阻火器在油品儲運系統中的應用
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摘 要：阻火器是廣泛應用于油品儲運系統的安全防火設備，應結合不同的使用場所、介質類型和操作工況，合理選用阻火器，確保所選用的阻火器滿足安全生產要求。
關鍵詞：阻火器;使用場所;選型
阻火器是用來阻止易燃氣體和易燃液體蒸汽火焰蔓延的安全裝置，由阻火元件、阻火器外殼及附件組成，阻火元件具有許多細小的通道或縫隙，易燃氣體能夠通過，而當火焰進入阻火器后，被阻火元件分成許多細小的火焰流，由于傳熱效應和器壁效應，使火焰流猝滅。
1 油品儲運系統阻火器的使用場所
阻火器在油品儲運系統中主要應用于兩類場所，一類是儲罐通向大氣的通氣管或呼吸閥上安裝阻火器，此類阻火器用于阻止外部火焰進入儲罐，通稱為儲罐阻火器。另一類是安裝在輸送和排放可燃氣體的管道上，用以阻止火焰向管網傳播，或蔓延至管道所連接的設備，根據安裝位置的不同分為管道阻火器和管端阻火器。
管端阻火器主要應用于緊急放空管道的末端。管道阻火器主要應用于以下管道中：①儲罐之間的氣相連通管道各支管上;②儲罐頂部的油氣排放管道，應在與罐頂的連接處設置阻火器;③可燃氣體放空管道在接入火炬前，或與燃燒器連接的可燃氣體輸送管道，在無其他防回火設施時，應設置阻火器;④裝卸設施的油氣排放（或回收）總管與各支線的氣相管道之間應設置阻火器。
2 影響阻火器性能的關鍵因素
2.1 最大試驗安全間隙（MESG）
根據阻火器的阻火機理，阻火元件的通道尺寸是決定阻火器性能的關鍵因素。在標準試驗條件下（0.1MPa，20℃），剛好使火焰不能通過的狹縫寬度（狹縫長25mm）定義為最大試驗安全間隙（MESG）。BS EN ISO 16852：2016《阻火器性能要求、試驗方法和使用限制》將爆炸性氣體按其MESG值分為ⅡA1、ⅡA、ⅡB1、ⅡB2、ⅡB3、ⅡB、ⅡC七個級別，氣體的MESG值越小，相應的阻火器技術難度和制造成本越高。
對于氣體混合物，一般應通過試驗專門測定其MESG值。在工程設計過程中，涉及的爆炸性氣體混合物組分及配比各不相同，不可能都進行專門試驗，通常采用以下兩種方法來確定混合氣體的MESG值，一是以混合氣各組分中最小的MESG值來確定阻火等級，二是采用Le Chatelier關系式估算混合氣體的MESG值。式中MESGi是混合氣體中各組分的MESG值，Xi為各組分的體積百分含量（%）。第一種方法偏于保守，第二種方法更為經濟適用。
2.2 安全阻火速度
為保證阻火器安全運行，規定了阻火器的安全阻火速度，即阻火器在工作狀態下所適用的最大火焰傳播速度，根據阻火器在給定試驗條件下的極限阻火速度和相應的安全系數確定。火焰傳播速度取決于火焰在阻火器前的燃燒工況，在管道足夠長且燃燒足夠快的條件下，火焰會經歷爆燃—過度（不穩定）爆轟—穩定爆轟等幾個燃燒階段?；鹧嬖谧杌鹌髑疤幱诤畏N燃燒工況，與阻火器的使用場所、介質種類、操作工況、阻火器與點火源之間的距離和管道形狀有關。通常阻止以亞音速傳播的火焰，應使用阻爆燃型阻火器，其安裝位置宜靠近火源;阻止以音速或超音速傳播的火焰，應使用阻爆轟型阻火器，其安裝位置應遠離火源。
3 阻火器的選型
在選用阻火器時，首先應根據可燃氣體的組成確定其MESG值，選定阻火器的阻火等級;然后根據阻火器的使用場所等因素判定阻火器的燃燒工況，確定阻火器類型。以下就不同使用場所阻火器的選型分別加以說明。
3.1 儲罐阻火器
儲罐阻火器的使用，是為防止外部火焰進入儲罐，因此阻火器靠近火源，選用阻爆燃型阻火器，再根據儲罐通氣量確定阻火器的公稱通徑，GB5908-2005《石油儲罐阻火器》給出了不同公稱通徑儲罐阻火器對應的通氣量。
3.2 管道阻火器
安裝于管端的阻火器，因其靠近火源，應選用阻爆燃型阻火器。
安裝于管道中的阻火器，影響燃燒工況的因素很多，很難準確判斷，一般通過查詢相關標準和積累的工程經驗進行選型。SH/T3413-1999《石油化工石油氣管道阻火器選用、檢驗及驗收》推薦了不同公稱直徑阻爆轟型阻火器距火源的最小安裝距離，標準的條文說明中還指出，阻爆燃型阻火器的安裝位置與火源距離小于20倍管徑較為安全。對于儲運系統常見的阻火器使用場所，標準也做了相應的推薦：①儲罐之間氣相連通管道各支管上的阻火器，以及儲罐頂部的油氣排放管道與罐頂連接處的阻火器應選用阻爆轟型;②可燃氣體放空管道在接入火炬或燃燒器前，若設置阻火器，應選用阻爆轟型阻火器;③裝卸設施的油氣排放（或回收）總管與各支線的氣相管道之間應選用阻爆轟型阻火器。
BS EN ISO 16852：2016標準要求阻爆燃型阻火器與火源之間的管道應盡量平直。
4 其他要求
初步選定阻火器后，還應根據管內介質流量，對照供應商所提供的實測阻火器流量—壓降曲線，校核阻火器的壓力降能否滿足要求，以及根據介質特性、安裝位置選定阻火器殼體和阻火芯件的材質，最終完成阻火器的選型。
參考文獻：
[1]韓旭，陳睿.阻火器的選型準則[J].化學工程與裝備，2016， 11（11）.
[2] SH/T3413-1999.石油化工石油氣管道阻火器選用、檢驗及驗收[S].北京：國家石油和化學工業局，1999.
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