阻火器在油品储运系统中的应用
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摘 要：阻火器是广泛应用于油品储运系统的安全防火设备，应结合不同的使用场所、介质类型和操作工况，合理选用阻火器，确保所选用的阻火器满足安全生产要求。
关键词：阻火器;使用场所;选型
阻火器是用来阻止易燃气体和易燃液体蒸汽火焰蔓延的安全装置，由阻火元件、阻火器外壳及附件组成，阻火元件具有许多细小的通道或缝隙，易燃气体能够通过，而当火焰进入阻火器后，被阻火元件分成许多细小的火焰流，由于传热效应和器壁效应，使火焰流猝灭。
1 油品储运系统阻火器的使用场所
阻火器在油品储运系统中主要应用于两类场所，一类是储罐通向大气的通气管或呼吸阀上安装阻火器，此类阻火器用于阻止外部火焰进入储罐，通称为储罐阻火器。另一类是安装在输送和排放可燃气体的管道上，用以阻止火焰向管网传播，或蔓延至管道所连接的设备，根据安装位置的不同分为管道阻火器和管端阻火器。
管端阻火器主要应用于紧急放空管道的末端。管道阻火器主要应用于以下管道中：①储罐之间的气相连通管道各支管上;②储罐顶部的油气排放管道，应在与罐顶的连接处设置阻火器;③可燃气体放空管道在接入火炬前，或与燃烧器连接的可燃气体输送管道，在无其他防回火设施时，应设置阻火器;④装卸设施的油气排放（或回收）总管与各支线的气相管道之间应设置阻火器。
2 影响阻火器性能的关键因素
2.1 最大试验安全间隙（MESG）
根据阻火器的阻火机理，阻火元件的通道尺寸是决定阻火器性能的关键因素。在标准试验条件下（0.1MPa，20℃），刚好使火焰不能通过的狭缝宽度（狭缝长25mm）定义为最大试验安全间隙（MESG）。BS EN ISO 16852：2016《阻火器性能要求、试验方法和使用限制》将爆炸性气体按其MESG值分为ⅡA1、ⅡA、ⅡB1、ⅡB2、ⅡB3、ⅡB、ⅡC七个级别，气体的MESG值越小，相应的阻火器技术难度和制造成本越高。
对于气体混合物，一般应通过试验专门测定其MESG值。在工程设计过程中，涉及的爆炸性气体混合物组分及配比各不相同，不可能都进行专门试验，通常采用以下两种方法来确定混合气体的MESG值，一是以混合气各组分中最小的MESG值来确定阻火等级，二是采用Le Chatelier关系式估算混合气体的MESG值。式中MESGi是混合气体中各组分的MESG值，Xi为各组分的体积百分含量（%）。第一种方法偏于保守，第二种方法更为经济适用。
2.2 安全阻火速度
为保证阻火器安全运行，规定了阻火器的安全阻火速度，即阻火器在工作状态下所适用的最大火焰传播速度，根据阻火器在给定试验条件下的极限阻火速度和相应的安全系数确定。火焰传播速度取决于火焰在阻火器前的燃烧工况，在管道足够长且燃烧足够快的条件下，火焰会经历爆燃—过度（不稳定）爆轰—稳定爆轰等几个燃烧阶段。火焰在阻火器前处于何种燃烧工况，与阻火器的使用场所、介质种类、操作工况、阻火器与点火源之间的距离和管道形状有关。通常阻止以亚音速传播的火焰，应使用阻爆燃型阻火器，其安装位置宜靠近火源;阻止以音速或超音速传播的火焰，应使用阻爆轰型阻火器，其安装位置应远离火源。
3 阻火器的选型
在选用阻火器时，首先应根据可燃气体的组成确定其MESG值，选定阻火器的阻火等级;然后根据阻火器的使用场所等因素判定阻火器的燃烧工况，确定阻火器类型。以下就不同使用场所阻火器的选型分别加以说明。
3.1 储罐阻火器
储罐阻火器的使用，是为防止外部火焰进入储罐，因此阻火器靠近火源，选用阻爆燃型阻火器，再根据储罐通气量确定阻火器的公称通径，GB5908-2005《石油储罐阻火器》給出了不同公称通径储罐阻火器对应的通气量。
3.2 管道阻火器
安装于管端的阻火器，因其靠近火源，应选用阻爆燃型阻火器。
安装于管道中的阻火器，影响燃烧工况的因素很多，很难准确判断，一般通过查询相关标准和积累的工程经验进行选型。SH/T3413-1999《石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收》推荐了不同公称直径阻爆轰型阻火器距火源的最小安装距离，标准的条文说明中还指出，阻爆燃型阻火器的安装位置与火源距离小于20倍管径较为安全。对于储运系统常见的阻火器使用场所，标准也做了相应的推荐：①储罐之间气相连通管道各支管上的阻火器，以及储罐顶部的油气排放管道与罐顶连接处的阻火器应选用阻爆轰型;②可燃气体放空管道在接入火炬或燃烧器前，若设置阻火器，应选用阻爆轰型阻火器;③装卸设施的油气排放（或回收）总管与各支线的气相管道之间应选用阻爆轰型阻火器。
BS EN ISO 16852：2016标准要求阻爆燃型阻火器与火源之间的管道应尽量平直。
4 其他要求
初步选定阻火器后，还应根据管内介质流量，对照供应商所提供的实测阻火器流量—压降曲线，校核阻火器的压力降能否满足要求，以及根据介质特性、安装位置选定阻火器壳体和阻火芯件的材质，最终完成阻火器的选型。
参考文献：
[1]韩旭，陈睿.阻火器的选型准则[J].化学工程与装备，2016， 11（11）.
[2] SH/T3413-1999.石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收[S].北京：国家石油和化学工业局，1999.
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