化工石油气非稳定爆轰型管道阻火器选用分析

这些标准规范对阻火器的选型规定的信息较少，尤其是管道阻火器具体选用阻爆燃型还是阻爆轰型的内容更少。具体选用阻爆燃型还是阻爆轰型，应根据潜在或已知着火点距离阻火器的距离进一步判定，但在实际生产过程中，很难确切预知可能的火焰位置，因此选择阻爆轰型管道阻火器情况较为常见。

1.化工石油气非稳定爆轰型管道阻火器选用分析阻火器的分类

1.1.阻火器按阻火性能可划分为爆燃型、稳定爆轰型、非稳定爆轰型。

1.2.阻火元件的结构形式可分为波纹板式、平行板式、多孔板式、金属丝网式和填料式。

1.3.阻火器按最大试验安全间隙（MESG）测试气体爆炸组级别应分为：

(1)适用于ⅡA1级（MESG≥1.14mm）气体阻火器；

(2)适用于Ⅱ（MESG>0.9mm）气体阻火器；

(3)适用于ⅡB1级（MESG≥0.85mm）气体阻火器；

(4)适用于IⅡB2级（MESG≥0.75mm）气体阻火器；

(5)适用于ⅡB3级（MESG≥0.65mm）气体阻火器；

(6)适用于ⅡB级（MESG≥0.5mm）气体阻火器；

(7)适用于ⅡC级（MESG<0.5mm）气体阻火器。

2化工石油气非稳定爆轰型管道阻火器选用分析.阻火器的选用

管道中使用的阻火器类型，可以是爆燃型也可以是爆轰型，确定选用哪种类型阻火器的主要因素，取决于是否明确预知点火源的确切位置。ISO16852中，按最大试验安全间隙（MESG）测试气体爆炸组别混合气体的火焰在管道中理想加速过程见图1，图1是纯理论的估算结果（即火源和阻火器之间无弯曲、无扰流障碍），对于ⅡA1、IⅡA、IⅡB1、IIB2和ⅡB3气体组别，当Lu/D≤50时是爆燃区间，对ⅡB和ⅡC气体组别，当Lu/D≤30时是爆燃区间，可以使用爆燃型；但实际的管道系统不等同于理论假设，因此制造商需提供设计和测试限定的距离要求，以确保安全；在实际工程中，往往很难确切预知可能的火焰位置，因此安装在管道中的阻火器通常选用爆轰阻火器。

《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）第6.2条给出了阻火器的选用原则。

(1)爆炸性混合物连续排放时间大于或等于30min时，应选用耐烧型阻火器。

(2)安装在管道端部的阻火器宜选用爆燃阻火器。    

(3)安装在管道端部的阻火器应设有防雨通风罩或其他避免雨水和灰尘落入的措施。

(4)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（Lu）与管径（D）的比值应满足以下要求：

a）适用于爆炸组级别为ⅡA1、ⅡA、ⅡB1、ⅡB2和ⅡB3的阻火器，Lu/D≤50；

b）适用于爆炸组级别为ⅡB和ⅡC的阻火器，Lu/D≤30；

c）除满足本标准6.2.10a）款或b）款外，还应满足制造商提供的设计和测试限定的距离要求；

d）对于未识别点火源位置的，不得使用爆燃阻火器。

(5)安装在管道中的稳定爆轰型阻火器，其法兰面至潜在火源的距离要求应由制造商提供；当安装距离不能满足要求时应选用非稳定爆轰型阻火器。

(6)储罐顶部的油气集合管道系统、装卸设施的油气排放（或回收）系统的总管及分支管道应选用稳定爆轰型阻火器，阻火器宜靠近罐、容器或设备安装。

(7)下列管道上使用阻火器应具有双向阻火功能：甲B、乙类液体储罐之间气相连通管道的分支管道；装卸设施的油气排放或回收管道的分支管道。

《油气回收处理设施技术标准》（GB/T 50759-2022）相关条款。

(8)第3.0.9条，阻火器的形式应根据油气组成及其安装位置等综合确定，设计流量下的压降不宜大于0.3kPa。

(9)第5.1.3条，与储罐、装车鹤管和气相臂连接管道上应设爆轰型阻火器。

(10)第5.1.6条，当用于易聚合、结晶等导致堵塞的场合时，管道阻火器两端宜设置压力监测，并应采取防堵措施。

(11)第5.1.7条，储罐呼吸阀应配置阻火器，阻火器应为耐烧爆燃型。    

化工石油气非稳定爆轰型管道阻火器选用分析

化工石油气非稳定爆轰型管道阻火器选用分析

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。

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。不锈钢防爆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。

实验方法

该阻火器径其性能符合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.

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》。 

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。

化工石油气非稳定爆轰型管道阻火器选用分析主要零部件

外形结构图

化工石油气非稳定爆轰型管道阻火器选用分析主要外形尺寸

3.化工石油气非稳定爆轰型管道阻火器选用分析阻火器的安装要求

《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）第6.2条及解释条款给出了阻火器的安装原则。

基于国际上现行的关于阻火器的标准和工程实践经验，阻火器的安装需要注意的事项如下：

(1)阻火器安装时要确认介质流向和安装方向的限制要求，制造商提供的使用说明书中要包含此内容。通常情况下，稳定燃烧的阻火器要避免介质垂直向下流动，且潜在点火源处于阻火层下方的情况。

(2)阻火器安装时要避免凝结液积聚，防止造成管道堵塞或阻力降超出预期的运行状况。

(3)对于管道中安装的爆燃阻火器，安装的位置要尽量靠近潜在的火源处，最大距离不要超过允许的管道长度与管道公称直径比值的要求，此比值需由制造商提供。管道中安装的稳定爆轰阻火器的位置，要根据制造商提供的最小和最大测试距离确定。管道中安装的非稳定爆轰阻火器的安装位置无限制要求。

(4)连接在点火源（非保护侧）一侧的管道的公称直径要小于或等于阻火器的公称直径。连接在受保护侧的管道的公称直径要等于或大于无保护侧的公称直径。除制造商的产品说明书有明确说明外，潜在点火源和爆燃阻火器之间不要安装截面减小的管件。对于在运行期间打开，并且不会减少自由流动面积的阀门，可以安装在潜在点火源和爆燃阻火器之间的管道中。非保护侧的管道支管和阀门要尽可能靠近爆燃阻火器安装。

(5)配有防风罩的管道端部安装的阻火器，该阻火器的安装环境要保证防风罩打开时不阻碍阻火器上的稳定燃烧。    

(6)对于管道端部安装的阻火器，在确保冒出的混合物着火后，火焰能不受阻碍地垂直向上燃烧，并从阻火器垂直向上延伸至安全区域，以避免由于热反射而加热阻火器元件。

(7)对于管道端部安装的阻火器，当两个及以上阻火器集中安装时，要避免相互间的热干扰，具体的注意事项如下：

a）阻火器间净距不要小于5倍阻火器最大直径距离；

b）阻火器出口的标高要保持一致。

(8)在特定的操作条件下，通过阻火器的介质可能会凝结、冻结，导致阻火元件间隙变小，从而发生事故。建议采取加热、保温等预防措施。加热、保温措施中要注意以下事项：

a）管道端部安装的耐烧阻火器的户外防护罩不要保温，管道中安装的耐烧阻火器不要保温；

b）加热介质的最高温度不要超过阻火器最高工作温度25℃，且不要超过工艺介质自燃点温度的80%；

c）保温层不要影响阻火器排凝口的畅通。

(9)在分支管道上安装阻火器时，阻火器的布置要符合制造商的要求和建议。制造商没有明确要求时，分支管道上阻火器的布置要注意以下事项：

a）分支管道上要用稳定爆轰阻火器，其配管设计中要合理确定阻火器在管道上的位置，以避免爆炸传播引起的管道应力造成阻火器破坏或失稳。

b）在主管道的盲端和变径部位附近的分支管道上安装阻火器时，盲端和变径部位至分支管道的直管段长度要大于20倍主管管径，且不小于3m；分支管道与主管道成垂直连接或连接处为非平滑过渡时，阻火器端面至主管道的净距要大于5倍支管管径（最小0.5m）且要小于50倍支管管径，或阻火器端面至主管道的净距要大于120倍支管管径（见图2）。    

c）分支管道与主管道使用大于90°且为平滑过渡的连接件连接时，阻火器端面至主管道的净距要大于120倍支管管径（见图3）。

(10)为便于阻火器检维修，安装于管道中的阻火器通常采用法兰连接，阻火器的前后要有能够满足阻火器检维修的安全置换（吹扫）、隔离设施，这些安全置换、隔离设施应该尽量处于阻火器规定的顺直、平滑管段之外，只要管道系统中有可以切除阻火器的阀门、吹扫接头等隔离的设施就可以，尽量不要靠近阻火器设置。    

(11)阻火器靠近炉子和加热设备安装时，需要考虑阻火元件所达到的温度不能超过150℃，安装时应当尽量远离炉子和加热设备。但对于爆炸组级别为ⅡA1、ⅡA、IB1、ⅡB2和ⅡB3的可燃气体，当选用爆燃阻火器时，阻火器与火源的距离不能大于50D；对于爆炸组级别为ⅡB和ⅡC的可燃气体，当选用爆燃阻火器时，阻火器与火源的距离不能大于30D。如果爆燃阻火器允许的最大安装距离不能保证使用温度的要求，可以采取如下两种措施：一是定制可以承受预计产生的高温的阻火器；另一个就是选用爆轰阻火器，选用爆轰阻火器时，其距火源的安装距离要超过不稳定爆轰的范围，通常认为大于120D是可以确保处于稳定爆轰范围的。

其他规范、规程也给出阻火器安装的一些具体要求。

(12)《阻火器的设置》（HG/T 20570.19-1995）第5.0.3条，对安装方向作出了规定：安装管道阻爆轰阻火器时，要注意其爆轰波吸收器应朝向有可能产生爆轰的方向，否则将失去阻爆轰的作用。第5.0.4条规定：阻火器与管道的连接一般为法兰连接，小直径的管道采用螺纹连接。

(13)《石油化工金属管道布置设计规范》（SH/T 3012-2011）对安装位置作出了规定：

1）第6.2.4条，氢气放空管上的阻火器应靠近放空口端部布置。

2）第11.2.1条，加热炉燃料气主管上的管道阻火器应靠近加热炉布置，并便于检修，管道阻火器与燃烧器距离不宜大于12m。

3）第11.2.2条，储罐用的阻火器应直接安装在储罐顶的管口上。

4）第11.2.3条，常压放空排气管道的阻火器宜设布置在排气管道的末端。    

(14)《压力管道安全技术监察规程》（TSG D0001-2009）第一百四十六条对阻火器安装，提出了如下要求：

1）管端型放空阻火器的放空端安装防雨帽；

2）工艺物料含有颗粒或者其他会使阻火元件堵塞的物质时，在阻火器进、出口安装压力表，监控阻火器的压力；

3）工艺物料含有水汽或者其他凝固点高于0℃的蒸汽（如醋酸蒸汽等），有可能发生冻结的情况，阻火器设置防冻或者解冻措施，如电伴热、蒸汽盘管或者夹套和定期蒸汽吹扫等，对于水封型阻火器，可以采用连续流动水或者加防冻剂的方法防冻；

4）阻火器不得靠近炉子和加热设备，除非阻火元件温度升高不会影响其阻火性能；

5）单向阻火器安装时，阻火侧朝向潜在点火源。

阻火器的安装和使用需遵循国家标准和行业规范，核心要求如下：

一、安装位置

‌储罐阻火器‌：直接安装在储罐顶的管口上。

‌管道阻火器‌：

输送爆炸性混合气体的管道，应在接收设备入口处设置。

加热炉燃料气主管上的阻火器，应靠近加热炉布置，与燃烧器距离不宜超过12米。

常压放空排气管道的阻火器，宜设在排气管道的末端。

二、材质与连接形式

‌材质‌：需耐腐蚀、耐高温，如碳钢、不锈钢。

‌连接方式‌：螺纹、法兰等。

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三、试验要求

‌水压试验‌：

阻爆燃型阻火器：承受1.0MPa和10min水压试验无渗漏。

阻爆轰型阻火器：承受3.0MPa和10min水压试验无渗漏。

‌阻爆试验‌：至少进行13次测试，点火位置距阻火器不得小于1.5m。

四、标准依据

‌国家标准‌：

GB 5908-xxxx《阻火器》。

GB/T 20801.6-2020《压力管道规范工业管道 第6部分:安全防护》。

‌行业规范‌：

HG/T 20519-1995《阻火器的设置》。

SH3012-2011《石油化工金属管道布置设计规范》。

五、适用场景

‌石油储罐‌：直接放空管道、呼吸阀进/出口。

‌管道系统‌：输送爆炸性混合气体的管道。

‌燃烧设备‌：火炬、焚烧炉、氧化炉等入口。