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化工廠管道阻火器設(shè)置與維護指南
化工生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣里含有大量的可燃可爆成分，VOCs廢氣收集及治理系統(tǒng)中經(jīng)常要設(shè)計阻火器。阻火器是一種能夠通過氣體的、具有許多細小通道或縫隙的材料組成，當(dāng)火焰進入阻火器后，被阻火原件分成許多細小的火焰流，由于傳熱效應(yīng)（氣體被冷卻）和器壁效應(yīng)，是火焰流猝滅。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。
1，化工廠管道阻火器設(shè)置與維護指南阻火器設(shè)置的相關(guān)規(guī)范
美國 33 CFR: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。
目前 GB/T13347-2010 與ISO16852-2016 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。GB/T13347-2010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。ISO16852-2016 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(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，并有第三方認證的壓降-流量圖表，如下圖：化工標準HG/T 20570.19一95《阻火器的設(shè)置》中也對儲罐等放空場合的阻火器，工藝管道阻火器的設(shè)置做了詳細介紹。在化工廠的可燃氣體管道中，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤蛇_每秒數(shù)千米；在加油站呼吸閥后，一道閃電可能引發(fā)儲罐爆炸；在化工實驗室的通風(fēng)櫥后，一個火花可能點燃整個通風(fēng)系統(tǒng)——這些災(zāi)難的“防火墻"正是阻火器。這個看似簡單的裝置，能在毫秒級時間內(nèi)淬滅火焰，阻止爆炸傳播。本文將全面解析阻火器的設(shè)置原則、選型計算與維護實踐，為可燃介質(zhì)系統(tǒng)提供安全指南。
一、化工廠管道阻火器設(shè)置與維護指南阻火器工作原理：微觀世界的火焰淬滅
1.1 四大淬火機理
阻火器核心工作機理：
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關(guān)鍵物理參數(shù)：
實驗安全間隙（MESG）：標準條件下能阻止火焰?zhèn)鞑サ拈g隙
淬火距離：能夠淬滅火焰的最小通道長度
臨界火焰速度：能通過阻火器的火焰速度
壓力降：安裝阻火器帶來的壓損
1.2 阻火元件類型對比
金屬絲網(wǎng)型 多層不銹鋼網(wǎng)疊加 一般可燃氣體 低 易清洗
波紋板型 平行波紋板組成蜂窩 通用型 中等 可清洗
平行板型 平行金屬板組成窄縫 氫氣、乙炔 中等 難清洗
充填型 金屬/陶瓷顆粒填充 高流速、含塵 高 需更換
水封型 液體密封屏障 腐蝕性氣體 可變 需補充液體
爆破片組合型 阻火+超壓保護 高壓系統(tǒng) 低 復(fù)雜
二、化工廠管道阻火器設(shè)置與維護指南法規(guī)標準體系：合規(guī)性基礎(chǔ)
2.1 國際標準框架
核心標準體系：
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2.2 中國標準要求
GB標準強制性條款：
GB 13347《石油氣體管道阻火器》：產(chǎn)品制造與測試標準
GB 5908《石油儲罐阻火器》：儲罐應(yīng)用專項標準
GB 50160《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準》：第7.2.18條明確設(shè)置要求
GB 50058《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》：阻火器作為防爆措施
關(guān)鍵強制設(shè)置場景（GB 50160規(guī)定）：
可燃氣體排放管末端（火炬系統(tǒng)除外）
儲罐呼吸閥、通氣口
裝卸車鶴管氣相平衡管
含可燃氣體污水處理系統(tǒng)
焚燒爐、鍋爐的燃料氣管道
三、化工廠管道阻火器設(shè)置與維護指南設(shè)置原則：何時、何地、如何設(shè)置
3.1 設(shè)置位置決策樹
3.2 典型設(shè)置位置詳解
位置一：儲罐呼吸系統(tǒng)
呼吸系統(tǒng)阻火器選型要點：
通氣量計算：按GB 50160附錄C計算呼吸量
類型選擇：優(yōu)先阻火呼吸閥（集成式）
防凍考慮：寒冷地區(qū)選防凍型
維護便利：設(shè)旁路，可在線維護
位置二：管道系統(tǒng)
管道阻火器安裝位置：
安裝位置
保護目標
阻火器類型
注意事項
壓縮機進出口 防止回火引爆氣源 防爆轟型 考慮脈動影響
火炬系統(tǒng)入口 防止回火至裝置 防爆轟+防爆燃組合 嚴格計算MESG
分析小屋采樣管 防止火焰進入小屋 小型阻火器 考慮分析滯后
鍋爐/加熱爐燃料氣 防止回火 防回火型 與切斷閥聯(lián)鎖
裝卸車鶴管 防止車輛火災(zāi)蔓延 快速拆卸型 便于鶴管對接
位置三：通風(fēng)系統(tǒng)
化工通風(fēng)系統(tǒng)阻火要求：
3.3 危險介質(zhì)特殊要求
氫氣系統(tǒng)（MESG=0.08mm，最難阻火）：
必須使用：板型或特殊充填型阻火器
間隙要求：≤0.08mm，通常選用0.05mm
測試要求：必須通過氫氣防爆測試
安裝要求：盡量靠近可能點火源
乙炔系統(tǒng)（易分解爆炸）：
禁止使用：金屬絲網(wǎng)型（可能催化分解）
推薦使用：水封阻火器或特殊充填型
安全間隙：≤0.2mm
溫度監(jiān)控：阻火器需設(shè)溫度檢測
粉塵系統(tǒng)：
阻火器類型：充填型或特殊板型
防堵塞設(shè)計：考慮清灰裝置
安裝位置：除塵器進出口都應(yīng)考慮
組合保護：阻火器+火花探測+噴淋
四、化工廠管道阻火器設(shè)置與維護指南選型計算：數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學(xué)選擇
4.1 關(guān)鍵參數(shù)計算流程
4.2 詳細計算示例
案例：丙烯儲罐呼吸閥阻火器選型
已知條件：
介質(zhì)：丙烯（MESG=0.91mm，ⅡA類）
儲罐容積：2000m3
設(shè)計壓力：-0.5kPa～+2.0kPa
呼吸量：1000Nm3/h（按GB 50160計算）
操作溫度：-20℃～+50℃
選型計算：
確定MESG等級：
丙烯MESG=0.91mm＞0.9mm
選擇Ⅱ阻火器（MESG≥0.9mm）
計算所需阻火速度：
儲罐系統(tǒng)，按防爆燃考慮
丙烯安全火焰速度：約10m/s
選擇額定阻火速度≥15m/s的阻火器
計算壓降：
材質(zhì)選擇：
操作溫度-20℃～+50℃
殼體：碳鋼（WCB）
阻火元件：304不銹鋼
密封件：氟橡膠（FKM）
最終選擇：
型號：ZGB-IIA-DN150-PN16
類型：波紋板式阻火器
連接方式：法蘭RF，PN16
認證：符合GB 13347，帶第三方測試報告
認證標志識別：
ATEX：歐盟防爆認證（2014/34/EU）
IECEx：國際防爆認證
UL：美國安全認證
CE：歐洲市場準入
CNEX：中國防爆認證
◆ 放空阻火器的設(shè)置
a, 石油油品儲罐阻火器的設(shè)置按《石油庫設(shè)計規(guī)范)}(GBJ7 4-84)規(guī)定執(zhí)行。
b, 化學(xué)油品的閃點≤43°C的儲罐(和槽車)，其直接放空管道(含帶有呼吸閥的放空管道)上設(shè)置阻火器。
c, 儲罐(和槽車)內(nèi)物料的工作溫度大于或等于該物料的閃點時，其直接放空管道(含帶有呼吸閥的放空管道)上設(shè)置阻火器。工作溫度要考慮到環(huán)境溫度變化、日光照射、加熱管失控等因素。
d, 可燃氣體在線分析設(shè)備的放空匯總管上設(shè)置阻火器。
e, 進入爆炸危險場所的內(nèi)燃發(fā)動機排氣口管道上設(shè)置阻火器。
f, 其它有必要設(shè)置阻火器的場合。
◆管道阻火器的設(shè)置
a, 輸送有可能產(chǎn)生爆燃或爆轟的爆炸性混合氣體的管道(應(yīng)考慮可能的事故工況)，在接收設(shè)備的入口處設(shè)置管道阻火器。
b,輸送能 自行分解爆炸并引起火焰蔓延的氣體物料的管道(如乙炔)，在接收設(shè)備的人口或由試驗確定的阻止爆炸位置上，設(shè)置管道阻火器。
c, 火炬排放氣進入火炬頭前應(yīng)設(shè)置阻火器或阻火裝置。
d, 其它應(yīng)設(shè)置管道阻火器的場合。
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。參考德國TRbF 20和美國NFPA69等標準給出了相關(guān)指南。常壓儲罐VOCs收集管道運行壓力一般為kP。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1.6 MPa，設(shè)計溫度（Td）大于200 ℃時不低于2.5 MPa。因此規(guī)定連通與收集管道的管道公稱壓力一般不低1.6MPa。管道內(nèi)發(fā)生爆炸時，彎頭、連接件等管件是最容易發(fā)生失效的部位，內(nèi)部的爆炸波通過局部反射在這些部位產(chǎn)生高壓，彎管和連接件需用采取合理的安裝方式。
△ 化工廠管道阻火器設(shè)置與維護指南石油與化學(xué)儲罐的設(shè)定要求
在石油化工行業(yè)中，石油油品與化學(xué)油品儲罐的安全設(shè)置至關(guān)重要，尤其是關(guān)于阻火器的使用。詳細規(guī)定了石油與化學(xué)儲罐在直接放空管道上設(shè)置阻火器的要求，特別涉及儲罐設(shè)計、溫度與閃點的關(guān)系。
從《阻火器的設(shè)置》（HG/T 20570.19-1995）標準中，我們得知：
對于石油油品儲罐，阻火器的設(shè)置應(yīng)遵循《石油庫設(shè)計規(guī)范》（GBJ74-84）的規(guī)定。
化學(xué)油品儲罐（和槽車），若其閃點≤43℃，則必須在直接放空管道（包括帶有呼吸閥的放空管道）上安裝阻火器。
當(dāng)儲罐（和槽車）內(nèi)物料的工作溫度達到或超過該物料的閃點時，同樣需要在直接放空管道上設(shè)置阻火器。這里的工作溫度需考慮環(huán)境變化、日光照射及加熱管失控等因素。
可燃氣體在線分析設(shè)備的放空匯總管也是阻火器的安裝位置之一。
內(nèi)燃發(fā)動機進入爆炸危險場所的排氣口管道上，也必須設(shè)置阻火器。
在管道設(shè)計中，管道阻火器的設(shè)置同樣重要。《石油化工金屬管道布置設(shè)計規(guī)范》（SH3012-2011）詳細說明了管道中的阻火器安裝在接收設(shè)備入口處，以防止爆燃或爆轟的關(guān)鍵措施。必須在高壓及關(guān)鍵位置安裝合適的阻火器，以確保整個系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)。
△ 化工廠管道阻火器設(shè)置與維護指南石油化工管道的具體要求
在石油化工管道設(shè)置中，阻火器應(yīng)靠近加熱爐或直接安裝在儲罐頂部，確保距離不超過12米。《石油化工金屬管道布置設(shè)計規(guī)范》（SH3012-2011）第11.2條詳細規(guī)定了阻火器的布置要求，包括加熱爐燃料氣主管上的管道阻火器的設(shè)置和靠近加熱爐安裝的方式。
對于火炬排放和危險區(qū)域的處理，《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準》要求確保火炬排放氣進入火炬頭前安裝阻火器，并處理可能的爆炸性環(huán)境。阻火器或阻火裝置必須在此關(guān)鍵位置安裝，以防止意外爆燃和爆炸的發(fā)生。
△ 化工廠管道阻火器設(shè)置與維護指南其他重要設(shè)施與環(huán)境條件
在保證儲罐安全方面，呼吸閥必須與阻火器結(jié)合使用。在寒冷地區(qū)或低溫環(huán)境下，還需要采取防凍措施來保障設(shè)備的正常運行。《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》（SH/T 3007-2014）對此有詳細規(guī)定，其中包括防凍和防結(jié)晶措施。
在設(shè)備之間的安全隔離與阻火器的使用方面，相關(guān)標準規(guī)定必須使用止回閥和阻火器來防范氫氣系統(tǒng)的回火問題。在氫氣的使用和排放過程中，應(yīng)在排放管上安裝阻火器，并依據(jù)具體標準確保其安全性和可靠性。
諸如《氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程》（GB 4962-2008）明確要求，在氫氣管道與裝置設(shè)備之間安裝止回閥，并在界區(qū)間設(shè)置阻火器，以確保氫氣系統(tǒng)的安全運行。這些措施不僅防范了回火的風(fēng)險，也為設(shè)備和操作人員提供了安全保障。
2，化工廠管道阻火器設(shè)置與維護指南阻火器的選用
標準HG/T 20570.19一95《阻火器的設(shè)置》中，介紹了阻火器的選用步驟：
4.0.1.1 根據(jù)使用場所決定采用放空阻火器還是管道阻火器。
4.0.1.2 確定采用阻爆燃型阻火器還是阻爆轟型阻火器。
4.0.1.3 根據(jù)介質(zhì)在實際工況條件下的MESG值來選用合適規(guī)格的阻火器。
4.0.1.4根據(jù)介質(zhì)的火焰速度確定阻火器
火焰速度是指阻火器入口處的速度，火焰速度與介質(zhì)和操作工況(溫度、壓力和管徑大小、管道長度和形狀及安裝位置等)有關(guān)，若資料中查找不到，則需要進行實際測試。
五、化工廠管道阻火器設(shè)置與維護指南安裝指南：正確安裝是安全的前提
5.1 安裝前檢查清單
開箱檢查項目：
核對銘牌：型號、規(guī)格、材質(zhì)、壓力等級
檢查外觀：無運輸損傷、無銹蝕
檢查流向箭頭：與介質(zhì)流向一致
檢查附件：墊片、螺栓、說明書齊全
驗證證書：產(chǎn)品合格證、測試報告
安裝環(huán)境檢查：
安裝位置易于檢修維護
有足夠空間拆卸阻火元件
環(huán)境溫度在阻火器允許范圍內(nèi)
避免強烈振動或沖擊位置
腐蝕性環(huán)境需特殊防護
5.2 管道安裝技術(shù)要求
安裝方向要求：
直管段要求：
安裝姿勢限制：
水平安裝：，維護方便
垂直安裝：允許，但介質(zhì)流向必須向上
傾斜安裝：避免，可能積液影響性能
禁止倒裝：不允許
5.3 特殊安裝情況
帶旁路安裝：
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多個阻火器并聯(lián)：
需要精確流量分配
每個支路單獨設(shè)切斷閥
考慮負荷不均衡的應(yīng)對措施
定期檢查各支路壓降一致性
防凍防凝措施（寒冷地區(qū)）：
電伴熱：伴熱帶+溫控，維持5-10℃
蒸汽伴熱：小口徑蒸汽管纏繞
保溫層：減少熱量損失
定期檢查：防止凝液凍結(jié)堵塞
六、化工廠管道阻火器設(shè)置與維護指南維護管理：全生命周期安全保障
6.1 日常巡檢要點
巡檢周期與內(nèi)容：
外觀檢查 ? - - 目視，無泄漏、無銹蝕
壓降監(jiān)測 ? - - 比較前后壓力表
環(huán)境檢查 ? - - 溫度、振動等
緊固件檢查 - ? - 扭矩扳手檢查
密封檢查 - - ? 肥皂水檢漏
記錄檢查 - - ? 維護記錄完整性
壓降監(jiān)測方法：
6.2 定期維護程序
年度檢修內(nèi)容：
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清洗方法選擇：
污染物類型
推薦清洗方法
注意事項
油污積碳 堿性清洗劑浸泡+超聲波 避免強腐蝕性清洗劑
聚合物結(jié)垢 專用溶劑浸泡 溶劑與材料兼容性
粉塵積灰 壓縮空氣吹掃 從干凈側(cè)向臟側(cè)吹
腐蝕產(chǎn)物 機械清理+鈍化處理 保護金屬表面
水合物 熱氮氣吹掃 控制溫度＜80℃
6.3 性能測試與更換標準
在線測試方法：
壓降趨勢分析：記錄歷史壓降，預(yù)測堵塞趨勢
紅外熱成像：檢查溫度分布是否均勻
聲發(fā)射檢測：檢測內(nèi)部是否有異常流動
在線取樣分析：下游氣體成分分析
阻火元件更換標準：
測試與更換記錄：
建立阻火器臺賬，一器一檔
記錄初始壓降、安裝日期
記錄每次檢查、清洗、測試數(shù)據(jù)
記錄更換原因、日期、新元件信息
保存測試報告和合格證書
七、化工廠管道阻火器設(shè)置與維護指南故障診斷與應(yīng)急處理
7.1 常見故障診斷表
壓降異常升高 堵塞、結(jié)垢 壓差計測量 清洗或更換
氣體泄漏 密封失效、殼體裂縫 肥皂水檢漏 更換墊片或殼體
阻火失效 元件損壞、選型錯誤 成分分析、火焰測試 緊急停機更換
異常振動 安裝不穩(wěn)、共振 振動檢測儀 加固支撐
溫度異常 局部堵塞、火災(zāi)沖擊 紅外測溫 檢查清洗
流量不足 選型偏小、嚴重堵塞 流量計測量 重新選型或清洗
7.2 應(yīng)急響應(yīng)程序
阻火器失效應(yīng)急流程：
備件管理要求：
關(guān)鍵阻火器保持100%備件
一般阻火器保持30%備件
儲存條件：干燥、無腐蝕環(huán)境
定期檢查備件狀態(tài)
建立快速調(diào)用機制
八、化工廠管道阻火器設(shè)置與維護指南培訓(xùn)與責(zé)任體系
8.1 人員培訓(xùn)要求
三級培訓(xùn)體系：
培訓(xùn)周期：
新員工：入職必須培訓(xùn)，考核合格上崗
在崗員工：每年復(fù)訓(xùn)一次
新技術(shù)/新設(shè)備：專項培訓(xùn)
事故后：針對性再培訓(xùn)
8.2 責(zé)任體系建立
阻火器管理責(zé)任矩陣：
設(shè)計部門 選型計算 ? 技術(shù)評審 ? 現(xiàn)場指導(dǎo) - -
采購部門 - 供應(yīng)商管理 ? - - -
施工部門 - - 規(guī)范安裝 ? - -
生產(chǎn)部門 需求提出 - 驗收確認 日常巡檢 ? 配合維護
設(shè)備部門 技術(shù)咨詢 參與評審 - 專業(yè)巡檢 維護執(zhí)行 ?
安全部門 合規(guī)審查 資質(zhì)審查 安全檢查 監(jiān)督檢查 監(jiān)督測試
結(jié)語：毫秒級的守護，的安全
阻火器，這個在管道中默默佇立的裝置，承載著阻止災(zāi)難傳播的重任。它的價值不在于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而在于關(guān)鍵時刻毫秒級的可靠響應(yīng)。
對工藝工程師：阻火器選型不是簡單的參數(shù)匹配，而是對介質(zhì)特性、工藝條件、安全風(fēng)險的深度理解與科學(xué)決策。
對操作人員：每一次巡檢時的認真檢查，都是在為系統(tǒng)安全增加一份保障。阻火器狀態(tài)的良好，意味著多一道可靠的安全屏障。
對維護團隊：規(guī)范化的維護、準確的測試、及時的更換，是確保阻火器時刻處于“戰(zhàn)備狀態(tài)"的基礎(chǔ)。
對企業(yè)管理者：投資于阻火器的正確設(shè)置與維護，不是成本支出，而是風(fēng)險管理的重要組成部分。一次火災(zāi)爆炸的損失，遠超所有安全投入的總和。
在化工、石油、制藥等高風(fēng)險行業(yè)，阻火器如同系統(tǒng)的“免疫細胞"，在火災(zāi)爆炸初起時立即行動，將危險控制在局部，防止災(zāi)難蔓延。這種防護不是被動的應(yīng)對，而是主動的安全設(shè)計。
隨著技術(shù)進步，智能阻火器、在線監(jiān)測系統(tǒng)、預(yù)測性維護技術(shù)正在不斷發(fā)展。但無論技術(shù)如何進步，正確的設(shè)置、規(guī)范的維護、嚴格的管理始終是阻火器有效工作的基礎(chǔ)。
記住阻火器安全的基本原則：正確選型是前提，規(guī)范安裝是基礎(chǔ)，定期維護是關(guān)鍵，全員重視是保障。在這個原則指導(dǎo)下，讓每一臺阻火器都成為可靠的安全衛(wèi)士，守護企業(yè)的安全生產(chǎn)，保護人員的生命安全。
因為，在火焰與爆炸面前，阻火器守護的不僅是設(shè)備和財產(chǎn)，更是每一個生命和家庭的幸福。
