VOCs安全防爆 | 非穩態穩態阻爆轟阻火器區別及技術要求
石油化工行業涉及到大量易燃易爆液體和蒸汽的運輸、儲存和加工。非穩態阻爆轟阻火器適用于管道布置復雜情況下的阻火安全防范。管道非穩態爆轟阻火器旨在防止在不穩定爆轟、穩定爆轟和爆燃的最嚴重條件下在管道中傳播氣體或蒸汽爆炸;非穩態阻爆轟得阻火速度/壓力與穩態阻爆轟阻火器相比,遠高于穩態阻爆轟阻火器得阻火速度/壓力。
阻火器是最后一道物理阻爆、隔爆手段,能夠有效阻滅火焰蔓延,防止群罐火災和爆炸,減少爆炸事故造成的損害。阻火器通常安裝在火炬管線、儲罐油氣處理管線、燃料氣裝置管線或者焚燒爐和風機等設備的進出口,可有效阻滅火焰,同時確保介質流動通暢。但是,針對實際工況進行潛在風險評估分析,選擇正確的阻火器至關重要。比如:汽車裝卸站、火車裝卸站、油氣回收管線等管道彎頭較多,潛在風險較大的位置應當選擇非穩態阻爆轟阻火器。因為,這些管線內很難確定火焰傳播到阻火器的安裝位置處,就是穩態傳播。彎頭以及限流裝置都會導致火焰的傳播狀態迅速發生改變。
下面是火焰在管道內傳播時,火焰速度變化規律圖:
對于爆轟火焰的傳播:因為化工場所經常存在多個彎管和限流措施(例如閥門),將導致火焰傳播規律發生變化,由層流轉向湍流,迅速加快火焰傳播速度/壓力。
因此,非穩態阻爆轟阻火器是防止火焰在管道內傳播得最優選擇。
很簡單,因為火焰在管道內傳播時,火焰傳播規律是由爆燃經過非穩態爆轟再至穩態爆轟,由于介質復雜、彎頭和限流裝置較多、L/D值無法確定在穩態火焰傳播區間等等因素,很難預測穩態火焰得區間,那么選擇非穩態爆轟阻火器是必須的。
分析評估出潛在的火源或者要保護的裝置,在潛在產生火源的位置/設備進出口可裝阻爆燃阻火器,前提距離滿足L/D要求(IIB-IIC要求L/D≤30,IIA-IIB3要求L/D≤50)。注意工作壓力、溫度和介質等級要對應ISO16852的要求。
非穩態爆轟阻火器必須通過ISO16852型式測試認證,并根據ATEX指令2014/34/EU批準。同時取得ATEX過程質量體系認證,加強產品質量體系的管控;或取得USCG認證。
以下數據舉例來源于FURSON(江蘇復森)8850非穩態阻爆轟阻火器、8840穩態阻爆轟阻火器在歐洲IBExU測試的數據。
江蘇復森是國內唯一一家在歐洲IBExU同時通過非穩態阻爆轟阻火器與穩態阻爆轟阻火器測試的阻火器制造商,因此才能夠獲得在同樣測試條件下兩種爆轟阻火器的測試數據對比。
8850非穩態阻爆轟阻火器測試的火焰速度與壓力如下:
DN200的8850非穩態阻火器測試顯示:非穩態爆轟火焰傳播速度可達到3704m/S, 火焰壓力高可達11.94 Mpa。
8840穩態阻爆轟阻火器測試的火焰速度與壓力如下:
DN200的8840穩態爆轟阻火器測試顯示:穩態爆轟火焰傳播速度可達2284 m/s; 火焰壓力高可達6.75Mpa。
由上述非穩態爆轟火焰與穩態爆轟火焰傳播數據對比可見:
非穩態爆轟火焰傳播所產的火焰速度與壓力超出穩態爆轟火焰接近1倍。
顯而易見,非穩態爆轟阻火器可以阻止穩態爆轟火焰;但是穩態爆轟阻火器不能夠阻止非穩態爆轟火焰,兩者差別過大。
下面是阻爆燃阻火器、穩態阻爆轟阻火器、非穩態阻爆轟阻火器的形式對比:
在管道阻火本質安全設計中,非穩態阻爆轟阻火器是更優選擇!
關于ISO16852-2016 阻火器-性能要求、試驗方法和適用范圍中文及英文版本。
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