆阻火器设计与功能安装要求细节

❒ 标准与规范

各类标准对阻火器的连接方式、位置、防冻措施有具体规定，遵循这些标准对于安全操作极为重要。例如，《阻火器的设置》（HG/T 20570.19-1995）中明确规定了管道阻爆轰阻火器的安装方向。在《石油化工金属管道布置设计规范》（SH/T 3012-2011）中，对阻火器的安装位置作出了具体规定。

❒ 安装注意事项

安装时必须小心维护介质流动方向和阻火侧方向，确保在潜在点火源下的正确位置。安装单向阻火器时，应确保阻火侧朝向潜在的点火源，并远离炉子和加热设备，除非其阻火元件能够承受温度升高而不影响性能。

05五、石油化工储罐防爆阻火器设计与功能阻火器的维护与检查

❒ 检查与维护内容

定期检查是保障阻火器功能的关键，检查内容包括清洗、防冻措施和确保密封性；维护需遵循制造商指南。使用单位必须确立定期检查与维护保养的周期，并明确检查内容，这涵盖了质量标准的设定。定期审视火芯，确保其表面洁净，无阻塞、变形、腐蚀或冰冻现象。特别是在冬季或寒冷地区，阻火器可能因冻结而阻塞，因此需采取防冻或解冻措施。在清洗阻火器芯件时，应避免使用锋利的硬件刷洗，而应采用高压蒸汽或非腐蚀性溶剂进行吹扫。重新安装时，必须确认密封面已清洗干净、无漏气现象且无损伤，同时及时更换垫片。