罐區(qū)VOCs廢氣治理中阻火器設(shè)置及選用

罐區(qū)VOCs廢氣治理中阻火器設(shè)置及選用VOCs廢氣治理系統(tǒng)中經(jīng)常要設(shè)計阻火器或爆破片，特別是在罐區(qū)的VOCs收集及治理系統(tǒng)中，阻火器還需要防爆轟型阻火器，并且按照相關(guān)規(guī)定必須設(shè)置防爆轟型阻火器。泵和風(fēng)機本身就是潛在火源，抽氣設(shè)備應(yīng)根據(jù)連通罐組內(nèi)的VOCs氣相空間爆炸分區(qū)和外部環(huán)境選擇滿足防爆要求的設(shè)備(包括內(nèi)部設(shè)備元件和電氣設(shè)施)，設(shè)備內(nèi)部在運行時不能產(chǎn)生火花，從而保證本質(zhì)安全。安裝在兩端的阻火器能及時阻滅泵和風(fēng)機內(nèi)發(fā)生的爆炸，保護上下游裝置和設(shè)備安全。美國33CFR：§154.826要求使用在爆炸0區(qū)的風(fēng)機，真空泵，壓縮機等機械設(shè)備進出口必須設(shè)置阻火器。NFPA67第10.5規(guī)定使用在爆炸0區(qū)的風(fēng)機、真空泵，壓縮機應(yīng)自帶爆燃阻火器，阻火器應(yīng)通過出口操作條件下的阻火性能測試。當(dāng)未自帶阻火器時，可在抽氣設(shè)備進出口設(shè)置管道爆轟型阻火器。此外，罐頂VOCs/油氣連通項目選擇的管道爆轟型阻火器必須通過第三方實驗測試認(rèn)證，測試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遵循ISO16852。目前國標(biāo)/T13347與ISO16852在管道爆轟阻火器測試方面存在一定差距，滿足國標(biāo)不一定滿足ISO16852。國標(biāo)/T13347對火焰速度沒有具體要求，僅僅要求不低于廠家提供的安全阻火速度值，同時對爆轟型阻火器也未要求進行爆燃測試。ISO16852規(guī)定測試火焰?zhèn)鞑ニ俣缺仨殱M足爆轟特征，碳?xì)浠衔?空氣混合物（IIA，IIB1，IIB2和IIB3）火焰速度≥1600m/s；氫氣-空氣混合物（IIB和IIC）火焰速度≥1900m/s；兩組火焰檢測器測試的火焰速度應(yīng)為常量，火焰?zhèn)鞑ニ俣绕畈荒艹^10%；爆轟型阻火器還應(yīng)經(jīng)過5次爆燃測試。同時還規(guī)定了相關(guān)帶節(jié)流的爆轟型阻火器測試要求。石化常壓儲罐設(shè)計壓力多為2kPa，再加上各安全附件設(shè)置壓力不重疊，導(dǎo)致排氣壓力區(qū)間較窄，排氣壓力低。因此，在該系統(tǒng)中，壓降也是選擇管道爆轟型阻火器的關(guān)鍵指標(biāo)之一。壓降過大，則將導(dǎo)致收集系統(tǒng)無法運行。壓降過小，可能會影響阻爆轟性能。本規(guī)定要求阻火器壓降應(yīng)經(jīng)過實際測量，壓降不應(yīng)大于0.3kPa，并有第三方認(rèn)證的壓降-流量圖表，如下圖：管道爆轟阻火器應(yīng)盡量靠近儲罐安裝。如果是罐頂?shù)臍庀嗑€，阻火器盡可能安裝在罐頂氣相管線出口處。但是如果由于空間或者罐頂承重所限、或者為方便維修維護，也可以安裝在罐底地面處，如上海賽科的連通罐區(qū)。對于管道內(nèi)的氣體爆炸可分為三個過程：爆燃區(qū)、非穩(wěn)態(tài)爆轟區(qū)、穩(wěn)態(tài)爆轟區(qū)，下圖給出了受限爆炸的火焰速度和壓力曲線（摘自NFPA69-14）。非穩(wěn)定爆轟處是最危險的地方。目前，氣相連通儲罐管道上所選阻火器為穩(wěn)態(tài)爆轟型阻火器，無法阻止非穩(wěn)態(tài)爆轟。因此管道爆轟型阻火器的安裝要避開可能的非穩(wěn)態(tài)爆轟位置。非穩(wěn)態(tài)爆轟位置受爆炸性氣體組分、爆炸特性、管網(wǎng)布置、點火源分布等多種因素影響，可實驗評估確定安裝位置。在沒有實驗評估時，為方便企業(yè)實施，本規(guī)定參考德國標(biāo)準(zhǔn)TRbF20給出了管道阻火器相關(guān)安裝指南。管網(wǎng)內(nèi)的爆炸是一個復(fù)雜過程，受多種因素影響，可通過實驗確定實際條下的爆炸載荷，從而作為管網(wǎng)的設(shè)計條件。在沒有實驗下，為方便實施，參考德國TRbF20和美國NFPA69等標(biāo)準(zhǔn)給出了相關(guān)指南。常壓儲罐VOCs收集管道運行壓力一般為kPa級。為了防止內(nèi)部爆炸破壞，對于DN200以下的管道，管道公稱壓力一般不低于1.0MPa；對于DN200以上的管道，管道公稱壓力一般不低于1.6MPa。中國石化管道等級一般要求輸送油品、油氣的管道材料等級不低于1.6MPa，設(shè)計溫度（Td）大于200℃時不低于2.5MPa。因此規(guī)定連通與收集管道的管道公稱壓力一般