罐區(qū)VOCs廢氣治理中阻火器設置及選用

罐區(qū)VOCs廢氣治理中阻火器設置及選用VOCs廢氣治理系統(tǒng)中經(jīng)常要設計阻火器或爆破片，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，并且按照相關規(guī)定必須設置防爆轟型阻火器。泵和風機本身就是潛在火源，抽氣設備應根據(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備(包括內(nèi)部設備元件和電氣設施)，設備內(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機內(nèi)發(fā)生的爆炸，保護上下游裝置和設備安全。美國33CFR：§154.826要求使用在爆炸0區(qū)的風機，真空泵，壓縮機等機械設備進出口必須設置阻火器。NFPA67第10.5規(guī)定使用在爆炸0區(qū)的風機、真空泵，壓縮機應自帶爆燃阻火器，阻火器應通過出口操作條件下的阻火性能測試。當未自帶阻火器時，可在抽氣設備進出口設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證，測試技術標準應遵循ISO16852。目前國標/T13347與ISO16852在管道爆轟阻火器測試方面存在一定差距，滿足國標不一定滿足ISO16852。國標/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，碳氫化合物-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為常量，火焰?zhèn)鞑ニ俣绕畈荒艹^10%；爆轟型阻火器還應經(jīng)過5次爆燃測試。同時還規(guī)定了相關帶節(jié)流的爆轟型阻火器測試要求。石化常壓儲罐設計壓力多為2kPa，再加上各安全附件設置壓力不重疊，導致排氣壓力區(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鍵指標之一。壓降過大，則將導致收集系統(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經(jīng)過實際測量，壓降不應大于0.3kPa，并有第三方認證的壓降-流量圖表，如下圖：管道爆轟阻火器應盡量靠近儲罐安裝。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)定參考德國標準TRbF20給出了管道阻火器相關安裝指南。管網(wǎng)內(nèi)的爆炸是一個復雜過程，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等標準給出了相關指南。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