工业企业防火5.1 防爆泄压装置及其应用

第五章

防火防爆安全装置与设施01防爆泄压装置概述DESIGN0203防爆泄压装置可及时排除因物理或化学变化引起的超压现象，防止设备损坏和事故发生。例如，在化学反应过程中，若反应过于剧烈导致压力急剧上升，安全阀等装置能迅速开启，排出多余气体，降低压力。排除超压现象01在发生危险时，防爆泄压装置能迅速响应，将危害控制在最小范围内，防止事故扩大。如在某化工厂火灾事故中，防爆门及时打开，避免了火势蔓延至其他区域，减少了损失。防止事故扩大这些装置通过合理设计和安装，确保设备在正常运行和异常情况下的安全性，延长设备使用寿命。如在高温高压设备中，安全阀能有效防止因压力过高而引发的爆炸，保护设备和人员安全。保障设备安全功能与重要性安全阀安全阀是一种自动泄压装置，当设备内压力超过设定值时自动开启，低于设定值时自动关闭，具有良好的密封性和可靠性，广泛应用于压力容器和管道系统。爆破片爆破片是一种一次性使用的防爆装置，当设备内压力达到一定值时瞬间破裂，释放压力，适用于不允许有微量泄漏的设备，如食品加工和制药行业的设备。防爆门防爆门安装在建筑物或设备的外墙或顶部，当内部发生爆炸时自动打开，释放压力，防止建筑物或设备结构被破坏，常用于燃油、燃气或燃烧煤粉的加热炉等设备。常见类型及特点防爆泄压装置的选择需考虑设备的工作压力、温度、介质特性等因素。如高温高压设备宜选用弹簧式安全阀，因其具有较高的耐温和耐压性能。根据设备特性选择所选装置必须具备足够的排放能力，以确保在超压时能迅速排出介质，使设备压力不超过规定值。如对于大容积的储罐，需选择合适口径的安全阀，保证排放量满足要求。满足排放能力要求安装时需严格按照技术要求进行，确保装置的性能和可靠性。同时，定期进行维护和检验，及时发现和处理问题，保证装置的正常运行。正确安装与维护选择与安装原则02安全阀DESIGN防爆泄压装置是防止设备因超压而发生爆炸事故的最后一道防线，一旦设备内压力超过设定值，装置能够迅速泄压，避免事故的发生。防止爆炸事故通过及时泄压，减少设备损坏，保障生产过程的连续性，降低因设备停机带来的经济损失。保障生产连续性依据“预防为主，泄压为辅”的原则，确保装置的本质安全，从源头上减少事故发生的可能性。安全设计原则重要性与原则安全阀的主要功能是排放泄压，当设备内压力超常时自行开启，排出介质降低压力，防止设备超压爆裂；同时，开启时产生的声响可起到报警作用，提醒人员注意。排放泄压与报警01安全阀由阀体、阀芯和加压载荷组成。当设备内压力低于设定值时，加压载荷大于介质作用力，阀芯紧压阀座，阀门关闭；当压力超过设定值时，介质作用力大于载荷，阀芯被顶离阀座，阀门开启，介质排出。工作原理02广泛应用于压力容器、管道系统等，如化工厂的反应釜、锅炉等设备，用于防止因压力过高而引发的爆炸事故，保障设备和人员的安全。适用场景03功能与原理01利用重块的重力作为加压载荷，结构简单，但体积较大，适用于压力较低、温度较高的设备，如小型锅炉等。静重式安全阀02通过杠杆传递重锤的重力作为加压载荷，可调节杠杆长度改变开启压力，适用于中低压设备，如化工厂的部分反应釜。杠杆式安全阀03利用弹簧的压力作为加压载荷，通过调整螺丝改变弹簧压力大小来调节开启压力，结构紧凑，灵敏度高，适用于高压设备，如高压容器。弹簧式安全阀02利用液体的压力作为加压载荷，具有良好的密封性能，适用于需要严格控制泄漏的设备，如食品加工行业的压力容器。液压式安全阀种类与特点010302必须安装的设备顶部操作压力大于0.07MPa的压力容器、顶部操作压力大于0.03MPa的蒸馏塔、蒸发塔和汽提塔等设备必须安装安全阀，以确保设备在超压时能够及时泄压。禁止安装的设备加热炉炉管由于易结焦堵塞且泄放热油处理困难，以及同一压力系统中已有安全阀的设备，一般不需再安装安全阀，但需加强管理和操作规程的执行。安装注意事项安全阀应直接与设备相连，垂直安装在设备的最高位置，避免安装其他阀门或引出管，以确保泄压通道畅通无阻。安装范围安装要求安装时需与承压设备直接相连，垂直安装于设备最高位置，保持畅通，稳固牢靠，防止腐蚀，确保安全排放。如安全阀与储罐之间应设置切断阀，便于检修和更换。维护要点定期进行维护保养，保持洁净，防止腐蚀和堵塞；经常检查铅封，防止他人随意调整；发现泄漏应及时检修，严禁用加大载荷的方法消除泄漏。检验周期安全阀每年至少进行一次定期检验，包括动态检查和解体检查。动态检查时，需使用合适的介质和压力表，按照规定的步骤进行升压、保压、动作和降压回座等操作，确保安全阀的性能符合要求。安装与维护01定期对安全阀进行动态检查，包括升压、保压、记录开启和回座压力等步骤，确保安全阀在设定压力下能够正常开启和关闭。动态检查检验时，安全阀的开启压力、回座压力应符合表8-2的要求，在工作压力下无明显泄漏，并且在额定排放压力下，阀提升高度达到规定值，检验合格后需铅封并记录。合格标准03安全阀每年至少进行一次定期检验，对于发现泄漏等异常情况或动态检查不合格的安全阀，应及时进行解体检查和修复或更换。检验周期02检验标准03爆破片DESIGNDESIGN排放压力与防止爆炸爆破片的主要功能是在设备内发生爆炸时迅速破裂，排出大量气体或粉尘，降低压力，防止设备或容器爆裂，从而扩大爆炸事故。工作原理爆破片是一种薄片状装置，当设备内压力达到设定值时，爆破片瞬间破裂，释放压力。其破裂压力可根据设备的试验压力进行调整，确保在超压时能及时破裂。适用场景适用于存在爆炸或异常反应可使压力瞬间急剧上升的设备，如化工厂的反应釜、压力容器等；也适用于不允许介质有任何泄漏的设备，如食品加工和制药行业的设备。功能与原理快速泄压爆破片是一种一次性使用的防爆装置，当设备内压力瞬间急剧上升时，爆破片能够迅速破裂，快速释放大量气体或液体，防止设备因超压而发生爆炸。爆破片在正常工作状态下能够保持良好的密封性能，不会出现介质泄漏的情况，特别适用于不允许有微量泄漏的设备，如剧毒气体储存设备、高纯度介质设备等。与同口径的安全阀相比，爆破片的泄放面积更大，能够在瞬间释放更多的介质，适用于处理瞬时分解爆炸或大量气体产生的场合。无泄漏泄放量大功能与特点适用于可能发生爆炸或异常反应导致压力瞬间急剧上升的设备，如化学反应釜、高压容器等，能够及时释放压力，防止设备爆裂。”对于储存剧毒、高纯度或贵重介质的设备，爆破片能够有效防止介质泄漏，避免环境污染和经济损失。”瞬时超压设备不允许泄漏的介质当设备内介质具有黏稠性、易结晶或含有大量杂质时，可能会导致安全阀堵塞或无法正常动作，此时爆破片是更好的选择。”安全阀无法适配的情况适用场景爆破片的安装要可靠，夹持器和垫片表面不得有油污，夹紧螺栓应上紧，防止膜片受压后滑脱。若在爆破片和容器间装设了切断阀，则要检查阀的开闭状态，并有措施保证在运行中此阀处于全开位置。安装要求运行中应经常检查连接处有无泄漏；对于超压后未破裂的爆破片以及正常运行中有明显变形的爆破片应立即更换。更换下来的爆破片应进行爆破试验并记录，分析积累试验数据，以供设计时参考。维护要点爆破片一般满6个月或12个月更换一次。对于经常超压或运行条件恶劣的设备，更换周期应适当缩短，以确保设备的安全运行。更换周期安装与维护安全阀具有开启压力能调节、动作后自行回座的优点，但易泄漏，对于黏稠介质不适用；爆破片不泄漏，能适应黏稠介质且排放量比同口径安全阀大，但不可调节，一旦破裂不能在压力降至工作压力后自行切断。因此，将两者组合使用，可充分发挥各自的优势，提高设备的安全性。组合优势组合时，除要求阀和膜片具有单独使用时所要求的性能外，还需保证膜片破裂后不妨碍安全阀的动作，并在阀与膜片之间安装压力表或试验旋塞及报警装置，以便在爆破片泄漏或破裂时能及时发现。同时，应安装使安全阀泄漏出来的气体能及时安全地排掉或加以回收的装置。组合要求一种是弹簧式安全阀入口处设置爆破片，主要用于防止容器内介质的结晶聚合或介质具有黏附性而堵塞安全阀，又不使安全泄放装置动作时介质全部外泄。另一种是弹簧式安全阀出口处装设爆破片，适用于介质是昂贵的气体或剧毒气体，且比较洁净、无黏性物质的情况。组合形式与安全阀的组合安全阀+入口爆破片安全阀+出口爆破片在安全阀入口处安装爆破片，可以防止介质中的杂质堵塞安全阀，确保安全阀在需要时能够正常开启，同时，爆破片破裂后不会影响安全阀的正常工作，但需在阀与膜片之间设置压力表或报警装置，以便及时发现爆破片的破裂情况。对于处理昂贵或剧毒气体的设备，可在安全阀出口处安装爆破片，当安全阀开启时，爆破片破裂，气体通过爆破片排出，可防止气体泄漏造成环境污染或经济损失，但这种组合结构要求安全阀能够适应不同的压力条件，并且需要安装回收或处理装置，以确保气体的安全排放。组合使用呼吸阀：原理、类型与应用种类01020304呼吸阀概述机械呼吸阀液压呼吸阀弹簧式呼吸阀01Part呼吸阀概述呼吸阀的定义呼吸阀是液体储罐的安全附件，用于调节储罐内外压力，防止液体蒸气大量逸散，避免火灾危险，确保储罐安全使用。它在储罐收发液体时，平衡压力，维持储罐密封性，是保障储罐安全运行的重要设备。呼吸阀的重要性对于甲、乙类液体储罐，由于液体沸点低、易蒸发、火灾危险性大，呼吸阀可有效防止蒸气自由排入大气，降低火灾风险。呼吸阀能防止储罐因内外压力差过大而胀坏或压瘪变形，延长储罐使用寿命，保障生产安全。呼吸阀的应用场景广泛应用于石油、化工、制药等行业，用于储存易燃、易挥发液体的储罐，如汽油、柴油、酒精等储罐。在各类液体储罐的顶部安装呼吸阀，已成为保障储罐安全的必要措施，是行业标准和规范的要求。呼吸阀的定义与作用02Part机械呼吸阀机械呼吸阀是一个用铁或铝铸成的盒子，盒内有两个阀，分别是压力阀和真空阀。压力阀阀盘用于正压排气，真空阀阀盘用于负压吸气，阀座、导向杆等部件确保阀盘灵活运动。当罐内压力达到200mmH₂O（1961Pa）时，压力阀被气压推动开启，排出气体，平衡压力。当罐内形成半真空状态，达到50mmH₂O（490Pa）时，真空阀被大气压推开，吸入空气，防止储罐变形。机械呼吸阀的工作原理机械呼吸阀的构造要经常检查阀的动作情况，防如导向杆是否被垃圾、油污卡住，防护网是否完整，防防止堵塞和损坏。冬季应加强对阀盘的擦拭，防防止冷凝水汽冻结失灵，防阀座宽度应尽量小些，防最好不超过2mm。机械呼吸阀的使用要求机械呼吸阀的构造与原理结构简单，制造成本较低，安装和维护相对容易，适合大多数液体储罐的使用需求。能有效防止储罐因内外压力差过大而胀坏或压瘪变形，保障储罐的安全运行。机械呼吸阀的优点需要定期检查和维护，防止阀盘卡住、堵塞等问题，否则可能影响其正常工作。在寒冷地区，阀盘容易冻结，需要采取额外的防冻措施，增加了使用成本和维护难度。机械呼吸阀的缺点机械呼吸阀的优缺点定期检查定期检查导向杆是否被垃圾、油污卡住，护网是否完整，确保阀盘能够灵活运动，防止堵塞和损坏。检查阀盘的材质和磨损情况，及时更换损坏的阀盘，防止因阀盘问题导致储罐内液体蒸气大量逸散。防冻措施在冬季，加强对阀盘的擦拭，防止冷凝水汽冻结失灵，阀座宽度应尽量小些，最好不超过2mm。可以采用加热装置或保温材料对呼吸阀进行防冻处理，确保呼吸阀在低温环境下正常工作。清洁与保养定期清理呼吸阀内的杂质和污垢，保持呼吸阀内部清洁，防止堵塞和腐蚀。对呼吸阀的金属部件进行防锈处理，延长呼吸阀的使用寿命，确保其长期稳定运行。机械呼吸阀的维护与保养03Part液压呼吸阀01液压呼吸阀内存放封液，如轻柴油、太阳油或变压器油等，封液的流动性与呼吸阀的工作密切相关。阀上有特制的金属杆，用来测量阀体内封液的多少，罩子上有调节螺栓，用来调节隔壁内的浸油深度。当罐内气体空间处于正压状态时，气体把封液挤入外环空间，压力不断上升，封液液位变化，当内环空间的液位与隔板下缘相平时，罐内气体逸入大气。相反，罐内出现负压时，外环空间的封液进入内环空间，大气进入罐内，实现压力平衡。02液压呼吸阀控制的压力或真空值比机械呼吸阀高10%，正常情况下不会动作，只有在机械呼吸阀失灵时才会启动。通过调节螺栓控制封液的浸油深度，从而调整呼吸阀的控制压力，确保呼吸阀在设定的压力范围内正常工作。03液压呼吸阀的构造液压呼吸阀的工作原理液压呼吸阀的控制机制液压呼吸阀的构造与原理液压呼吸阀的缺点封液需要定期补充，否则罐内与大气直接相通，易燃蒸气散逸，增加罐区危险性，增加了维护工作量和成本。对封液的流动性要求较高，封液的凝固点必须低于当地最低气温，否则会影响呼吸阀的正常工作。液压呼吸阀的优点在机械呼吸阀失灵时，能够作为备用安全阀，提供额外的安全保障，提高储罐的安全性。封液的存在可以有效防止储罐内液体蒸气大量逸散，减少火灾危险，提高储罐的安全性。液压呼吸阀的优缺点定期检查封液的量和质量，及时补充封液，确保封液的流动性，防止封液凝固或干涸。选择合适的封液，确保其凝固点低于当地最低气温，避免因封液冻结导致呼吸阀失效。定期检查呼吸阀的金属杆和调节螺栓，确保其正常工作，能够准确测量封液量和调节浸油深度。检查呼吸阀的密封性能，防止封液泄漏，确保呼吸阀能够正常工作。定期清理呼吸阀内的杂质和污垢，保持呼吸阀内部清洁，防止堵塞和腐蚀。对呼吸阀的金属部件进行防锈处理，延长呼吸阀的使用寿命，确保其长期稳定运行。封液管理定期检查清洁与保养液压呼吸阀的维护与保养04Part弹簧式呼吸阀弹簧式呼吸阀由阀盖、真空阀门、真空阀弹簧、阀身、压板、压力阀弹簧、压力阀门、保护网、压力阀座、阀底座和接管头等组成。压力阀弹簧用于调节正压，调节范围为0.01~0.0185MPa，真空阀弹簧用于调节负压，真空调节范围为1961~3923Pa。弹簧式呼吸阀的构造当罐内压力达到设定值时，压力阀弹簧被压缩，压力阀门开启，排出气体，平衡压力。当罐内形成负压时，真空阀弹簧被拉伸，真空阀门开启，吸入空气，防止储罐变形。弹簧式呼吸阀的工作原理适用于容积不大于100m³的卧式储罐，特别是储存润滑油等不易蒸发液体的储罐。由于其结构紧凑，安装方便，适用于小型储罐，能够有效调节储罐内外压力，保障储罐安全。弹簧式呼吸阀的适用范围弹簧式呼吸阀的构造与原理弹簧式呼吸阀的优点结构紧凑，安装方便，适用于小型卧式储罐，能够有效调节储罐内外压力，保障储罐安全。弹簧调节压力范围精确，能够根据储罐的实际需求进行调整，提高储罐的安全性和可靠性。弹簧式呼吸阀的缺点不适用于大型储罐，其压力调节范围有限，无法满足大容量储罐的需求。弹簧长期使用可能会出现疲劳变形，影响呼吸阀的正常工作，需要定期检查和更换弹簧。0102弹簧式呼吸阀的优缺点定期检查定期检查弹簧的弹性和变形情况，及时更换疲劳或损坏的弹簧，确保呼吸阀的正常工作。检查保护网是否完整，防止异物进入呼吸阀内部，影响其正常工作。调整与校准定期对呼吸阀的压力调节范围进行校准，确保其在设定的压力范围内正常工作，提高储罐的安全性。清洁与保养定期清理呼吸阀内的杂质和污垢，保持呼吸阀内部清洁，防止堵塞和腐蚀。对呼吸阀的金属部件进行防锈处理，延长呼吸阀的使用寿命，确保其长期稳定运行。弹簧式呼吸阀的维护与保养机械呼吸阀特点：结构简单，制造成本低，维护相对容易，但需要定期检查和防冻处理。适用场景：通用型储罐，适用于大多数液体储罐的使用需求。液压呼吸阀特点：作为备用安全阀，提供额外安全保障，但封液需要定期补充，维护成本较高。适用场景：高风险储罐，需要冗余设计以提高安全性。弹簧式呼吸阀特点：结构紧凑，安装方便，适用于小型卧式储罐，但压力调节范围有限。适用场景：小型卧式储罐，特别是储存润滑油等不易蒸发液体的储罐。不同类型呼吸阀的对比呼吸阀的选型根据储罐的类型、容积、储存液体的性质以及使用环境等因素，选择合适的呼吸阀类型。对于大型储罐，优先选择机械呼吸阀；对于高风险储罐，可同时安装机械呼吸阀和液压呼吸阀；对于小型卧式储罐，可选择弹簧式呼吸阀。呼吸阀的维护不论哪种类型的呼吸阀，都需要定期检查和维护，确保其正常工作。定期清理呼吸阀内的杂质和污垢，保持呼吸阀内部清洁，防止堵塞和腐蚀。对呼吸阀的金属部件进行防锈处理，延长呼吸阀的使用寿命，确保其长期稳定运行。呼吸阀的选型与维护建议04排气筒与放空管DESIGN03.01.02.紧急放空与防爆排气筒或放空管主要用于当反应物料发生剧烈反应，采取加强冷却、减少投料等措施难以奏效，不能防止反应设备超压、超温、爆聚、分解爆炸事故时，进行紧急放空，以保障设备和人员的安全。工作原理当设备内压力或温度超过设定值时，通过手动或自动控制，打开排气筒或放空管的阀门，将设备内的物料排出，降低设备内的压力和温度，防止事故的发生。同时，可根据需要在放空管口设置阻火器、灭火管线等装置，防止火灾和爆炸事故的发生。适用场景广泛应用于化工、石油、制药等行业的反应器、反应塔、高压容器等设备。如在某化工厂的反应釜中，当反应过于剧烈导致压力急剧上升时，通过放空管将多余气体排出，防止反应釜爆炸。功能与原理排气筒或放空管一般设置在反应器、反应塔、高压容器的顶部；室内设备设置的放空管，若排放易燃易爆物料，应引出室外的安全地点（火炬或其他设施）。易于堵塞的放空管可用爆破片代替控制阀门，或控制阀门保持常开而增设爆破片。安装要求定期检查放空管的通畅性，防止堵塞；检查控制阀门的灵活性和可靠性，确保在紧急情况下能迅速打开；对于设置有阻火器、灭火管线等装置的放空管，还需定期检查其性能，确保其正常工作。维护要点由于紧急排气筒或放空管和安全阀放空管口均高出建筑物顶部，且排放易燃易爆物质，有较高的气柱，容易遭受雷击。因此，排气或放空管口应在防雷保护范围内；当气体流速较快时，易产生静电，故排气筒或放空管应有良好的接地。有条件时，还应在排气筒或放空管的下部连接水蒸气或氮气灭火管线，以便在放空管着火时及时灭火。防雷防静电措施安装与维护高度要求放空管宜位于石油天然气站场生产区最小频率风向的上风侧，且宜布置在站场外地势较高处。放空管与石油天然气站场的间距：放空量等于或小于1.2×10⁴m³/h时，不应小于10m；放空量大于1.2×10⁴m³/h且等于或小于4×10⁴m³/h时，不应小于40m。连续排放的可燃气体排气筒顶或放空管口，应高出平面20m范围内的平台或建筑物顶2.0m。对位于20m以外的平台或建筑物顶，应满足相关要求，并应高出所在地面5m。间歇式排放的可燃气体排气筒顶或放空管口，应高出平面10m范围内的平台或建筑物顶2.0m以上。对位于平面10m以外的平台或建筑物顶，应满足相关要求，并应高出所在地面5m。排放要求对液化烃或可燃液体设备，应将设备的液化烃或可燃液体抽送至专门的储罐，剩余的液态烃应排入火炬系统。对可燃气体设备，应将设备内的可燃气体排入火炬系统燃烧或排至安全放空系统。焦化装置的加热炉内的高温可燃流体泄放后会立即燃烧，应设置炉内可燃液体事故的紧急放空冷却处理设施。常减压蒸馏装置的初馏塔顶、常压塔顶、减压塔顶的不凝气，不应直接排入大气。可能存在点火源的区域内不应形成爆炸性气体混合物，有害物质的浓度及排放量应符合有关污染物排放标准的规定，放空时形成的噪声应符合有关卫生标准。高度与排放要求放空管应保持畅通，避免因物料堵塞导致排放不畅，可在放空管入口前设置爆破片或采取吹扫、加热、保温等防堵措施，确保在紧急情况下能够正常排放。防止堵塞放空管口应设置阻火器，防止火焰回窜引发爆炸，同时，应避免在放空管附近进行明火作业或产生火花的活动，确保放空过程的安全。防止回火安全注意事项05火炬系统DESIGN排放可燃气体火炬主要用于排除生产装置开车时产生的不合格的可燃气体和设备事故时排放的可燃气体物料，防止乱排放的可燃气体与空气形成爆炸混合物和污染环境。工作原理进入火炬的可燃气体经凝液分离罐分离出气体中直径