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技術(shù)文章

沼氣火炬安全設(shè)計(jì)要素——如何防止沼氣火炬回火爆燃

閱讀：9發(fā)布時(shí)間：2024-12-26

火炬筒采用上下透明設(shè)計(jì)(被動(dòng)安全)

火炬燃燒所需的氧氣通過噴嘴噴射和自然供氣獲得。

如果發(fā)生以下這種情況:

1.沼氣閥有故障，無法關(guān)閉。

2.焊炬點(diǎn)火故障(例如點(diǎn)火電極故障)

3.紫外線燈檢測失敗

同時(shí)，當(dāng)許多突發(fā)情況發(fā)生時(shí)，甲烷意外從管道中泄漏，但甲烷仍能自然地隨火炬筒逸出，并從相對較高的高度(5m-6m位置)擴(kuò)散。與國內(nèi)一些老式火炬設(shè)計(jì)不同，采用外置風(fēng)機(jī)供氧，底部封閉管道和火炬筒。因此，在一定的封閉空間內(nèi)，沼氣與空氣混合，可能存在爆燃回火的安全隱患。這種設(shè)計(jì)在歐洲和其他地區(qū)已經(jīng)被禁止。

自動(dòng)火炬點(diǎn)火控制(主動(dòng)安全)

手動(dòng)控制的火炬被認(rèn)為是不安全的，當(dāng)無人看管時(shí)，可能存在超壓或沼氣系統(tǒng)泄漏的危險(xiǎn)。

Environtec火炬設(shè)計(jì)有多種自動(dòng)點(diǎn)火功能:沼氣罐點(diǎn)火、高壓點(diǎn)火、遠(yuǎn)程中控點(diǎn)火、手動(dòng)點(diǎn)火和遠(yuǎn)程中控復(fù)位。一般來說，當(dāng)氣柜達(dá)到例如90%的高水平或壓力達(dá)到例如3.0Kpa時(shí)，火炬可以自動(dòng)開始燃燒，以防止甲烷系統(tǒng)超壓或氣柜排放等危險(xiǎn)狀態(tài)。

火炬的運(yùn)行狀態(tài)和故障信號(hào)可傳輸?shù)娇刂疲⒔o出報(bào)警信號(hào)，便于操作人員檢查。Environtec的所有自動(dòng)控制部件，包括壓力開關(guān)、紫外線火焰探測器、燃?xì)忾y等。，均為德國進(jìn)口，穩(wěn)定可靠?；鹁婵刂乒衽鋫湮鏖T子PLC S7-1200系統(tǒng)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PLC點(diǎn)火命令包括五次點(diǎn)火嘗試；正常燃燒時(shí)，如果火焰熄滅，火炬能自動(dòng)識(shí)別并開始下一個(gè)點(diǎn)火循環(huán)，直到給出故障信號(hào)?？刂乒衽溆邪踩辣綦x柵，能滿足防爆區(qū)域的要求，符合DIN19234標(biāo)準(zhǔn)。

防回火管道阻火器(被動(dòng)安全)

沼氣管道的垂直管道或水平管道應(yīng)安裝一個(gè)或多個(gè)阻火器，以防止?jié)撛诘幕鼗鸹鹧?。沼氣阻火器?yīng)由不銹鋼304或316制成。

特殊氣體閥(主致動(dòng)器)

Environtec沼氣火炬采用德國進(jìn)口燃?xì)鈱Ｓ冒踩袛嚅y，屬于“慢開快關(guān)"常閉型安全閥，符合ec測試認(rèn)證。通電后，閥門內(nèi)置油泵開始連續(xù)工作，閥板被活塞向下推動(dòng)，閥門緩慢開啟。當(dāng)閥門處于全開位置時(shí)，油泵停止工作。當(dāng)電源切斷時(shí)，油壓立即釋放。在彈簧的作用下，閥門在1秒鐘內(nèi)迅速關(guān)閉。慢啟動(dòng)，有利于火炬點(diǎn)燃時(shí)相對較小的火點(diǎn)火，防止“爆燃"；快速關(guān)閉可有效防止“回火"；常閉，火炬處于斷電或故障狀態(tài)，閥門始終關(guān)閉。

防止空氣回吸。

Environtec沼氣火炬通常適用于沼氣正壓系統(tǒng)，例如，工作壓力可以設(shè)置在10-120mbar(1-12kPa)。當(dāng)沼氣系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)壓時(shí)(如沼氣系統(tǒng)及其他管道裝有增壓風(fēng)機(jī))，火炬提供的“低壓開關(guān)"能感應(yīng)到負(fù)壓，并立即關(guān)閉保護(hù)火炬，防止外界空氣被吸回。

對于帶增壓風(fēng)機(jī)的沼氣火炬(高配機(jī)型如FAIV填埋氣火炬)，火炬前段專門設(shè)置了安全水封或沼氣過濾器，水封能有效防止反吸(被動(dòng)安全)。

沼氣成分分析及在線監(jiān)測

Environtec沼氣火炬通常建議在進(jìn)入沼氣火炬之前，可以通過沼氣在線成分分析儀在線監(jiān)測沼氣中的甲烷和氧氣濃度。尤其是像FAIV垃圾填埋氣火炬這樣的高配置型號(hào)。

一般建議當(dāng)沼氣中甲烷濃度過低(低于30%)，或沼氣中混有空氣氧氣(氧氣濃度大于3%)時(shí)，應(yīng)切斷火炬并主動(dòng)關(guān)閉，以防潛在危險(xiǎn)。

沼氣爆炸需要幾個(gè)條件:

空氣中的甲烷混合到爆炸極限(CH4 5%-15%)；

明火(點(diǎn)火源)；

在封閉的空間里。


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