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阻火器的选用

txinh
2011-01-19 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《阻火器的选用pdf》,可适用于工程科技领域

年第期··综述������龚人伟(中国寰球化学工程公司,北京)阻火器的选用是石油化工厂、石油和天然气工厂、有可燃性气体的工厂生产安全保护和工程设计中常遇到并需解决的问题。本文��对阻火器产品的选用步骤提出个人的一些理解意见。�阻火器性能安全等级选用����������()阻火器通常是由制造厂为特定的过程作具体设计,常需配置一些辅助设备,选用合适阻火器的基本依据是阻火器阻火性能的测试结果。()阻火器的一般选用步骤①根据使用场所决定采用放空阻火器还是管道阻火器。②初选阻火器步骤:a根据介质的技术安全级别来初选(放空阻火器)不同的物质的技术安全级别可按物质的爆炸性气体的最大试验安全间隙(MESG*)来分类。GB《爆炸性气体环境用电设备第一部分:通用要求》对爆炸性气体按最大试验安全间隙(MESG)分成不同的技术安全等级,如表所示:��MESG����级别最大试验安全间隙(MESG)mm阻火元件的间隙不大于mmⅡAMESG≥ⅡB<MESG<ⅡCMESG≤≤MESG*注:最大试验安全间隙(MESG)的定义是:在标准规定试验条件下(bar、°C),测试设备(一定尺寸的球型体)壳内所有浓度的被试验气体或蒸气与空气的混合物点燃后,通过mm长的接合面均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之问的最大间隙。MESG的意义是:不同的物质有不同的MESG值,采用MESG来对易燃物质进行技术分级。国际上和国内一致将这种物质的分级分为如表所示的级别,该值是用来制造隔爆型电气设备的依据。如ⅡC级的物质,MESG要求小于和等于mm,因此要求制造的隔爆电气设备也是ⅡC级。设备上标志的ⅡC级表示制造的设备每个接合面的间隙不大于©TsinghuaTongfangOpticalDiscCo,LtdAllrightsreservedmm。属ⅡC级的物质(如氢气)进入这种电气设备碰到火花产生爆炸,由于设备的间隙满足ⅡC级的要求只在设备内爆炸,不会传爆出去(即不会引起火焰的蔓延出去),不会引起周围环境产生爆炸,因此是安全的。在有关的书籍和资料中可以查到各种介质在标准状况下的MESG值。(a)将阻火器视为隔爆电气设备来处理,也就是阻火器阻火元件的间隙应小于介质的MESG值。可以在GB《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》和有关的工艺物料性能数据资料、书籍中查到物质的技术安全等级。(b)混合气体应确定成相当的物质安全技术等级。在有些资料中可以查到一些混合气体的技术安全等级,如煤气、混合烃等。按GB《石油储罐阻火性能和试验方法》,采用体积浓度为±石脑油蒸汽进行阻火试验的阻火器,可认为符合ⅡA级标准状态的放空阻火器要求。如采用乙烯混合气体进行阻外试验,可认为符合标准状态ⅡB级的放空阻火器要求ⅡC级采用氢气进行阻外试验。对于实际混合气通常需要实测,以确定其属于那一类的安全技术等级,工业上简单的初选方法是对确定为爆炸性气体混合物的各组分中,以危险等级高、组分浓度起作用的物质作为该混合气初选阻火器的依据,这主要靠经验。(c)实际工况的温度、压力等对物质的MESG值有影响,严格来说,选用阻火器应该采用实际工况下的MESG,但这些不同条件的物质MESG值需要实··化工设备与管道第卷测。有经验的阻火器生产厂或测试单位,整理和积累有一整套在各种条件下引起MESG变化的曲线,可以从中查到变化范围。如果没有工况条件下的MESG值,在阻火器的初选时,可先采用一般资料上查到的标准条件(bar、°C)下的MESG值,对于实际压力、温度和安装位置,可体现在火焰速度实际值上来解决。(d)表列出的物质安全技术等级中,属ⅡC类物质的安全技术等级要高于属ⅡB类物质的安全技术等级,ⅡB类物质的安全技术等级高于ⅡA类物质的安全技术等级。适用于ⅡC类物质的阻火器是可以适用于ⅡB类物质,适用于ⅡB类物质的阻火器是可以适用于ⅡA类物质。但物质的安全技术等级高的阻火器价格要高于物质的安全技术等级低的阻火器,气体通过阻火器时的阻力降也大。b管道阻火器应根据介质在工况条件下的火焰速度*来确定选用阻爆燃(即阻止亚声速传播的火焰蔓延)型的还是阻爆轰(即阻止声速和超声速传播的火焰蔓延)型的阻火器(火焰速度是指阻火器入口处的火焰传播速度)。阻火器产品鉴定证上注明的阻止最大火焰速度应大于介质的火焰速度。GB《石油气体管道阻火器阻火性能和试验方法》规定的方法,可作为阻燃及阻爆轰型阻火器的标准测试方法。*注:介质在标准试验设备和条件(常压、常温)下测得的火焰速度可以在有关燃烧方面的书籍和资料中查到,工况条件下的火焰速度应由有经验的试验单位换算或测试得出。c确定是否要求阻火器能耐长时间燃烧d确定是否要求阻火器具有双向阻火功能e对阻火器的其它特殊要求(防冻、防尘等)f提出阻火器的压力降,要满足工艺要求()不同工况会直接影响火焰传播速度,并影响产生的火焰波压力。火焰波在管道内的传播速度不仅与介质种类、所在管道的温度、压力有关,还与阻火器与点火源(火源)之间的距离、安装位置、阻火器与点火源间的管道形状有关。阻火器设置的位置对阻火器选型的影响是指由于火源(亦称点火源)与阻火器之间存在位置的差别(不在同一点上的各种位置),因其距离不同,而造成不同的阻火器选型。在某一部位设置阻火器后,当有火源产生时,在工况(压力、温度)下,火焰波沿着管道传到阻火器,由于阻火器与火源之间的管道存在距离,通向阻火器的配管上有弯管、直管、管件、阀门和仪表、设施的存在,会引起爆炸气体的气体速度(即火焰速度,亦称为阻火器的回火速度)加速。通常,当到达阻火器的火焰速度低于声速(亚声速),选用阻爆燃型阻火器就可以达到阻火目的到达阻火器的火焰速度等于和高于声速(超声速),就需要选用阻爆轰型阻火器才能达到阻火作用。因此,选用的阻火器阻火元件的通道直径要能阻止这种情况下的火焰蔓延,这就需要确定是采用阻爆燃型还是阻爆轰型阻火器,不同工况对阻火性能的影响是依据测试值和根据积累的经验分析耒确定。()阻爆燃型阻火器与阻爆轰型阻火器的阻火元件结构和尺寸是完全不同的,且阻爆轰型阻火器的价格要比阻爆燃型阻火器的价格高很多。当火焰在管道中蔓延到阻火器的火焰速度高于声速,有的介质(如氢气)、有些工况条件下(如管道很长、管径大、管道上管件多),爆炸后的气体火焰波到达阻火器时的速度也可能高于声速很多。对于不同的速度值,为达到阻火目的,阻爆轰型阻火器也有不同的类型,速度越高,阻火元件结构和尺寸就越复杂,其价格就更昂贵。因此,阻火器要设在合适的部位,这样既可以保证安全,也设置合理,并可以降低阻火器的价格,达到安全和经济的目的。()“测试值”含义的说明本文中所指的“测试值”是指在实际工况(温度、压力)和设置位置的每一个因素所引起的气体速度加速数值的测定值。按照表所列的物质分级,“测试”工作将按ⅡA类的代表性物质丙烷,ⅡB类的代表性物质乙烯、ⅡC类的代表性物质氢气,取代表气体与空气混合成一定量浓度来作为实测气体,在实验装置中进行爆炸试验,分别对该爆炸气体在不同工况(温度、压力)和不同管径、管长及由于管道上设置了阀门、管件等引起爆炸气体速度的加速值进行多次实测,得出爆炸气体速度“测试值”,统计出规律,这规律就是选用计算的依据。()对于易分介的物料和粉尘爆炸混合气体,不©TsinghuaTongfangOpticalDiscCo,LtdAllrightsreserved年第期··能简单套用表的物质分级来选取阻火器,只能经过符合实际物质的操作工况条件下的测试,才能选用合格的阻火器。()最终选定阻火器根据国际的习惯和经验,合格的阻火器制造厂应具有所生产的各类阻火器完整的阻火性能和数据测试报告,并有合格的检验及验收证书。一种情况是工厂具备产品生产和开发能力,拥有测试装置,这类制造厂可以开发和销售各类阻火器产品另一类工厂并不具备开发能力,但可以委托具备测试能力单位进行某种产品的开发,或购买一种、多种经开发测试的产品,但只能销售这种产品。由于工厂积累了实际经验,就能为用户分析和提出正确的阻火器选型和阻火器合理设置位置的意见。工程项目的设计单位或工厂用户的专业人员提出阻火器设置位置并初选阻火器后,将工艺参数、条件,设置位置提给阻火器制造厂,由制造厂汇同用户和或工程项目设计单位,按工艺要求、根据阻火器能力最优化和积累的经验,制造厂将提出阻火器的合理设置位置及最终确定阻火器选型。���������可以在一些工厂的阻火器产品样本上看到,该厂在样本上注明适用某一种安全技术等级(如ⅡB或ⅡC)物质,这对于阻火器后没有连接通大气放空管的阻火器来说,就可以按这种安全技术等级的物质来选用该样本的阻火器了有放空管的,要根据放空管的长度来决定该阻火器是否要按管道阻火器来选择,也就是需要从火焰传播速度来确定是采用阻爆燃型还是阻爆轰型阻火器。只看样本的说明就选管道阻火器是不够的。应根据工厂阻火器产品的鉴定报告来确认其安全等级,属于技术转让的产品,应核实原开发单位的鉴定、测试报告以及转让证明。�������������环氧丙烷装置采用“改良氯醇法”的生产工艺,在丙烯和氯气为主要生产原料,经次氯酸化反应生成氯丙醇,再以石灰乳皂化而生成环氧丙烷。装置在生产过程中存在着次氯酸、盐酸、氯丙醇等强腐蚀性介质。若采用内衬耐酸瓷砖,并使用陶瓷泵、阀、铅、玻璃设备等,可靠性极差,损坏率极高。金属钛以其良好的耐腐蚀性能,特别是对Cl腐蚀,使其在氯醇法工艺的环丙装置中得到了广泛的应用。()氯丙醇缓冲罐采用钛钢复合板(爆炸法),衬钛层厚度δ=mm,基板厚mm,接缝氩弧焊,容积m,介质二氯丙醇、~HCl,压力MPa,工作温度℃。()钛及钛合金换热器①水封换热器,板式换热器结构,换热面积F=m,介质为次氯酸、氯水、工作速度<℃。②氯丙醇换热器,壳程材质为工亚纯钛,管材、封头为钛钼镍合金,介质:管程氯丙醇(℃),壳程热水或废水(~℃),换热面积F=m。()钛制反应装置主塔及汽液分离器均为碳调衬钛,副塔使用δ=mm纯钛板焊接制作。分离器填料段及副塔进料段使用碳氟树脂衬里技术。介质主要为氯丙醇、Cl、HCl、HClO介质水、氯气、HCl、HClO,属强腐蚀工况。进出口压力~MPa~MPa工作温度<℃封水流量±th,Cl流量~Nmh。②SGSX封液泵,钛制,介质氯水、HClO、强蚀蚀工况,出口压力为MPa,流量th。③文丘里喷射混合器,钛制,流量thCa(OH)~th氯丙醇,介质属强腐蚀性强烈靡损,工作温度℃左右。④钛制氯气增湿水喷头,介质为水与氯气,常温,流量ta,雾化增湿水以打湿氯气。⑤钛制截止单向阀及钛管,钛阀DN~,钛管DN、DN、DN,介质湿氯气及水。环丙装置其开工率可达到天以上。,同时使设备的使用寿命延长(见表),实现了文明生产。�����������设备名称原使用材料及寿命钛设备寿命氯化塔钢衬陶瓷,月换瓷全塔已使用年,预计年氯丙醇预热器石墨,~个月已使用年氯丙醇给料泵陶瓷泵,个月左右已投用年氯丙酸贮罐钢板内衬陶瓷或F,~年已使用年,预计年Cl纳氏泵铸铁,~个月已投用年阀门、管件内衬F,平均年已投用年等,属强腐蚀工况,温度<℃、压力MPa。(��!")()钛制机泵及管阀等①氯气压缩机与泵为工业纯钛,©TsinghuaTongfangOpticalDiscCo,LtdAllrightsreserved

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