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1、石化阻火器呼吸閥設(shè)計規(guī)范

      1.1呼吸閥、阻火器最主要的安全保護(hù)措施

   按照AQ/T3033要求進(jìn)行過程危險源分析（PHA),進(jìn)行安全設(shè)施設(shè)計。化工過程的危險源的后果有超壓、火災(zāi)、爆炸、中毒及有害物質(zhì)泄放等。呼吸閥、阻火器是防止或減緩這些風(fēng)險的主要安全設(shè)施。

1.2 呼吸閥、阻火器在安全保護(hù)層分析（LOPA)中的定位

從典型的安全保護(hù)層圖可看出呼吸閥和阻火器是預(yù)防事故發(fā)生的最后一層保護(hù)層。（阻火器也可作為減輕事故后果的保護(hù)層）。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，石油、化工、燃?xì)獾裙I(yè)領(lǐng)域的火災(zāi)事故風(fēng)險不斷加大。管道阻火器作為一種重要的防火設(shè)備，在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。本文將對管道阻火器的應(yīng)用背景、作用機(jī)理、應(yīng)用場景、安裝和維護(hù)、安全注意事項以及未來的發(fā)展前景進(jìn)行探討。

一、石化阻火器呼吸閥設(shè)計規(guī)范的應(yīng)用背景

在石油、化工等工業(yè)領(lǐng)域，管道是傳遞原料、產(chǎn)品的重要通道，也是潛在的火災(zāi)源頭。由于管道內(nèi)流動的介質(zhì)多為易燃易爆物質(zhì)，一旦發(fā)生泄漏或火焰?zhèn)鞑ィ瑢θ藛T和財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。因此，在工業(yè)防火中，管道阻火器的作用至關(guān)重要。

二、石化阻火器呼吸閥設(shè)計規(guī)范的作用機(jī)理

管道阻火器的工作原理基于燃燒動力學(xué)。當(dāng)火焰進(jìn)入阻火器時，通過設(shè)計合理的通道結(jié)構(gòu)使火焰速度減緩、熱量散失，同時對火焰進(jìn)行切割、撲滅，從而阻止火焰在管道內(nèi)的傳播。阻火器的關(guān)鍵作用在于破壞火焰的傳播條件，如減小火焰速度、降低火焰溫度、消除可燃物等。

三、管道阻火器的應(yīng)用場景

管道阻火器廣泛應(yīng)用于石油、化工、燃?xì)獾裙I(yè)領(lǐng)域中，主要涉及以下場景：

石油化工行業(yè)：石油化工企業(yè)中的各種油品、化學(xué)品的輸送管道都需要安裝阻火器，以防止火災(zāi)事故的擴(kuò)散。

燃?xì)庑袠I(yè)：燃?xì)夤艿乐腥舭l(fā)生泄漏或燃燒，會對周圍環(huán)境和人民生命安全造成嚴(yán)重影響。因此，燃?xì)夤艿雷杌鹌鞯脑O(shè)置至關(guān)重要。

其他行業(yè)：除上述行業(yè)外，涉及易燃易爆物質(zhì)的工業(yè)領(lǐng)域，如制藥、造紙、食品加工等，也需要使用管道阻火器。在這些場景中，管道阻火器的應(yīng)用能夠有效地阻止火焰的傳播，降低火災(zāi)事故的損失。

1.3（1）石化阻火器呼吸閥設(shè)計規(guī)范裝置大型化，園區(qū)綜合化

大型石油化工裝置可以達(dá)到規(guī)模效益，而以產(chǎn)業(yè)鏈組織的超大型的化工園區(qū)更可以達(dá)到節(jié)約投資、土地和成本的目的。這樣同時也帶來了安全和環(huán)境問題。例如大型儲罐、設(shè)備和物料輸送管網(wǎng)系統(tǒng)都可能成為重大的污染源和危險源。為了防止超壓、超真空造成儲罐破壞，限制VOC排放，以及防止發(fā)生火災(zāi)、爆炸和二次爆炸重大事故，必須采用有效的，適用的呼吸閥和阻火器防止事故和控制事故擴(kuò)大。呼吸閥除了常規(guī)的重力式和緊急釋放閥之外，還有先導(dǎo)式、防爆燃或防爆轟的全天候阻火呼吸閥，防凍或防聚合呼吸閥等。阻火器除了一般的阻爆燃或阻爆轟的管端或管道阻火器之外，還有耐短時或持久燃燒之分，阻穩(wěn)定或不穩(wěn)定爆轟之分、動力型、水力型以及液體阻火器等。可以滿足不同介質(zhì)、過程和使用條件的需要。

（2）石化阻火器呼吸閥設(shè)計規(guī)范

國家安全和環(huán)保法規(guī)要求限制易揮發(fā)有機(jī)化合物（Volatile  Organic  Compound, VOC）的發(fā)散，儲罐（尤其是大型儲罐）是VOC的主要發(fā)散源。通常采用呼吸閥控制VOC的發(fā)散，但一般的重力式呼吸閥的超壓達(dá)到100%，其VOC發(fā)散量相對于自由排放只能減少約1/3，（據(jù)估算3000m3的汽油罐發(fā)散量約9.78噸/年），若采用先導(dǎo)型或高性能重力式呼吸閥，超壓可減至≤10%，按10%超壓計，發(fā)散量可降至5.31噸/年，即減少約46%。若將罐區(qū)的發(fā)散物用總管系統(tǒng)收集處理（火炬，焚燒或洗滌、回收），進(jìn)一步限制VOC發(fā)散。則要考慮呼吸閥出口的背壓問題。就需要采用先導(dǎo)型呼吸閥，或者設(shè)置風(fēng)機(jī)，同時要考慮設(shè)置、管道阻火器。

2、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)的差距

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)滯后，更新周期長，體系不完善（不配套產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)多、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)少）甚至還有矛盾。

2.1 呼吸閥

2.1.1呼吸閥和緊急泄放裝置選用規(guī)定

1）在90年代出版的手冊資料（如：《石油庫管理手冊》，1990；《油庫設(shè)計與管理》，1991；《煉油廠油品儲運》，1999等），簡單的僅根據(jù)“油罐的進(jìn)、出油量"選用呼吸閥的規(guī)格（型號、尺寸）和個數(shù)。

2）SH/T3007-2007《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，只根據(jù)“儲罐的熱呼吸量及最大進(jìn)（出）液體量選用呼吸閥的個數(shù)、公稱直徑，沒有考慮火災(zāi)工況的緊急泄放。

3）在王松漢主編的《石油化工設(shè)計手冊第4卷：工藝系統(tǒng)設(shè)計》（2002）；以及張德姜等主編的《石油化工裝置工藝管道安裝設(shè)計手冊》第1篇“設(shè)計與計算"（2009）中，引用API std 2000-1982第3版，較全面地考慮熱呼吸和物料進(jìn)、出量，也考慮了火災(zāi)工況的緊急泄放量，選用呼吸閥和緊急泄放裝置。現(xiàn)在有些工程公司和設(shè)計院已采用API std 2000-1998,第5版。

4）在選用呼吸閥時，往往沒有考慮呼吸閥產(chǎn)品的超壓性能。國內(nèi)一般重力式呼吸閥廠家也不標(biāo)注超壓值（實際上大多超壓高達(dá)≥100%）。超壓大，不僅增加VOC發(fā)散量，影響環(huán)境污染，而且不利于儲罐的超壓保護(hù)；或者當(dāng)呼吸閥達(dá)不到泄放量時，使緊急泄放閥打開。

2.1.2石化阻火器呼吸閥設(shè)計規(guī)范氣封和設(shè)置阻火器的規(guī)定

GB 50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》6.2.19條規(guī)定：“甲B、乙類液體的固定頂罐應(yīng)設(shè)阻火器和呼吸閥；對于采用氮氣或其他氣體氣封的甲B、乙類液體的儲罐還應(yīng)設(shè)置事故泄放設(shè)備"。

這條規(guī)定表述不完善,會使人產(chǎn)生疑問：

1) 甲B、乙類液體的內(nèi)浮頂罐是否應(yīng)設(shè)置阻火器和呼吸閥？若采用氣封是否要設(shè)置事故泄壓設(shè)備？

2）氣封是否是設(shè)置事故泄壓設(shè)備的必要條件？設(shè)置事故泄壓設(shè)備的條件應(yīng)為火災(zāi)工況及其他事故工況？ 如1NG儲罐的翻滾（Rollover)工況。

2.1.3 呼吸閥排放氣體總管和回收、處理系統(tǒng)設(shè)計。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)沒有提供這方面的設(shè)計準(zhǔn)則。

2.2石化阻火器呼吸閥設(shè)計規(guī)范阻火器

2.2.1阻火器類型少

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)都是阻爆燃或阻爆轟的管端或管道阻火器。ISO16852 2008中的阻火器有：

(1)   管端阻爆燃阻火器（耐短時間燃燒或耐持久燃燒）

(2)   管道阻爆轟阻火器（耐短時間燃燒或耐持久燃燒）

(3)   預(yù)置空間阻火器

(4)   無節(jié)流的阻穩(wěn)定爆轟阻火器（耐短時間燃燒或耐持久燃燒）

(5)   有節(jié)流的阻穩(wěn)定爆轟阻火器（耐短時間燃燒或耐持久燃燒）

(6)   無節(jié)流的阻不穩(wěn)定爆轟阻火器（耐短時間燃燒或耐持久燃燒）

(7)   有節(jié)流的阻不穩(wěn)定爆轟阻火器（耐短時間燃燒或耐持久燃燒）

(8)   動力型阻火器（高速放空閥）

(9)   水力型阻火器

(10)  液體產(chǎn)品阻火器（水封或底閥）標(biāo)準(zhǔn)包含的阻火器可滿足各種石油化工產(chǎn)品和過程工業(yè)的不同需要。

2.2.2石化阻火器呼吸閥設(shè)計規(guī)范分級規(guī)定不合理，甚至不分級

阻火性能國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對于管端阻火器（不分阻爆燃或阻爆轟）只有一種試驗混合氣體（石腦油 蒸汽1.9±1%或丙烷蒸汽4.3±0.215%）進(jìn)行阻燃試驗；也只用一種混合氣體（石腦油 蒸汽3±0.2%或丙烷蒸汽4±0.4%）進(jìn)行耐燃試驗。亦即管端阻火器沒有分級，只有一種阻火及耐燃性能。

管道阻火器只分為兩種，阻爆燃型采用一種混合氣體（丙烷4.3±0.2%）進(jìn)行阻火試驗，阻爆轟型也采用一種混合氣體（丙烷7.2±0.2%）進(jìn)行阻火試驗，也沒有細(xì)分。而且在2006年實施的TSG D7002-2006《壓力管道元件型式試驗規(guī)則》規(guī)定所有阻火器（不論管端、管道、阻爆燃、阻爆轟）都用一種氣體（溶解乙炔氣）做阻火試驗（這個強(qiáng)制性法規(guī)還規(guī)定了試驗的單位）。不知其試驗的依據(jù)是什么。

石化阻火器呼吸閥設(shè)計規(guī)范的安裝和維護(hù)

1. 安裝方法：

在安裝管道阻火器時，需要考慮以下因素：

a. 設(shè)備的選型：根據(jù)管道的直徑、流量和使用場合選擇合適的阻火器型號。

b. 安裝位置：選擇便于維護(hù)和檢測的位置，同時需要考慮不影響工藝流程。

c. 安裝方式：可采用法蘭連接、焊接或螺栓連接等方式進(jìn)行安裝。

1. 維護(hù)保養(yǎng)：

為確保管道阻火器的正常工作，需定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)：

a. 定期檢查：至少每年對阻火器進(jìn)行檢查一次，包括外觀、通道暢通性等。

b. 清洗保養(yǎng)：定期清除阻火器內(nèi)部的雜物、灰塵等，以保持通道暢通。

c. 性能測試：定期對阻火器進(jìn)行性能測試，如使用火焰?zhèn)鞑ピ囼灥龋源_保其功能正常。

五、石化阻火器呼吸閥設(shè)計規(guī)范安全注意事項

使用管道阻火器時，需要注意以下安全事項：

1. 嚴(yán)禁隨意拆卸、修理或更改阻火器，需由專業(yè)人員進(jìn)行操作。

2. 在運輸、儲存和使用過程中，應(yīng)避免對阻火器造成損傷或變形。

3. 在進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時，應(yīng)注意使用正確的工具和方法，避免損壞阻火器。

4. 未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的人員不得進(jìn)行阻火器的安裝和維護(hù)工作。

5. 

有少數(shù)標(biāo)準(zhǔn)（HG/T20570.19-95，SH/T3413-1999，GB/T20801.6-2006)提出接電器間隙隔爆原理的MESG值可分為ⅡA、ⅡB、ⅡC三級，但沒有規(guī)定測試氣體、裝置和方法。由此可見國內(nèi)阻火器標(biāo)準(zhǔn)是混亂的，大大落后于標(biāo)準(zhǔn)。按照這樣的標(biāo)準(zhǔn)檢測的阻火器如何確保其阻火性能？阻火器可能成為一個安全的“陷阱"。