CN115199129A - 用于工业设备的保护屏障 - Google Patents

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CN115199129A CN202210355352.3A CN202210355352A CN115199129A CN 115199129 A CN115199129 A CN 115199129A CN 202210355352 A CN202210355352 A CN 202210355352A CN 115199129 A CN115199129 A CN 115199129A
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A·法夫尔
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

本发明涉及一种用于工业设备的保护屏障，所述工业设备被可燃流体或氧气穿过和/或处理可燃流体或氧气，该保护屏障包括形成平行六面体的四个侧面的四个竖直壁，所述四个竖直壁附接至基底以限定出具有矩形横截面的空间，该空间旨在用于容纳布置在所述基底上的所述工业设备，所述四个竖直壁具有至少2.4m的高度，并且包括附接至所述四个竖直壁中的至少一者的至少一个局部顶盖，所述局部顶盖具有平行于所述基底并且在所述空间上方延伸的表面，所述局部顶盖的表面积或多个所述局部顶盖中的每一个局部顶盖的表面积占对应于所述矩形横截面的表面积的至多50％，优选至多30％。本发明还涉及一种包括至少两个用于工业设备的保护屏障的系统。

Description

用于工业设备的保护屏障
技术领域
本发明涉及一种用于工业设备的保护屏障。
背景技术
在存在氧或至少一种可燃流体(例如氢气、甲烷、乙炔、氨、丙烷、丙烯)的工业装置中，使用用于防火和/或防止熔融金属飞溅和/或飞溅碎片的屏障。
这些屏障可以由混凝土、钢筋混凝土、钢或水泥制成。
例如，通过低温蒸馏分离空气或其他气体混合物的设备在高压下操作，并与其中循环有可燃流体或氧气的潜在危险设备相连。这个设备必须用屏障保护起来。安全屏障的主要目的是保护人员免受事故伤害。第二个目的是防止或减少对邻近设备的损坏。与氧气或氢气操作相关的屏障尤其重要。就温度和强度而言，氧气爆炸和/或火灾与炼油厂或石化厂的爆炸和/或火灾非常不同。在炼油厂或石化厂的火灾中，燃料是至少一种烃，这种烃通过管道和储罐等金属逸出，温度可达到980℃。在氧气火灾中，燃料是金属本身。这些火产生极高的温度，高达3000℃以上。
因此，一般来说，在设计屏障时，有三种类型的机械力需要考虑:(i)从压缩机外壳或管道的孔中排出的可压缩流体(伴随着从孔中排出的熔融金属)所产生的喷射力，(ii)储存能量(如氧气或热燃烧气体的储存单元)大量释放所产生的高压或爆炸力，以及(iii)由于爆炸而高速移动的钢碎片的冲击所产生的力。此外，用于抵抗氧气火灾的安全屏障的设计必须允许该屏障抵抗在金属燃烧位置处的3000℃的热负荷，以及抵抗熔融金属的飞溅。
由压缩气体协会(“CGA”；4221 Walney Road,5 Floor,Chantilly,Va.20151-2923Doc 10/17)出版的出版号为G-4.6(1992)的《Oxygen Compressor Installation andOperation Guide》中的“standard for current industrial practices for oxygencompressor installations,operations,maintenance,and safety”描述了一种氧压缩机的外壳，该外壳具有最小高度为2.4m的竖直壁，并且该竖直壁未被覆盖或具有局部顶盖。该文件强调了通风的重要性，以避免氧气集中在压缩机周围，并建议外壳未覆盖以便足以确保通风的事实。
发明内容
本发明的一个目的是减小碎片和/或熔融金属由于爆炸而可能被抛出的距离，和/或限制火焰的传播。通过这种方式，可以将其他设备布置在更靠近障碍的位置，和/或允许存在的人员更靠近屏障，而不会带来安全风险。
根据本发明的另一个目的是改善屏障内部的通风。
DE4106810A1描述了一种根据权利要求1的前序部分的屏障。
一方面，本发明提供了一种用于被可燃流体或氧气穿过的和/或处理可燃流体或氧气的工业设备的保护屏障，该保护屏障包括形成平行六面体的四个侧面的四个竖直壁，所述四个竖直壁附接至基底以限定出具有矩形横截面的空间，该空间旨在用于容纳布置在所述基底上的工业设备，所述四个竖直壁具有至少2.4m的高度，并且包括附接至所述四个竖直壁中的至少一者的至少一个局部顶盖，所述局部顶盖具有平行于所述基底并且在所述空间上方延伸的表面，所述局部顶盖的表面积或每个所述局部顶盖的表面积等于对应于所述矩形横截面的表面积的至多50％，优选至多30％，其特征在于，所述四个壁中的长度等于所述屏障的长度的第一壁附接至第一局部顶盖，并且所述四个壁中的第二壁的高度或隔板的高度大于所述第一壁的高度，所述第二壁或所述隔板平行于所述第一壁。
根据其他可选的方面:
-所述屏障包括容纳在所述具有矩形横截面的空间内的工业设备。
-所述屏障包括所述工业设备，所述工业设备至少部分地、优选其覆盖区的至少50％布置在所述至少一个局部顶盖中的一个局部顶盖的下面。
-所述工业设备完全位于所述局部顶盖的下面。
-所述工业设备仅位于所述局部顶盖中的一个局部顶盖的下面。
-所述工业设备位于不同高度的至少两个局部顶盖中的最低的局部顶盖的下面。
-所述空间的横截面的至少50％未被覆盖。
-所述四个壁和/或所述至少一个局部顶盖由混凝土、水泥或钢制成，混凝土优选为钢筋混凝土。
-所述屏障的顶盖的开放空间的宽度大于0.75H，其中H是所述屏障的至少三个壁的高度。
-所述竖直壁中的三个竖直壁具有相同的高度。
-所述竖直壁中的一个竖直壁高于其他的竖直壁。
-至少一个局部顶盖是具有矩形横截面的平板。
-至少一个局部顶盖具有连接至所述屏障的壁的边缘。
-至少一个局部顶盖具有三个边缘，每个边缘连接至所述屏障的不同壁。
-第二局部顶盖附接至第二壁的顶部，所述第一局部顶盖和所述第二局部顶盖位于由所述四个壁形成的空间的上方。
-第二局部顶盖附接至隔板的顶部，所述第一局部顶盖和所述第二局部顶盖位于由所述第一壁、四个壁中的其它两个壁的一部分和所述隔板的一部分形成的空间的上方。
-所述第一局部顶盖位于比所述第二局部顶盖更低的高度处。
-所述屏障包括容纳在所述具有矩形横截面的空间内的工业设备，其中所述工业设备是压缩机、泵、阀、管道或储存单元。
-至少一个局部顶盖具有矩形表面。
-所述屏障在一设施旁边就位成使得来自所述工业设备的火和/或熔融金属飞溅物和/或所述工业设备的碎片不能到达所述设施。
-所述局部顶盖具有基本相同的宽度。
-在矩形横截面上方的两个局部顶盖的自由端之间的水平间距D对应于所述矩形横截面的宽度W的25％至75％，或者甚至30％至40％。
本发明还提供了一种系统，该系统包括至少两个用于被可燃流体或氧气穿过的和/或处理可燃流体或氧气的工业设备的保护屏障，每个保护屏障包括形成平行六面体的四个侧面的四个竖直壁，所述四个竖直壁附接至基底以限定出具有矩形横截面的空间，该空间旨在用于容纳布置在所述基底上的工业设备，所述四个竖直壁具有至少2.4m的高度，并且包括附接至所述四个竖直壁中的至少一者的至少一个局部顶盖，所述局部顶盖具有平行于所述基底并且在所述空间上方延伸的表面，所述局部顶盖的表面积或每个所述局部顶盖的表面积等于对应于所述矩形横截面的表面积的至多50％，优选至多30％，所述至少两个屏障具有公共壁，每个屏障旨在用于容纳被可燃气体或氧气穿过的和/或处理可燃气体或氧气的工业设备，所述公共壁平行于所述至少两个屏障中的每一个屏障的壁，并且高于与其平行的所述至少两个壁。
优选地:
-该系统包括附接至公共壁的两个局部顶盖。
-所述两个局部顶盖处于相同的高度处。
该系统可以包括两个工业设备，所述两个工业设备各自位于所述两个屏障中的一个屏障的具有矩形横截面的空间中。
附图说明
将参照附图更详细地描述本发明。
图1示出了用于工业设备的保护屏障的截面图。
图2示出了用于工业设备的保护屏障的截面图。
图3示出了用于工业设备的保护屏障的截面图。
图4示出了根据本发明的另一用于工业设备的保护屏障的截面图。
图5示出了根据本发明的再一用于工业设备的保护屏障的截面图。
图6示出了根据本发明的又一用于工业设备的保护屏障的截面图。
图7示出了图4的保护屏障的俯视图。
图8示出了根据本发明的另一用于工业设备的保护屏障的截面图。
具体实施方式
图1示出了用于工业设备E的保护屏障的截面图。可燃流体(气体或液体)或液态氧或气态氧可能会穿过工业设备E。该工业设备也可以处理所讨论的流体。设备E可以是例如压缩机、泵、阀、管道或储存单元。所讨论的流体的压力可以在1巴以上，或在10巴以上，或在50巴以上。
该屏障包括四个竖直壁1、2、3、4，这些竖直壁形成附接至基底S以限定具有矩形横截面的空间的平行六面体的四个侧面，该空间旨在容纳布置在基底S上的工业设备E。该图示出了具有相同高度的壁1、2。壁4将形成该截面图的背面，但未示出。四个竖直壁1、2、3、4由钢筋混凝土或另一种合适的材料(钢、水泥、混凝土)制成，并且具有至少2.4m的高度。该截面图示出了限定空间长度的壁1、2，壁3、4限定该空间宽度W。长宽比可以取任何值。壁1、2、3、4和基底之间的平行六面体空间在顶部由附接至三个竖直壁1、3、4的局部顶盖T1部分地封闭。顶盖T1是由钢筋混凝土或任何其他合适的材料(钢、水泥、混凝土)制成的板，并且具有平行于基底S并垂直于壁1、2、3、4的矩形表面，局部顶盖T1的表面至多对应于由四个壁1、2、3、4形成的空间的矩形横截面的一半。顶盖T1的板的宽度是W1，并且其长度等于壁1、2的长度。所述局部顶盖位于设备E上方，留出宽度为WA且长度等于壁1、2的长度的开放空间。
W1至多等于W的50％，并且WA至多等于W的50％。
在屏障旁边存在工业设施B，人们可以在该工业设施B上工作。该图示出屏障的尺寸设计成使得被碎片覆盖的锥体或来自设备E的火不能击中人或设施B。在这种情况下，工业设备在相同的基底S上，但这不是必须的。设施B可以是蒸馏塔或储存单元，并且在这种情况下高于屏障，也就是说至少高于2.4m。
基底S不一定要延伸超出屏障，并且该设备可以位于另一个基底上。
操作者可以使用穿过屏障壁的手柄来操作设备。这意味着操作员仍在屏障之外。
图2更详细地示出了屏障的高度为H的壁1与设施B之间的距离D。如果不存在宽度为WT的局部顶盖T1，则来自设备E的火和/或碎片将到达设施B的在高度M下方的区域。为了简化附图，没有示出壁2。
图3示出了与图1相同的截面图，但是从另一个方向看，壁3在背面。
图4示出了用于四个工业设备的保护屏障的截面图，此处显示了其中两个工业设备：E、E1。工业设备可以被相同的可燃流体(气体或液体)、或者液态氧或气态氧穿过，或者可以被不同的流体(可燃的或氧气)穿过。它们也可以处理所讨论的流体。该设备可选自以下非穷尽列表:压缩机、泵、阀、管道或储存单元。所讨论的流体的压力可以在1巴以上，或在10巴以上，或在50巴以上。
该屏障包括平行六面体的四个竖直壁1、2、3、4，所述四个竖直壁附接至基部S并且由隔板C分割，从而限定出被分成相同的或不同的四个隔间的具有矩形横截面的空间，每个隔间旨在各容纳一个工业设备E。这些隔间中的每一个隔间被认为形成了用于其所容纳的设备的屏障。该图示出了具有相同高度的壁1、2。四个竖直壁1、2、3、4由钢筋混凝土或另一种合适的材料制成，并且具有至少2.4m的高度H。该截面图示出了限定空间的长度的壁1、2，限定空间的宽度2W的壁3、4。长宽比可以取任何值。
在两个壁1、2之间存在与壁1、2等长但比壁1、2高的竖直隔板C。因此，该图示出了两个隔间，一个用于设备E，一个用于设备E1。一个人可以通过作用于穿过壁(在这种情况下为壁2)的连杆来操作设备(在这种情况下为E1)。
每个隔间的宽度为W，长度等于壁1、2长度的一半。
壁1、2、3、4和基底之间的平行六面体空间在顶部被四个局部顶盖T1、T2、T3、T4部分地封闭。局部顶盖T1附接至三个竖直壁1、3、4上。顶盖T1是由钢筋混凝土或其他合适的材料制成的板，并且具有平行于基底S并垂直于壁1、2、3、4的矩形表面，局部顶盖T1的表面积对应于由四个壁1、2、3、4形成的空间的矩形横截面/矩形区段。顶盖T1的板的宽度是WT，并且其长度等于壁1、2的长度。该局部顶盖位于设备E的上方，留出宽度为WA且长度等于壁1、2的长度的开放空间。
WT或W1至多等于W的50％,并且WA至多等于W的50％。
顶盖T1是由钢筋混凝土或另一种合适的材料制成的板，并且具有平行于基底S并垂直于壁1、2、3、4的矩形表面，局部顶盖T1的表面积至多对应于由四个壁1、2、3、4形成的空间的矩形横截面的四分之一。顶盖T1的板的宽度为WT，并且其长度等于壁1、2的长度。该局部顶盖位于设备E的上方，留出宽度为WA且长度等于壁1、2的长度的开放空间，从而一直穿过两个隔间。
WT或W1至多等于W的50％，并且WA至多等于W的50％。
顶盖T2是由钢筋混凝土或其他合适的材料制成的板，并且具有平行于基底S并且垂直于壁1、2、3、4和隔板C的矩形表面，局部顶盖T2的表面积对应于由四个壁1、2、3、4形成的空间的矩形横截面的至多四分之一以及由隔板和两个壁形成的隔间的矩形横截面的至多一半。顶盖T2的板的宽度为WT2，且其长度等于壁1、2的长度。局部顶盖T2附接至隔板C的顶部，平行于壁1、2。该局部顶盖T2不位于设备E的正上方。
WT2或W1至多等于W的50％，并且WA至多等于W的50％。
局部顶盖T2、T1的偏移定位迫使空气进入屏障，沿着隔板下降并围绕设备E循环，从而改善设备E的通风。
相反，局部顶盖T3在设备E1所在隔间的上方附接至隔板的另一侧。局部顶盖T4在设备E1上方从壁2的顶部延伸出。
如上所述，较高的局部顶盖T2、T3的存在使得减小局部顶盖T1、T4的尺寸成为可能。在这种情况下，局部顶盖T1、T4比局部顶盖T2、T3更长。
在这种情况下，两个顶盖T1，T2和T3，T4形成弯道，重要的是两个局部顶盖不重叠，以便为空气流动留下足够的空间。
例如，覆盖单个空间的一部分的两个顶盖之间的竖直间距F为20cm至2m。两个顶盖的自由端之间的水平间距D对应于宽度W的25％至75％。
顶盖T1附接至壁1，并且可选地附接至壁3、4和/或隔板C、C’(如果存在的话)，但是不附接至壁2。顶盖T2和T3仅附接至隔板C。顶盖T4附接至壁2，并且可选地附接至壁3、4和/或隔板C、C’。
根据简化版本，隔板C可以简单地高于壁1、2，并且可以没有局部顶盖，这种高度差的简单效果能够改善通风。
图5示出了图4中顶盖T3的存在不是必须的。
顶盖T1附接至壁1，并且可选地附接至壁3、4，或者附接至隔板C、C4(如果存在的话)，但是不附接至壁2。顶盖T2仅附接至隔板C。
图6示出图4中顶盖T2的存在不是必须的。顶盖T1附接至壁1，并且可选地附接至壁3、4，或者附接至隔板C、C4(如果存在的话)，但是不附接至壁2。顶盖T3仅附接至隔板C。
图7示出了图4的屏障的俯视图，其具有四个相同的隔间和两个相互垂直的隔板C、C’。隔板C平行于壁1、2并垂直于壁3、4，隔板C’垂直于壁1、2并平行于壁3、4。
该屏障包括四个竖直壁1、2、3、4，这些壁形成平行六面体的四个侧面，这四个壁附接至基底S，以限定具有矩形横截面的空间，该空间旨在容纳布置在基底上的工业设备E、E1、E2、E3。该空间的长度由平行的壁1、2限定，该空间的宽度由平行的壁3、4限定。
壁1、2、3、4和基底之间的平行六面体空间在顶部由附接至三个竖直壁1、3、4的局部顶盖T1部分地封闭。顶盖T1是由钢筋混凝土或其他合适的材料制成的板，并且具有平行于基底S并垂直于壁1、2、3、4的矩形表面。
在这里，设备E1、E2、E的每一者的仅一部分位于局部顶盖T4、T1的正下方。在这里，设备E4是完全位于局部顶盖T4下面的管道。
图8示出了本发明的一种变型，其中屏障没有隔板C，但是包括形成平行六面体的四个侧面的四个竖直壁1、2、3、4，这四个竖直壁附接至基底S，从而限定出具有矩形横截面的空间，该空间旨在容纳布置在基底上的工业设备E。该图示出壁1、2的高度不相等，壁1比壁2短。壁1和3优选具有相同的高度。壁4将形成该截面的背面，但未示出。四个竖直壁1、2、3、4由钢筋混凝土或其他合适的材料制成，并且具有至少2.4m的高度。壁1、2限定该空间的长度，壁3、4限定该空间的宽度W。
设备E至少部分位于从壁1的顶部延伸出的顶盖T1的下面。设备E不在从壁2的顶部延伸出的顶盖T4的下面，顶盖T4比顶盖T1处于更高的高度处。因此，如前所述，顶盖T1、T4形成了有利于设备周围通风的弯道。
顶盖T1附接至壁1，并且可选地附接至壁3、4，但是不附接至壁2。顶盖T4仅附接至壁2。
根据简化版本，壁2可以简单地比壁1高，并且可以没有局部顶盖，这种高度差的简单效果能够改善通风。

Claims (15)

1.一种用于工业设备(E，E1，E2，E3)的保护屏障，所述工业设备被可燃流体或氧气穿过和/或处理可燃流体或氧气，该保护屏障包括形成平行六面体的四个侧面的四个竖直壁(1，2，3，4，C，C’)，所述四个竖直壁附接至基底以限定出具有矩形横截面的空间，该空间旨在用于容纳布置在所述基底上的所述工业设备，所述四个竖直壁具有至少2.4m的高度，并且包括附接至所述四个竖直壁中的至少一者的至少一个局部顶盖(T1，T2，T3，T4)，所述局部顶盖具有平行于所述基底并且在所述空间上方延伸的表面，所述局部顶盖的表面积或多个所述局部顶盖中的每一个局部顶盖的表面积等于对应于所述矩形横截面的表面积的至多50％，优选至多30％，其特征在于，所述四个竖直壁中的长度等于所述保护屏障的长度的第一壁附接至第一局部顶盖(T1，T4)，并且所述四个竖直壁中的第二壁的高度或隔板(C)的高度大于所述第一壁的高度，所述第二壁或所述隔板平行于所述第一壁。
2.根据权利要求1所述的保护屏障，其包括所述工业设备(E，E1，E2，E3)，所述工业设备至少部分地、优选其覆盖区的至少50％布置在所述局部顶盖或多个所述局部顶盖中的一个局部顶盖的下面。
3.根据权利要求2所述的保护屏障，其中，所述工业设备(E，E1，E2，E3)完全位于所述局部顶盖(T1，T2，T3，T4)的下面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的保护屏障，其包括容纳在所述具有矩形横截面的空间内的工业设备，其中，所述工业设备(E，E1，E2，E3)仅位于多个所述局部顶盖(T1，T2，T3，T4)中的一个局部顶盖的下面。
5.根据前述权利要求中任一项所述的保护屏障，其中，所述空间的横截面的至少50％未被覆盖。
6.根据前述权利要求中任一项所述的保护屏障，其中，所述保护屏障的开放空间的宽度大于0.75H，其中H是所述保护屏障的至少三个竖直壁(1，2，3，4，C，C’)的高度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的保护屏障，其中，所有所述竖直壁(1，2，3，4，C，C’)具有相同的高度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的保护屏障，其中，第二局部顶盖(T2，T3)附接至第二壁(2，C)的顶部，所述第一局部顶盖(T1)和所述第二局部顶盖(T2)位于由所述四个竖直壁(1，2，3，4，C，C’)形成的空间的上方。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的保护屏障，其中，第二局部顶盖(T3，T4)附接至隔板(C)的顶部，所述第一局部顶盖和所述第二局部顶盖位于由所述第一壁(1，2)、所述四个竖直壁中的其它两个竖直壁(3，4)的一部分和所述隔板(C)的一部分形成的空间的上方。
10.根据权利要求8或9所述的保护屏障，其中，所述第一局部顶盖(T1)位于比所述第二局部顶盖(T2)更低的高度处。
11.根据前述权利要求中任一项所述的保护屏障，其包括容纳在所述具有矩形横截面的空间中的所述工业设备，其中所述工业设备(E，E1，E2，E3)是压缩机、泵、阀、管道或储存单元。
12.一种包括至少两个用于工业设备(E，E1，E2，E3)的保护屏障的系统，所述工业设备被可燃流体或氧气穿过和/或处理可燃流体或氧气，每个保护屏障包括形成平行六面体的四个侧面的四个竖直壁(1，2，3，4，C，C’)，所述四个竖直壁附接至基底以限定出具有矩形横截面的空间，该空间旨在用于容纳布置在所述基底上的所述工业设备，所述四个竖直壁具有至少2.4m的高度，并且包括附接至所述四个竖直壁中的至少一者的至少一个局部顶盖(T1，T2，T3，T4)，所述局部顶盖具有平行于所述基底并且在所述空间上方延伸的表面，所述局部顶盖的表面积或多个所述局部顶盖中的每个局部顶盖的表面积等于对应于所述矩形横截面的表面积的至多50％，优选至多30％，所述至少两个保护屏障具有公共壁(C)，每个保护屏障旨在用于容纳被可燃气体或氧气穿过的和/或处理可燃气体或氧气的工业设备(E，E1，E2，E3)，所述公共壁(C)平行于所述至少两个保护屏障中的每一个保护屏障的竖直壁(1，2)并且高于与其平行的所述至少两个竖直壁(1，2)。
13.根据权利要求12所述的系统，其包括附接至所述公共壁(C)的两个局部顶盖(T2，T3)。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述两个局部顶盖(T2，T3)处于相同的高度处。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的系统，其包括两个工业设备，所述两个工业设备各自位于所述两个保护屏障中的一个保护屏障的具有矩形横截面的空间中。
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