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阻火器在燃烧炉和火炬系统中都有哪些安全防范措施
- 点击次数：374 发布时间：2017-9-16
阻火器通常被安装在装置进、出口处或管道上，它允许介质流通，但是阻止火焰通过。近年来，欧盟加强了可燃气体、易燃液体及蒸汽的储存、加工和运输的安全规范，并从1996年3月份开始施行了新的欧洲标准94/9/EG(通常称之为ATEX100a)。对燃烧炉/火炬系统，新标准在安全防范措施和限制气体排放上提出了更高的要求。对企业经营者而言，就意味着必须建立拥有废气处理系统的一体化装置来符合安全和环保要求。
一、燃烧炉/火炬系统的安全因素及相关标准
在使用燃烧炉/火炬系统过程中，易燃、易爆气体以及火源是我们要面临的主要问题。火焰可以通过管道系统传播，进而引发生产装置或者储罐爆炸造成巨大损失。尤其危险的是：当火焰沿管道传播时，火焰的传播速度和冲击波压力将在短时间内急剧升高。当管道足够长时，爆炸可以由爆燃阶段(火焰传播速度为亚音速，冲击波瞬间压力1—1000kPa)发展到爆轰阶段(火焰传播速度大于音速，冲击波瞬间压力2000--10000kPa)。化学工业中许多装置，比如大型油罐，基于造价原因是不具备防爆功能的，一旦遇到爆炸冲击，灾难难以避免。这时候就必须采用安全措施，抵御来自爆炸的威胁，保证装置安全。
不同燃烧类型下的火焰传播速度和冲击波压力表
| 爆燃 | 爆轰 |
火焰传播速度/（m·s-1） | 1～300 | ＞1800 |
冲击波压力（瞬间）/kpa | 1～1000 | 2000～10000 |
欧洲标准94/9/EG(通常称之为ATEXlOOa)以及EN1127．1详细阐述了保护化工设备/装置安全的基本方案。此方案有2个要素：①怎样划分化工设备/装置的危险程度；②怎样划分可燃气体的危险级别。欧洲标准借鉴原德国国家防爆安全标准Ex．RL以及TRbF100，根据爆炸混合物发生爆炸的概率，将化工设备/装置划分为3个危险区域：区域0、区域1和区域2。依照欧洲标准EN1127—1，把气体的爆炸威力（火焰击穿能力）根据其“zui大实验安全间隙值”(MESG：MaximumExplosionSafeGap)分为ⅡA、ⅡB、ⅡB1、ⅡB2、ⅡB3和ⅡC等级另U，见表2J。zui大实验安全间隙值与温度和压力相关，和其他一些常数（比如密度、闪点等）一样是描述物质基本化学性质的常数。随着温度和压力的升高，物质的zui大实验安全间隙值将随之降低。所以我们对使用在高温和高压下的阻火器要求更为严格。如果在生产过程中遇到易燃、易爆气体（有MESG值），同时生产设备/装置按照欧洲标准划分在危险区域内，就要根据火源的类型来决定相应 的安全措施，安全措施的首要素即为选择持久耐用的阻火器。
在欧洲还要求阻火器必须通过欧洲标准EN12874测试打上CE标志。为确保安全我们通常还使用监测手段对阻火器本身进行监控（比如监测阻火盘上的温度，阻火器进、出口端压差等）。
可燃气体分类表
爆炸级别 （国家标准） | MESG值 /mm | 典型气体 | 混合气体 体积分数/% |
ⅡA ⅡB1 ⅡB2 ⅡB3 ⅡB ⅡC | ＞0.9 ≥0.85 ≥0.75 ≥0.65 ≥0.50 ＜0.50 | 丙烷 乙烯 乙烯 乙烯 氢气 氢气 | 4.2 5.0 5.5 6.5 45 28.5 |
二、阻火设备
可燃气体放空管道在接入火炬或燃烧炉前，应设置阻火器。通常我们使用的是管道型阻爆燃/爆轰阻火器或者液压阻火器。
1、液压阻火器
液压阻火器针对不同爆炸类型（在液面发生的持续稳定燃烧，爆燃以及爆轰）的阻火能力与可燃气体的流量和爆炸物级别相关。为保证液压阻火器正常运行我们必须：
(1)对气相区进行温度监控所设置的温度上限为80℃，目的是为检测可能发生在液体表面上的持续燃烧。一旦探测到温度上限值立即要切换阻火器。
(2)对液相区进行温度监控 所设置的温度下限为10℃，目的是为了避免阻火器被封冻。
(3)液位检测液压阻火器内液位可因水分蒸发等诸多因素下降，为避免阻火器内液位偏低，我们必须设置监控手段。
(4)流量监控液压阻火器对介质流量有严格的限制，为避免流量超过标准值，我们必须采用检测手段，一旦达到临界值，阻火器将被自动切换。液压阻火器与干燥型阻火器（不锈钢波纹板阻火器）相比有一定的优点，比如对介质中杂质含量要求不高等，但是它的缺点也很明显：①对介质的流量控制要求很高；②阻火器内的污水要定期替换并进行环保处理，为此要投入相当的人力、物力。
2、管道型爆燃/爆轰阻火器
管道型爆燃/爆轰阻火器相对液压阻火器有以下优点：可大大减少对阻火器的监控要求，检修方便无需考虑污水处理压降小等。干燥型阻火器的核心部件是不锈钢波纹板阻火器盘，它由平滑和波纹钢带交替缠绕而成，二者问所形成的微小空隙既为介质或火焰的通道，空隙尺寸即为阻火盘标准化生产的重要参数。火焰一旦抵达阻火盘，即被切割成无数小块，通过火焰和钢带间的热传导作用，火焰被冷却、熄灭，达到灭火目的。根据阻火器的安装位置离火源的距离，即所谓管道长与直径比（L/D），我们可选择阻爆轰型或者阻爆燃型阻火器。阻爆燃型阻火器适用于L/D<50，阻爆轰型阻火器则可安装在管道任何位置，无需顾及L/D值。朝向火焰的阻火盘上通常要安插一温度探测计，以探测可能发生在阻火
盘上的稳定燃烧。
3、安全喷嘴一防止回火
当火炬或者燃烧炉正常运行时，燃烧气体的外喷速度远远大于火焰回窜速度，燃烧炉/火炬系统所使用的高速喷嘴，本身就能起到阻止回火的作用。但是在燃烧炉/火炬系统装置开工或者停工阶段，当物料流量低于要求值时，既存在回火的可能性。所以，单是高速喷嘴不能保证装置安全，必须要结合阻火器。
阻火器是阻止火焰蔓延和防止因回火而引起爆炸的安全设备。它广泛运用在化学工业当中，是确保安全生产、保护人 民生命财产安全的忠诚卫士。德国早在20世纪5O年代即开始对阻火器进行深入开发和研究，并制定了一系列测试和生产标准。欧洲标准建立在德国标准基础上，近年来更是得到不断加强和完善。随着环境保护、安全生产日益受到国人重视，怎样借鉴和吸取现有的欧洲安全标准，增强安全意识确保阻火器的正确选型、安装和维护，是我们在设计、生产过程中必须思考的问题。
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