沼气火炬安全设计要素——如何防止沼气火炬回火爆燃

火炬筒采用上下透明设计(被动安全)

火炬燃烧所需的氧气通过喷嘴喷射和自然供气获得。

如果发生以下这种情况:

1.沼气阀有故障，无法关闭。

2.焊炬点火故障(例如点火电极故障)

3.紫外线灯检测失败

同时，当许多突发情况发生时，甲烷意外从管道中泄漏，但甲烷仍能自然地随火炬筒逸出，并从相对较高的高度(5m-6m位置)扩散。与国内一些老式火炬设计不同，采用外置风机供氧，底部封闭管道和火炬筒。因此，在一定的封闭空间内，沼气与空气混合，可能存在爆燃回火的安全隐患。这种设计在欧洲和其他地区已经被禁止。

自动火炬点火控制(主动安全)

手动控制的火炬被认为是不安全的，当无人看管时，可能存在超压或沼气系统泄漏的危险。

Environtec火炬设计有多种自动点火功能:沼气罐点火、高压点火、远程中控点火、手动点火和远程中控复位。一般来说，当气柜达到例如90%的高水平或压力达到例如3.0Kpa时，火炬可以自动开始燃烧，以防止甲烷系统超压或气柜排放等危险状态。

火炬的运行状态和故障信号可传输到中央控制，并给出报警信号，便于操作人员检查。Environtec的所有自动控制部件，包括压力开关、紫外线火焰探测器、燃气阀等。，均为德国进口，稳定可靠。火炬控制柜配备西门子PLC S7-1200系统，一个标准的PLC点火命令包括五次点火尝试；正常燃烧时，如果火焰熄灭，火炬能自动识别并开始下一个点火循环，直到给出故障信号。控制柜配有安全防爆隔离栅，能满足防爆区域的要求，符合DIN19234标准。

防回火管道阻火器(被动安全)

沼气管道的垂直管道或水平管道应安装一个或多个阻火器，以防止潜在的回火火焰。沼气阻火器应由不锈钢304或316制成。

特殊气体阀(主致动器)

Environtec沼气火炬采用德国进口燃气专用安全切断阀，属于“慢开快关”常闭型安全阀，符合ec测试认证。通电后，阀门内置油泵开始连续工作，阀板被活塞向下推动，阀门缓慢开启。当阀门处于全开位置时，油泵停止工作。当电源切断时，油压立即释放。在弹簧的作用下，阀门在1秒钟内迅速关闭。慢启动，有利于火炬点燃时相对较小的火点火，防止“爆燃”；快速关闭可有效防止“回火”；常闭，火炬处于断电或故障状态，阀门始终关闭。

防止空气回吸。

Environtec沼气火炬通常适用于沼气正压系统，例如，工作压力可以设置在10-120mbar(1-12kPa)。当沼气系统出现负压时(如沼气系统及其他管道装有增压风机)，火炬提供的“低压开关”能感应到负压，并立即关闭保护火炬，防止外界空气被吸回。

对于带增压风机的沼气火炬(高配机型如FAIV填埋气火炬)，火炬前段专门设置了安全水封或沼气过滤器，水封能有效防止反吸(被动安全)。

沼气成分分析及在线监测

Environtec沼气火炬通常建议在进入沼气火炬之前，可以通过沼气在线成分分析仪在线监测沼气中的甲烷和氧气浓度。尤其是像FAIV垃圾填埋气火炬这样的高配置型号。

一般建议当沼气中甲烷浓度过低(低于30%)，或沼气中混有空气氧气(氧气浓度大于3%)时，应切断火炬并主动关闭，以防潜在危险。

沼气爆炸需要几个条件:

空气中的甲烷混合到爆炸极限(CH4 5%-15%)；

明火(点火源)；

在封闭的空间里。