VOCs安全防爆 | 非穩態(tài)穩態(tài)阻爆轟阻火器區別及技術(shù)要求
石油化工行業(yè)涉及到大量易燃易爆液體和蒸汽的運輸、儲存和加工。非穩態(tài)阻爆轟阻火器適用于管道布置復雜情況下的阻火安全防范。管道非穩態(tài)爆轟阻火器旨在防止在不穩定爆轟、穩定爆轟和爆燃的最嚴重條件下在管道中傳播氣體或蒸汽爆炸;非穩態(tài)阻爆轟得阻火速度/壓力與穩態(tài)阻爆轟阻火器相比,遠高于穩態(tài)阻爆轟阻火器得阻火速度/壓力。
阻火器是最后一道物理阻爆、隔爆手段,能夠有效阻滅火焰蔓延,防止群罐火災和爆炸,減少爆炸事故造成的損害。阻火器通常安裝在火炬管線(xiàn)、儲罐油氣處理管線(xiàn)、燃料氣裝置管線(xiàn)或者焚燒爐和風(fēng)機等設備的進(jìn)出口,可有效阻滅火焰,同時(shí)確保介質(zhì)流動(dòng)通暢。但是,針對實(shí)際工況進(jìn)行潛在風(fēng)險評估分析,選擇正確的阻火器至關(guān)重要。比如:汽車(chē)裝卸站、火車(chē)裝卸站、油氣回收管線(xiàn)等管道彎頭較多,潛在風(fēng)險較大的位置應當選擇非穩態(tài)阻爆轟阻火器。因為,這些管線(xiàn)內很難確定火焰傳播到阻火器的安裝位置處,就是穩態(tài)傳播。彎頭以及限流裝置都會(huì )導致火焰的傳播狀態(tài)迅速發(fā)生改變。
下面是火焰在管道內傳播時(shí),火焰速度變化規律圖:
對于爆轟火焰的傳播:因為化工場(chǎng)所經(jīng)常存在多個(gè)彎管和限流措施(例如閥門(mén)),將導致火焰傳播規律發(fā)生變化,由層流轉向湍流,迅速加快火焰傳播速度/壓力。
因此,非穩態(tài)阻爆轟阻火器是防止火焰在管道內傳播得最優(yōu)選擇。
很簡(jiǎn)單,因為火焰在管道內傳播時(shí),火焰傳播規律是由爆燃經(jīng)過(guò)非穩態(tài)爆轟再至穩態(tài)爆轟,由于介質(zhì)復雜、彎頭和限流裝置較多、L/D值無(wú)法確定在穩態(tài)火焰傳播區間等等因素,很難預測穩態(tài)火焰得區間,那么選擇非穩態(tài)爆轟阻火器是必須的。
分析評估出潛在的火源或者要保護的裝置,在潛在產(chǎn)生火源的位置/設備進(jìn)出口可裝阻爆燃阻火器,前提距離滿(mǎn)足L/D要求(IIB-IIC要求L/D≤30,IIA-IIB3要求L/D≤50)。注意工作壓力、溫度和介質(zhì)等級要對應ISO16852的要求。
非穩態(tài)爆轟阻火器必須通過(guò)ISO16852型式測試認證,并根據ATEX指令2014/34/EU批準。同時(shí)取得ATEX過(guò)程質(zhì)量體系認證,加強產(chǎn)品質(zhì)量體系的管控;或取得USCG認證。
以下數據舉例來(lái)源于FURSON(江蘇復森)8850非穩態(tài)阻爆轟阻火器、8840穩態(tài)阻爆轟阻火器在歐洲IBExU測試的數據。
江蘇復森是國內唯一一家在歐洲IBExU同時(shí)通過(guò)非穩態(tài)阻爆轟阻火器與穩態(tài)阻爆轟阻火器測試的阻火器制造商,因此才能夠獲得在同樣測試條件下兩種爆轟阻火器的測試數據對比。
8850非穩態(tài)阻爆轟阻火器測試的火焰速度與壓力如下:
DN200的8850非穩態(tài)阻火器測試顯示:非穩態(tài)爆轟火焰傳播速度可達到3704m/S, 火焰壓力高可達11.94 Mpa。
8840穩態(tài)阻爆轟阻火器測試的火焰速度與壓力如下:
DN200的8840穩態(tài)爆轟阻火器測試顯示:穩態(tài)爆轟火焰傳播速度可達2284 m/s; 火焰壓力高可達6.75Mpa。
由上述非穩態(tài)爆轟火焰與穩態(tài)爆轟火焰傳播數據對比可見(jiàn):
非穩態(tài)爆轟火焰傳播所產(chǎn)的火焰速度與壓力超出穩態(tài)爆轟火焰接近1倍。
顯而易見(jiàn),非穩態(tài)爆轟阻火器可以阻止穩態(tài)爆轟火焰;但是穩態(tài)爆轟阻火器不能夠阻止非穩態(tài)爆轟火焰,兩者差別過(guò)大。
下面是阻爆燃阻火器、穩態(tài)阻爆轟阻火器、非穩態(tài)阻爆轟阻火器的形式對比:
在管道阻火本質(zhì)安全設計中,非穩態(tài)阻爆轟阻火器是更優(yōu)選擇!
關(guān)于ISO16852-2016 阻火器-性能要求、試驗方法和適用范圍中文及英文版本。
石油化工儲運罐區VOCs治理項目油氣連通工藝實(shí)施方案及安全措施指導意見(jiàn)中國石化安技〔2018〕33號-罐頂油氣連通 注:?jiǎn)为氀b訂關(guān)于加強儲罐罐頂油氣連通安全運行的通知2020一號文。