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常见问题

RTO焚烧装置安全要点及阻火器选型标准

发布日期:2021-7-23     人气:246

       近年来各地方和企业都在不断地加大环境治理的投入,大多数企业通过安装末端治理设施实现达标排放。目前常见的VOCs末端治理工艺有蓄热式燃烧(RTO)、催化燃烧(RCO)、直接燃烧(TO)、活性炭吸附脱附、低温等离子等。但VOCs废气成分复杂,通常为多种易燃易爆的混合有机气体,前期的技术工艺选择不到位或这些装置的投入使用不加以专业管理和控制,往往会带来新的安全隐患,例如RTO装置爆炸问题。

       为此,2020年国务院督导组反馈了八项RTO炉安全要点:《蓄热式焚烧炉(RTO炉)安全要点》(通应急函[2020] 13号),要求相关企业贯彻落实,以下为相关内容:

蓄热式焚烧炉(RTO炉)安全要点

一、RT0炉安全设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。在用RTO炉应补充进行安全风险评估论证:对于废气成分复杂的,应进行HAZOP分析并采取相应的安全措施。

二、RTO炉可通过设置缓冲罐、调整风量等预处理设施,严格控制RTO炉入口有机物浓度和流速,保证相对平稳、安全运行。

三、RTO炉应采取有效措施,防止管道及RTO炉下室体中的冷凝和沉积产生。

四、RTO炉应通过强制通风措施,满足最低通风量要求,避免可燃物积聚、回火等。

五、RTO炉应设置PLC或DCS控制系统(视情况可设置安全仪表系统),对风机、阀门、燃烧器、炉膛和废气管道等设备设施的关键参数进行实时监控和联锁。关键设备安全仪表系统应不低于SIL2标准设计。

六、RTO炉现场电气仪表设备应严格按照防爆等级设计,管道或炉膛内应设置泄爆片;RTO炉应设置短路保护和接地保护功能,废气管线选材要注意防静电。

七、RTO炉应设置断电断气后进气阀、排气阀紧急关闭,防止烟囱效应引起蓄热层下部温度上升。

八、RTO炉应设置UPS备用电源和压缩空气储气罐。对于浓度较高且含有低燃点物质的应急排空管道,严禁与高温排空管道共用烟囱排放。

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       RTO治理技术因治理效果好、运行稳定、成本较低,被广泛应用于各行各业的有机废气治理中。但与此同时,由于VOCs绝大部分都是易燃易爆气体,RTO处理VOCs的应用也出现了一些安全问题,下图摘录了近几年RTO爆炸的部分典型安全事故:

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       目前,大部分关于VOCs 治理工程安全的研究都是基于一些具体的技术和案例开展的,根据经验分析事故发生的原因,并提出相应的安全改进措施。从这些经验总结的结果来看,导致事故发生的原因大致可分为三类:治理技术选择不合理、工艺设计有缺陷、人为操作失误。

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RTO装置流程示意图


       其中作为防止爆炸和火灾蔓延的最后一道安全措施:RTO装置阻火器的选型设置显然十分重要。

       阻火器设置:在RTO炉前端和生产车间后端风管设置阻火器、水封等,防止RTO炉或风管爆炸回火至前端或车间,减少事故损失。

RTO阻火器选型

       首先,管道阻火器应选择波纹板型式阻火器,选择阻火器之前应当分析潜在火源位置及要保护的设备,RTO装置阻火器一般装在炉前端和生产车间后端风管风机的进出口处。

       然后,按阻火器选型依据标准:

       对于介质为 IIA、IIB1、 IIB2、 IIB3气体组分的,且L/D≤50 (若有弯头情况与厂家详询)和对于介质为 IIB、IIC 气体组分的,且L/D≤30,均可以选择爆燃型阻火器或者阻爆轰型阻火器(双向阻火),选择爆燃型阻火器依据的选型产品标准可以是ISO16852或者GB/T13347; 而选择阻爆轰型阻火器依据的标准强烈建议是ISO16852!;对于IIB和IIC系列,爆燃工况按照L/D≤30划分。(备注:潜在火源距离阻火器的安装位置为L,管道口径为D)


为什么这两种阻火器选型所依据的标准会不一样?

       因为,依据GB/T13347标准的阻爆轰阻火器只做爆轰阻火测试,而不要求做爆燃阻火测试!

       而依据ISO15852标准的阻爆轰阻火器是必须进行爆轰阻火测试及爆燃阻火测试的。

       可能出现的状况就是:符合GB/T13347标准的阻爆轰阻火器,遇到爆燃事故时,可能不能阻火!因为该阻火器事先都没有经过爆燃阻火测试!这是非常危险的!

       以下实例:阻爆轰阻火器依据ISO16852第一轮测试阻爆轰试验成功之后,第二轮做阻爆燃测试失败,该阻火器未通过ISO16852阻爆轰测试。

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       以上说明了在阻火器选型阶段若没有准确把握选型要领,则会埋下潜在的风险隐患,阻火器作为最后一道保护措施就可能会失效。


清除潜在风险隐患的措施

一、对于介质是IIA、 IIB1、 IIB2、 IIB3气体组分(若有弯头与厂家详询)

(1)当RTO阻火器安装位置满足L/D≤50:

选型一:选择爆燃型阻火器,阻火器选型标准是ISO16852或者GB/T13347,阻火器须取得对应标准要求的型式试验认证(ATEX型式试验认证或者特种设备型式试验)及质量体系认证;且安装位置推荐靠近潜在火源位置,满足L/D>5,L大于0.5m。

选型二:选择稳态阻爆轰阻火器,阻火器测试标准是ISO16852,并取得ATEX型式试验认证及ATEX过程质量体系认证。

选型三:选择非稳态阻爆轰阻火器,阻火器测试标准是ISO16852,取得ATEX型式试验认证及ATEX过程质量体系认证。


(2)当RTO阻火器安装位置满足L/D>50:

选型:阻火器选型标准是ISO16852,可选择非稳态阻爆轰阻火器,或者评估分析稳态火焰区间,选择稳态阻爆轰阻火器,阻火器须取得ATEX型式试验认证及ATEX过程质量体系认证。

阻火器安装位置:非稳态阻爆轰阻火器的安装位置没有具体限制,稳态阻爆轰阻火器就必须安装在稳态火焰区间。


二、对于介质是IIB和IIC气体组分的,按L/D≤30划分,选型和上述方法一致。


结论:

建议用户、设计院、制造商三方充分地了解阻火器的使用工况和阻火器不同的标准规范,对阻火器作出正确选型,并正确锁定阻火器安装位置,这样才能确保阻火器给用户带来安全保障。

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