上海申弘阀门有限公司
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石油化工储罐阻火器 |
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| 详细介绍 | ||||||||||||||||
石油化工储罐阻火器 上海申弘阀门有限公司 石油化工储罐阻火器言 之前介绍三台气体减压阀串联减压，现在介绍石油化工储罐阻火器本标准等同采用API RP 2210：2000《石油产品储罐通风口阻火器》(英文版)。本标准的目的是为评价在石油产品储罐通风口使用阻火器的必要性提供指导。本标准供设计新储罐或进行主体扩建的时候使用，无意追溯应用到在用储罐上。如果对在用储罐进行检查，可以以本标准作为指导。基于原油储罐通风口阻火器的应用及发展历史和国内外标准对比，重点探讨了原油储罐呼吸阀配不配阻火器的问题，通过搜集原油储罐通风口阻火器生产使用过程中存在的问题和实践经验，得出安装原油储罐通风口阻火器的必要性，对油气储运站库原油储罐通风口阻火器的应用具有指导意义。储罐呼吸系统是保障储罐安全运行和减少油料蒸发损耗的安全系统，定期对呼吸系统进行检查维护是保证储罐正常工作的重要措施。本文重点介绍储罐呼吸系统的组成及工作原理，全面阐述了储罐呼吸系统的呼吸阀、液压安全阀、阻火器的检查与维护。储罐阻火器是防止外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备、管道内或阻止火焰在设备、管道间蔓延。阻火器是应用火焰通过热导体的狭小孔隙时，由于热量损失而熄灭的原理设计制造。阻火器的阻火层结构有砾石型、金属丝网型储罐阻火器是防止外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备、管道内或阻止火焰在设备、管道间蔓延。阻火器是应用火焰通过热导体的狭小孔隙时，由于热量损失而熄灭的原理设计制造。阻火器的阻火层结构有砾石型、金属丝网型或波纹型。适用于可燃气体管道，如汽油、煤油、轻柴油、笨、甲笨、原油等油品的储灌或火炬系统、气体净化通化系统、气体分析系统、煤矿瓦斯排放系统、加热炉燃料气的管网上、也可用在乙炔、氧气、氮气、天然气的管道用品。本阀可与呼吸阀配套使用，亦可单独使用。储罐阻火器是用于安装原油、汽油、煤油、柴油、芳烃、硫等固定顶式储罐上的重要安全设备。储罐阻火器是利用器壁效应和温度效应，将火花的活性中心淬灭，以防止火焰继续向储罐内部蔓延，维持油罐安全正常的运行。我公司生产的储罐阻火器具有结构紧凑、阻火效果明显，稳定性强等特点，阻火芯件的防爆、防腐、阻火性能强，而且便于清洗，使用简单方便，适合于大多数易燃易爆的气体，与全天候呼吸阀配套使用。 防爆级别：BS 5501；IIA、IIB、IIC。
1 范围 2 规范性引用文件 3 背景 4 阻火器 5 阻火器的代用品——压力真空阀门 6 总结 7 结论 一、主要性能 1、阻爆性能合格，连续13次阻爆性能试验每次均能阻火。2、耐烧性能合格，耐烧试验1小时无回火现象。3、壳体水压试验合格。本产品结构合理，重量轻、耐腐蚀。易检修，安装方便。阻火器芯子采用不锈钢材料， 耐腐蚀易于清洗。 二、工作原理 大多数阻火器是由能够通过气体的许多细小、均匀或不均匀的通道或孔隙的固体材质所组成，对这些通道或孔隙要求尽量的小，小到只要能够通过火焰就可以。这样，火焰进入阻火器后就分成许多细小的火焰流被熄灭。火焰能够被熄灭的机理是传热作用和器壁效应。 （1） 传热作用 管道阻火器能够阻止火焰继续传播并迫使火焰熄灭的因素之一是传热作用。我们知道，阻火器是由许多细小通道或孔隙组成的，当火焰进入这些细小通道后就形成许多细小的火焰流。由于通道或孔隙的传热面积很大，火焰通过通道壁进行热交换后，温度下降，到一定程度时火焰即被熄灭。进行的试验表明，当把阻火器材料的导热性提高460倍时，其熄灭直径仅改变2。6％。这说明材质问题是次要的。即传热作用是熄灭火焰的一种原因，但不是主要的原因。因此，对于作为阻爆用的阻火器来说，其材质的选择不是太重要的。但是在选用材质时应考虑其机械强度和耐腐蚀等性能。 （2） 器壁效应 根据燃烧与爆炸连锁反应理论，认为燃烧炸现象不是分子间直接作用的结果，而是在外来能源（热能、辐射能、电能、化学反应能等）的激发下，使分子分裂为十分活泼而寿命短促的自由基。化学反应是靠这些自由基进行的。自由基与另一分子作用，作用的结果除了生成物之外还能产生新的自由基。这样自由基又消耗又生新的如此不断地进行下去。可知易燃混合气体自行燃烧（在开始燃烧后，没有外界能源的作用）的条件是：新产生的自由基数等于或大于消失的自由基数。当然，自行燃烧与反应系统的条件有关，如温度、压力、气体浓度、容器的大小和材质等。随着阻火器通道尺寸的减小，自由基与反应分子之间碰撞几率随之减少，而自由基与通道壁的碰几率反而增加，这样就促使自由基反应减低。当通道尺寸减小到某一数值时，这种器壁效应就造成了火焰不能继续进行的条件，火焰即被阻止。由此可知，器壁效应是阻火器阻火焰作的主要机理。由此点出发，可以设计出知种结构形式的阻火器，满足工业上的需要。
三、分类 储罐阻火器一般分为两类： 一类是用于大型氢气管道的阻火器。这种阻火器采用法兰连接。按管道的内径来命名规格：DN15，DN20，DN25，DN40，DN50，DN80，DN100，DN150，DN200，DN250等几种规格。 第二类是用于氢气瓶的阻火器。一般有三种： *种是接氢气瓶的（一头是螺纹M16*1。5，一头是Φ8或Φ10皮接头); 第二种是两端带螺纹(M16*1。5)的;氢气瓶阻火器 第三种是两端均带皮接头（Φ8或Φ10)
四、维修与保养 1、 为了确保阻火器的性能达到使用目的，在安装阻火器前，必须认真阅读厂家提供的说明书，并仔细核对标牌与所装管线要求是否一致。 2、 阻火器上的流向标记必须与介质流向一致。 3、 每隔半年应检查一次。检查阻火层是否有堵塞、变形或腐蚀等缺陷。 4、 被堵塞的阻火层应清洗干净，保证每个孔眼畅通，对于变形或腐蚀的阻火层应更换。 5、 清洗阻火器芯件时，应采用高压蒸汽、非腐蚀性溶剂或压缩空气吹扫，不得采用锋利的硬件刷洗。 6、 重新安装阻火层时，应更新垫片并确认密封面已清洁和无损伤，不得漏气。 ZGB-1 波纹储罐阻火器，又名ZGB-1型石油储罐阻火器，用于安装原油，汽油、煤油、柴油、芳烃，硫等固定顶式储罐上的重要安全设备。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。ZGB-1新型波纹石油储罐阻火器广泛用于石油储罐，是防止意外火种侵入罐内，防止意外事故，是储罐防火的理想产品。ZGB-1型波纹阻火器ZGB-1新型波纹石油储罐阻火器是中国石化总公司北京设计院的科研成果。并获得国家经*部天津消防科学研究所检测符合中华人民共和国国家标准GB5908-86的规定。
结构特点 1、结构合理、重量轻，耐腐蚀。 2、易检修，安装方便、检查时不用拆卸呼吸阀。 3、阻火器芯子采用不锈钢材料，耐腐蚀，易于清洗。 性能 1、阻爆性能合格，连续13次阻爆性能试验每次都能阻火。 2、耐烧性能合格，耐烧试验1小时无回火现象。 3、水压试验合格。
适用范围 1、ZGB-1新型波纹石油储罐阻火器适用于储存闪点低于28℃的甲类油品和闪点低于60℃的乙类油品。如：汽油、煤油、轻柴油、苯、甲苯、原。油等油品的储罐。 2、可与呼吸阀配套使用，又可单独使用。 3、内浮顶油罐通气管上。加油站地下油罐通气管上。 保养与维修： 为了确保阻火器的性能达到安全使用目的，对阻火器应定期进行检查、保养。 4、阻火器每半年检查一次，检查阻火芯子是否堵塞，变形，腐蚀等。 5、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。 6、重新安装阻火层芯子时，应保证结合面严密不得漏气。 产品规格： 石油储罐阻火器 产品特性： 1、结构合理、用材考究，重量轻、易检修、安全方便。 2、阻火层采用不锈钢材料，耐腐蚀性强。 波纹储罐阻火器零部件材料： 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
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀石油产品储罐通风口阻火器推荐作法 1 范围 1.1 本标准涉及了在API Std 650中定义的地面常压钢制储油罐通风口的阻火器的应用问题。 1.2 特别指出的是，本标准不包括所有的在线阻火器，如API Publ 2028列出的或船舶蒸气控制系统的阻火器。API RP 12N规定了阻火器的操作、维护和测试。API Publ 2028讨论了火焰速度分别在爆燃(火焰速度为亚音速)和爆炸(火焰蔓延速度大于音速)时对阻火器性能的影响。在爆炸时，储罐通风口的阻火器不起保护作用。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的版本。凡是不注日期的引用文件，其版本适用于本标准。
API Publ 2028 管道系统的阻火器 API RP 12N 燃烧室阻火器操作、维护和测试的推荐作法 API Std 650 钢制焊接储油罐 API Std 2000：1998 常压和低压储罐的通风 NFPA 30：1993 可燃和易燃液体规范 UL 525 阻火器
3 背景 3.1 在石油工业的早期，使用木材或锻铁制造储罐，顶盖是木制的，因此由于储罐火灾而造成的损失是很大的。闪电或其他点火源引燃了储罐内或溢出的气体造成储罐火灾。木制顶盖的渗透性和可燃性容易产生火灾并造成火势蔓延。 3.2 由于火灾以及原油和汽油木顶罐的挥发造成的损失等原因，导致了铆接钢制顶盖储罐的应用，铆接钢制顶盖储罐的密闭性又引发了储罐受控通风的需要。当储罐内部压力在限定范围内时，阀门保持紧闭，而当压力或真空超过限定范围时，阀门能及时打开，以防止储罐损坏和减少火灾损失。这种阀门开始叫做呼气阀，现在一般叫做限压通气阀或压力真空阀(PV)。 3.3 在钢制顶盖的储罐开始替代木制顶盖的储罐的过程中，人们注意到木制顶盖的储罐由于闪电而导致火灾，而钢制顶盖的储罐却能避免闪电火灾。基于这点，选用钢制顶盖的储罐用于不稳定油类的储存。这样的储罐通常都安装压力真空阀作为减少蒸发损失的手段。美国石油学会1925年的一份报告中记录这样一个事实，就是密闭的钢制顶盖的储罐与压力真空阀的结合使用能*防止闪电火灾。该报告的观点在后来的使用中得到了进一步的证实。
4 阻火器 4.1 阻火器是一种装置或构造的组合，它允许气体或气体混合物自由通过，但能阻断或阻止火焰的通过。它可以通过安装在火焰必须通过的一组细小通道的上部表面来熄灭火焰，防止火焰接触可燃气与空气的混合物。流经阻火器的气体被冷却到足够低的温度以防止受保护一侧被点燃。针对多种具体情况设计了相应有效和可靠的阻火装置，如矿工在矿井中用的安全灯的金属筛网和可燃气体检测器里烧结金属粉末的细小通道就是熄火装置的范例。 4.2 用于储存汽油和类似易燃液体储罐的阻火器可以由多种金属丝筛网、金属管组、钻孔组件，或金属平板和波纹板之间的通道制成。这样的装置已通过美国保险商实验室测试并接受，或得到工厂互助保险公司批准。批准目录提到的试验是以能产生zui大爆炸力的烃蒸气和空气混合物的浓度为基础按照限定的安装方式进行测试的。例如，阻火器暴露在大气外的管子的长度如果长于测试时阻火器的长度就违反了目录规定而无效(见美国保险商实验室的油气设备目录和工厂互助保险公司的许可原则)。对于其他挥发性气体和石油气或未按目录中所规定的方式进行安装，阻火器则难以保证有效工作。
4.3 储罐阻火器的使用和维护中遇到的主要问题及原因： a) 储罐蒸气必须通过阻火器的狭窄通道，由于摩擦损失会降低流量，这样其流量就比同等尺寸的敞开管道或安装了压力真空阀的通气管道小。所以，选用阻火器时必须考虑压降。 b) 狭窄通道可能被灰尘、垢、聚合物或气体中的杂质阻塞。必须制定严格的维护程序以避免阻塞导致的压力或真空对储罐顶部造成损坏。 c) 在某些石油储罐底部的积水能使挥发气的湿度增大。在结冰的天气，冰会堆积并阻塞阻火器，危及储罐。外部的结冰环境也能引起阻火器阻塞。为了对结冰情况进行补救，必须对阻火器进行加热或拆掉阻火器。由于拆除阻火器会使保护作用失效，因此可能需要伴热。 d) 由于需要对阻火器进行周期性检查和清洁，也会增加在重新组装时产生错误的可能性，可能会使阻火器阻断火焰的作用失效。 e) 即使在理想的条件下，阻火器也不是*可靠的。虽然在美国保险商实验室测试中使用的烃蒸气和空气的混合物是一种zui可能在狭窄通道闪燃的混合物，但有证据显示浓度更高的混合物在阻火器入口可能产生燃烧，并对装置产生热损坏，致使阻火器失去阻止火焰蔓延的作用。美国保险商实验室的UL 525包括了“持久燃烧的测试”和“连续的火焰测试”来测试潜在的回火。阻火器分类Ⅰ是按照“持久燃烧的测试”进行测试的，要求在阻火器出口至少燃烧2h不产生回火；分类Ⅱ是按照“持续的火焰测试”来设计抗回火能力的，测试是在阻火器出口处每隔1h进行10 min的燃烧来进行的。 f) 维护人员应能安全接近阻火器，以避免人员风险，提高工作效率。
5 阻火器的代用品——压力真空阀门 5.1 美国国家防火协会的NFPA 30许可在某些环境下，压力真空阀门可以作为阻火器的替代。这个许可是基于自1920年开始的测试而作出的，并由许多年的经验作为补充。 5.2 即使是在具有zui大易燃性的混合物中，如果流速超过临界值，火焰就不能通过出口产生回火。由美国矿产局(the Bureau of Mines)和其他部门所作的有关汽油和空气的混合物通过储罐敞开通风口的试验表明，其临界值大约为3m/s(10ft/s)。在一个即将关闭的阀门中，当上游压力降低到低于19mm(3/4in)水压时，通过阀瓣底座的速度超过临界值的两倍。火焰的蔓延不可能与气体的流向相反，即不可能从低压流向高压方向。在这些试验中，阀门被关闭后，上游压力也按实验中设定的减小，火焰也就熄灭了。 5.3 试验表明在某些环境下在阀门出口长时间的燃烧会损坏阀门以至阀门不能关闭。在这样的情况下，如果流速小于临界值，且罐内存在易燃混合物，就可能产生回火。 6 总结 6.1 理论上储罐通风口产生回火需要有下面两种情况同时发生，即通风口附近有点火源，同时从通风口处排出的易燃混合物可以传送火焰。 6.2 通常明火当然是不准接近储罐通风口附近的。对于飘落余烬，除非仍在燃烧，否则对于石油蒸气来说不算明火。闪电是潜在的火源，这已经被有不断释放挥发气的烟囱被闪电引燃的事件所证实。然而这些烟囱通常比储罐通风口更高，且更容易成为被闪电击中的目标。 6.3 必须考虑混合物产生回火能力的有效性。油品储存在低于它们闪点的温度时在蒸气空间里不会产生可燃混合物。原油和汽油产生的混合物一般都很浓不能使火焰蔓延。而排放出的蒸气如果点燃了就会像火把一样燃烧直到它的流动停止时火焰才会熄灭。如果储罐里储存了有挥发性馏分的原油、汽油或相似的碳氢化合物并且吸入了大量的空气，储罐蒸气空间的混合物就可能被冲淡而达到可燃的浓度。然而，这样的状态可能是短暂的。当然，少量油品在正常的大气条件下产生可燃混合物，对于这样的情况应作为例外对待，并加以特别的考虑。 6.4 必须检查储罐排气条件。无论是由于充装还是周围环境情况发生变化，排气的时间不大可能超过总时间的一半。 6.5 在恰好的位置和时间上有两个不太可能同时发生的事件，即易燃混合物的流出和火源的存在(如闪电同时出现了)，就可能通过开放的储罐通风口产生回火。有关记录证实这两种情况同时发生的可能性很低。 6.6 大多数公司接受了密闭的钢制罐顶和压力真空阀门能提供保护的结论。除压力真空阀之外，不一定要安装阻火器提供额外的保护。美国石油学会的API Std 2000：2000的4.4.1.2和美国国家防火协会的NFPA 30的2.3.5.6表明，安装压力真空阀门后，除通风外储罐始终处于关闭状态的情况下，没有必要再考虑安装阻火器。
7 结论 由实际经验证实的，基于工程分析和试验的系统评估表明：无论从技术上还是经验上都没有要求室外地面原油储罐必须在安装压力真空阀门后再安装阻火器。从实际安全考虑，并不鼓励在通风口上使用阻火器以防止可能出现新的失效形式而造成储罐损失，除非用户能对阻火器进行必要的维护以确保所要求的通风能力。与本文相关的论文：自力式煤气调压阀组 |
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