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      技術文章

      RTO催化燃燒設備爆炸安全——爆破片與泄壓閥

      2022-10-11 13:42:41 閱讀

      在各種承壓類設備以及管道上,我們??梢钥匆娖渖习惭b有安全泄壓裝置,包括爆破片、安全閥以及泄壓閥等安全裝置。當系統發生超壓的情況時,安全泄壓裝置可以及時釋放壓力,以達到保護設備的目的。由于這類安全裝置具有結構簡單、靈敏、準確、無泄漏、泄壓能力強的優點,能夠在黏稠、低溫以及高溫等環境下工作,被廣泛應用于化工、石油、輕工、冶金、核電以及航空等領域。在廢氣治理領域,由于其中RTO催化焚燒爐內部所處的環境常常為高溫和相對高壓環境,為了避免因爐膛內部壓力突然升高超過限定值,導致爐體發生爆炸的突發情況,RTO催化燃燒設備在設計之初,根據各種安全泄壓裝置的優缺點,通常會選擇在爐體上安裝爆破片或泄壓閥。一方面是起到保護RTO催化燃燒整體設備的作用,另一方面是保證RTO催化燃燒設備附近工作人員的生命和財產安全。

      那么,爆破片與泄壓閥究竟是什么?在不同的使用條件下,如何選擇使用哪種安全泄壓裝置?下面,我們來一起了解爆破片與泄壓閥,以及如何選擇合適的安全泄壓裝置。

      一、爆破片

      爆破片是由爆破片和夾持器等零部件組成的非重閉式壓力泄放裝置。在設定的爆破壓力差下,爆破片兩側壓力差達到預設定值時,爆破片能夠因超壓而迅速動作(破裂或脫落),泄放流體介質,對設備起到一定的保護作用。爆破片有包括平板型、正拱型及反拱型的分類方式:

      1正拱型爆破片:系統壓力作用于爆破片的凹面。另分為:正拱普通型、正拱開縫型以及正拱帶槽型。

      ①正拱普通型:爆破片不需要其他加工,由坯片直接成形的正拱形爆破片;

      ②正拱開縫型:爆破片由兩層或兩層以上組成,且其中一層為密封膜,并至少有一層為帶有孔 縫的正拱形爆破片;

      ③正拱帶槽型:爆破片上加工有減弱槽的正拱形爆破片。

      2反拱型爆破片:系統壓力作用于爆破片的凸面。另分為:反拱刀架型、反拱鱷齒型、反拱帶槽型以及反拱開縫型等。

      ①反拱刀架型:爆破片失穩翻轉時因觸及刀刃而破裂的反拱形爆破片;

      ②反拱鱷齒型:爆破片失穩翻轉時因觸及環形鱷齒而破裂的反拱形爆破片;

      ③反拱帶槽型:爆破片上加工有減弱槽的反拱形爆破片;

      ④反拱開縫型:爆破片由兩層或兩層以上組成,且其中一層為密封膜,并至少有一層為帶有孔 縫的反拱形爆破片。

      3平板型爆破片:系統壓力作用于爆破片的平面。另分為:平板普通型、平板開縫型以及平板帶槽型。

      ①平板普通型:爆破片由一層或多層平板形片與密封膜組成的平板型爆破片;

      ②平板開縫型:爆破片由帶縫孔的平板行片與密封膜組成的平行板爆破片;

      ③平板帶槽型:爆破片平面上加工有減弱槽的平行板爆破片。

      4爆破片的優勢與局限性

      優勢:①密封性好,在容器正常工作時不會泄露;

      ②反應迅速,卸壓快;

      ③含黏稠性介質也不會對裝置產生影響;

      ④排放面積大小不限、適應面廣(如高溫、高壓、腐蝕等)。

      局限性:①爆破片爆破后不可重閉,物料會有部分損失(RTO緊急停車);

      ②爆破元件若長期處于高應力狀態,容易因疲勞而提早失效,需定期更換。

      二、泄壓閥
      相比于爆破片,泄壓閥可以根據系統的工作壓力自動啟閉,保證設備和管道內介質壓力在設定壓力之下,保護系統安全。

      泄壓閥結構主要有兩大類:彈簧式和杠桿式。彈簧式是指閥瓣與閥座的密封靠彈簧的作用力;杠桿式是指閥瓣與閥座的密封靠杠桿和重錘的作用力。由于其與爆破片工作原理的不同,泄壓閥在生產完成后,其開啟壓力是可調的,從而提高了泄壓閥的適用性。一般泄壓閥的開啟壓力調整有以下幾種方式:

      ①泄壓閥出廠前,調整其開啟壓力到用戶要求的整定值。若用戶提出彈簧工作壓力級,則一般應按壓力級的下限值調整出廠。

      ②使用者在將泄壓閥安裝到被保護設備上之前或者在安裝之前,對泄壓閥開啟壓力重新進行調整,以確保泄壓閥的整定壓力值符合要求。

      ③在銘牌注明的彈簧工作壓力級范圍內,通過旋轉調整螺桿改變彈簧壓縮量,即可對開啟壓力進行調節。

      ④在旋轉調整螺桿之前,應使閥進口壓力降低到開啟壓力的 90%以下,以防止旋轉調整螺桿時閥瓣被帶動旋轉,以致損傷密封面。

      實際上,在RTO催化燃燒行業,依據最新的國家標準GB/T 12241-2021《安全閥 一般要求》設計和生產的安全泄壓閥(泄爆門)很少,大多數企業都是自己設計加工,并非按照標準去設計,生產制造出來以后也沒有去相關檢定機構,取得相應認證,這樣實際上不能保證RTO系統的安全。

      三、RTO催化燃燒系統中爆破片與泄壓閥的選擇

      (1)根據規范要求選擇

      《HG/T 20570.3-1995_爆破片的設置和選用》中規定,滿足下列情況之一應優先選用爆破片:

      ①壓力有可能迅速上升的;

      ②泄放介質為含有顆粒、易沉淀、易結晶、易聚合和介質粘度較大;

      ③泄放介質有強腐蝕性,使用安全閥時其價格很高;

      ④工藝介質十分貴重或有劇毒,在工作過程中不允許有任何泄漏,應與安全閥串聯使用;

      ⑤工作壓力很低或很高時,選用安全閥則其制造比較困難;

      ⑥需要較大泄放面積;

      (2)根據工況條件選擇,參考標準GB/T 12241-2021《安全閥 一般要求》

      ①在我們RTO催化燃燒系統中,當工況發生異常,廢氣濃度突然增大時,會導致RTO催化燃燒爐膛內部溫度及壓力急劇上升,此時設備需要快速泄壓。從動作速度以及上述規范要求方面進行考慮,通常選擇爆破片作為安全泄壓裝置;

      ②而且當RTO催化燃燒爐體設計較大時,泄放面積同樣需增大,此時選擇尺寸較大的爆破片,其泄放速度同樣優于泄壓閥。

      (3)根據各自優缺點選擇

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      四、總結

      由此可見,在各種承壓類設備上,通過上述介紹,根據不同的工況,依據爆破片與泄壓閥各自的優缺點,來選擇合適的安全泄壓裝置尤為重要。但根據上述對爆破片與安全閥的介紹,不難發現,在RTO催化燃燒系統中,爆破片是最適用的安全泄壓裝置。不論是從動作速度、密封性能以及適用范圍等方面進行考慮,爆破片都能夠滿足RTO催化燃燒爐體壓力泄放的要求。所以我們在對RTO催化燃燒爐體設計之初,就會在RTO爐頂設置爆破片,以滿足安全要求。但也會有其他廠家使用泄壓閥來替代爆破片,雖然能夠降低成本,但由于其安全性能劣于爆破片,無法做到完全可靠,所以使用爆破片來做到安全泄壓,仍是最優之選。

      來源:VOCs減排工作站

      以上僅供參考,具體的可以咨詢我們



      標簽:  
       RTO催化燃燒設備
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