粉尘爆炸泄压规范.docx

《粉尘爆炸泄压规范.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《粉尘爆炸泄压规范.docx（45页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、前言I1.1.1范围12规范性引用文件13术语和定义14一般规定54. 1通则54.2 爆炸泄压设计64.3 容器的爆炸泄压74.4 建（构造）筑物的泄压74.5 管道的爆炸泄压84.6 泄压导管95泄压面积计算95. 1一般要求95.2 独立容器的泄压105.3 特殊的粉尘云条件115.4 互相连通的容器系统的爆炸防护135.5 管道的爆炸防护135.6 泄压导管的影响145. 7异相混合物156泄压设计的补充考虑166. 1火焰效应166.2 压力效应176.3 反冲力186.4 真空消除器197使用说明198安装、检查、维护与维修20附录A（资料性附录）容器的爆炸泄压设计举例21A.1外

2、滤式袋式除尘器21A. 2旋风除尘器22附录B（资料性附录）建（构）筑物的爆炸泄压计算24B. 1建筑物泄压面积计算方法24B.2内表面积计算24附录C（规范性附录）已知强度的斗式提升机爆炸泄压设计26C. 1双腿方筒斗式提升机26C.2双腿圆筒斗式提升机29附录D（资料性附录）泄压面积计算举例30D.1容器、料仓泄压面积的计算30D. 1.1容潜的设计强度对泄压面积的影响30D.1.2容器的长径比对泄压面积的影响30D.1.3泄压装置的泄压效率对泄压面积的影响31D. 2泄压导管对容器设计强度的影响31D.3泄压容器外部火焰长度与外部峰值压力31D.4反冲力32附录E（资料性附录）计算泄压面

3、积时确定被保护容器/料仓的长径比33E. 1圆筒形容器顶部泄压33E.2圆筒形容器侧面泄压34E.3带椎体的圆筒形容器顶部泄压34E.4带椎体的圆筒形容器侧面泄压（泄压口靠近椎体）35E.5带椎体的方形容器侧面泄压36E.6带椎体的方形容器侧面泄压（泄压口靠近椎体）36E.7方椎和圆锥的体积计算37E.8带有椎体（料斗）的方形布袋除尘器的侧面泄压，泄压口靠近椎体38附录F（资料性附录）导向板40,、/A.刖S本标准代替GB/T15605-2008粉尘爆炸泄压指南.本标准是对GB/T15605-2008进行修订的标准.本标准与GB/T156052008对比，主要有如下变化：GB/T15605-2

4、008是推荐性标准，本标准是强制性标准；一一增加了建筑设计防火规范可燃性粉尘环境用电气设备第1部分:通用要求、耐爆炸设备、抑制爆炸系统和爆炸泄压装置技术要求的规范性引用文件（2008版的第2章，本版的第2章）；一一增加了围包体、粉尘爆轰、热失控反应、异相混合物、理论泄压面积、真空消除器、无火焰爆炸泄压、无火焰爆炸泄压装置、基准泄压元件、气氛惰化、完全气氛惰化、粉体惰化、完全粉体惰化等术语，删除了开启压力、动开启压力、泄爆压力上升速率、最大泄爆压力上升速率、泄压元件、当量直径、长径比、火焰长度/外部峰值压力、反冲持续时间、最大反冲力、耐爆性等术语，修改了泄爆压力、最大泄爆压力、泄压面积、泄压装置

5、、爆破片/爆破膜、等术语（2008版的第3章，本版的第3章）；一一2（X）8版的第4章”爆炸泄压的应用”改为本版第4章“一般要求”.本版第4章的重要改动为：增加了在没有采取其它预防或控制爆炸措施的情况下，应采用爆炸泄压措施的条款；增加了允许不采用泄压措施的豁免条款；增加了泄压导管的一般规定；将“4.4容渊、筒仓、管道组合系统内的爆炸泄压”调整到“5.4互相连通的容器系统的爆炸防护“（20（）8版的第4章；本版的第4章）；将“4.2建筑物的爆炸泄压”调整到“4.4建构筑物的泄压”（2008版的4.2;本版的4.4）;修改了容器泄压面积：2008版采用VDI3673:2002的计算方法，本版采用E

6、N14491:2012的计算方法（2008版的第5章；本版的第5章）；一一将“5.3建筑物泄压面积计算”调整到“附录B建（构）筑物泄压面积的计算”，并修改了计算方法：2008版采用VDI3673:2002的计算方法，本版采用EN14491:2012的计算方法（2008版的5.3;本版的附录B）;一一修改了管道泄压相关规定：强调应综合运用隔爆、提高耐爆炸性和相连容器的爆炸保护来实现管道爆炸保护，泄压不是管道保护的优先选择.规定了泄压口间距的计算公式（2008版的第43节;本版的第5.5节）；一一2008版的第6章“火焰及压力的危害”、第8章“反冲力”整合为本版的第6章”泄压设计的补充考虑”（20

7、08版的第6章、第8章；本版的第6章）；一一2008版的第7章“泄压导管”整合至本版的第5.6节.（2008版的第7章；本版的第5.6节）.一一2008版的第9章“杂混物”整合至本版的第5.7节“异相混合物”（2008版的第9章；本版的第5章）；一一删除了2008版的第10章“泄压装置”，新制定了标准“GBXXX爆炸泄压装置技术要求（与本标准同时发布）“（2008版的第10章）；一一增加了“使用说明”（本版的第7章）；一一2008版的第11章“维修”改为本版的第8章“安装、检查、维护与维修”；一一2008版的“附录A特殊输送系统面积计算”，整合至本版的第5.3节“特殊的粉尘云条件”（2008版

8、的附录A;本版的第5.3节）；一一2008版的附录B“设计举例”调整为本版的附录D“泄压面计算举例”（2008版的附录B;本版的附录D）;一一2008版的附录C”计算泄压面积时确定被保护容器/料仓的长径比”调至本版的附录E（2008版的附录A;本版的附录E）;一一增加了资料性附录：外滤式袋式除尘器和旋风除尘器的设计举例（本版的附录A.1和附录A.2）;一一增加了资料性附录“导向板”（本版的附录F）;一一增加了规范性附录：一直强度的斗式提升机爆炸泄压设计（本版的附录C）.本标准除1、2、3章，4.1.3,4.1.5,421,4.4.4和4.5.6b）外的全部技术内容为强制性.本标准的附录A、附录

9、B、附录D、附录E和附录F为资料性附录.本标准的附录C为规范性附录.本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草.请注意本文件的某些内容可能涉及专利.本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任.本标准由国家安全生产监督管理局提出.本标准由全国安全生产标准化技术委员会粉尘防爆分技术委员会归.本标准起草单位：东北大学、沈阳因斯福环保安全科技有限公司、沈阳新光航宇安全系统有限公司、中钢集团安全环保研究院、上海华理安全装备有限公司，苏州德尔格环保设备有限公司，上海化工研究院.本标准主要起草人：钟圣俊，苗楠，徐所，王志，赵丹力，吴晓煜，乐友邦，吴全龙，王世洪，肖秋平.本标准所代替标准的历次版本发布情况

10、为：GB/T156051995.GB/T156052（X）8.粉尘爆炸泄压规范1范围本标准规定了粉尘爆炸危险场所工艺设备爆炸泄压设计、安装、检查维护与维修的要求.本标准适用于可燃粉尘.本标准不适用于有毒性或腐蚀性的粉尘、烟花爆竹、火炸药、含能材料或其它不需要助燃气体能自身发生爆炸的粉尘.本标准不适用于可能发生粉尘爆轰或热失控反应的设备.2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件.凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件.GB12476.1可燃性粉尘环境用电气设备第1部分：通用要求GB5（X）16建筑设计防火规

11、范GB/T15604粉尘防爆术语GB/T16426粉尘云最大爆炸压力和最大压力上升速率测定方法GB/T24626耐爆炸设备GB/T25445抑制爆炸系统GB/TXXX爆炸泄压装置技术要求（与本标准同时发布）3术语和定义GB/T15604GB/T16426界定的以及下列术语和定义适用于本文件.为便于使用，以下重复列出了GB/T15604中的某些术语和定义.3.1围包体enc1.osure内部存在空间，围包可燃粉尘的物体，包括房间、建筑物、容器、设备和管道等.3.2爆炸泄压exp1.osionventing泄压，泄爆一种控制围包体内爆炸压力的防护方法，通过打开预先设计的泄压口，释放未燃混合物与燃烧

12、产物，防止压力上升超过设计强度以保护围包体.3.3粉尘爆轰dustdetonation火焰速度超过原始粉尘云中音速的粉尘爆炸现象GBT156042008,定义2.123.4热失控反应runawayexothermicreactions当反应条件产生微小变化时，导致反应速率发生剧烈变化的放热反应.3.5异相混合物hybridmixture杂混物不同相态的可燃物质与空气的混合物.3.6受控爆炸压力reducedexp1.osionoverpressure采取了爆炸控制措施后，受保护围包体内发生爆炸的压力峰值.注：如果爆炸控制措施为爆炸泄压，受控爆炸压力也称泄爆压力.3.7最大受控爆炸压力maxim

13、umreducedexp1.osionoverpressure/Ze)(2)6=8.805307./k%./比然+0.854.(而-OOI).a产3C=(-4.305.1.gprcd_-3.547)(4)b)如果().15MPaWPa皿VO.2()MPa,则：A=B(5)式中：4一一泄压面积，单位为疗；V-一一容器容积，单位为】雇式(2)和式(5)的应用条件如下：容器容积：0.InWPW1.(XX)O/;泄压装置的静开启压力：A-0.1MPa,且如果见0.01MPa,则取二*0.01MPa;一最大受控爆炸压力：0.01MPaVAed,MO.2MPa,且外儿叫2(1+2外内”,r为2山的相对允差

14、；与晶：如果IMPa-ms”W&W30MPams,贝40.5MPaWP八W1.MPa;如果30MPam股W80MPams则0.5MPaW/八W1.2一一容器内点火前的初始条件：绝对压力W1.1.OkPa;氧浓度W21%；温度：(2060)注1：如果爆炸特性参数校正到实际的工艺条件，且在上述温度范围外，则计算公式仍可应用.长径比：1W/於20;注2:长径比的计算示例见附录E.5.2.2如果5.2.1中公式应用条件中的任意一项不能满足，则应验证公式的适用性.5.3 特殊的粉尘云条件5.4 .1如果采用气力输送向容器进料，且进料口接近顶部中心轴线，则泄压面积应按式(6)或式计算：a)如果容器高度WI

15、Om,则按式(6)计算：A=X-1.+r-1.g(1.P)(6)b)如果容器高度10m,则按式(7)计算：A=0.11.X-1.+rig(1.r)(7)X=1./Dz.(8.61gpA_+2.6)-5.54gpA_-1.8.0.11/Cst.DF(8)Y=0.057544(9)Dz=4VTT(0)式中：UD-容器的长径比；4一一进料管线的直径，单位为叫A一一容器的有效直径，单位为m.式和式的应用条件如下：一一进料方式：在料仓上方轴向、中心位置，通过直径为的管道，向无障碍物的料仓内进料(不考虑测量装置)；容器容积：10n7WK25(W;最大输送风量：2500m-h,;-最大输送风速：K30m-s

16、;进料管线的直径：W().3m;泄压装置的静开启压力：A-0.01MPa;最大受控爆炸压力：0.01MPaVAv皿WO.2MPa,且口乩山2(1+2力夕心，Y为.山的相对允差；粉尘最大爆炸压力：Aax0.9MPa;粉尘爆炸指数：5MPams-1.WW30MPamsJ.5.3.2如果采用气力输送向容器和筒仓进料，且进料管道安装在靠近顶部边沿切向进料,则泄压面积应按式(ID计算：A=X-1.+r-1.g(1.D)(1.1.)X二,A;竽(1+IgPM皿)一鲁一6513苧(1.+1.gk.HK)+,+Oj911oJ1.Ks(12)y=0.166-exp(s12.9)-(10-/?rcdmax)”2)

17、(13)式中：如果0.01MPaad.HHWO.1MPa,则k=1.；如果0.1*V加.wW0.17MPa,则A=2;0应按式(10)计算.式(11)的应用条件如下：一一通过一根直径4W0.2n1.的管道切向进料；一一没有障碍物(不考虑检测设备)的圆形容器/筒仓； 容器的容积p:IOmWW120ni; 长径比：IW/W5;-最大输送风量：0W25OOih，一-最大输送风速：匕W3()n1. 泄压装置的静开启压力：A-0.01MPa;最大受控爆炸压力Nd”：0.01MPaVZAMJII1.WO.17MPa,且加.皿2(1.+2r)ps1.M,r为n皿的相对允差； 粉尘最大爆炸压力：Aax0.9M

18、Pa;粉尘爆炸指数：10MPamS,WKtW22MPa-in-s-1.533如果采用自由落体向容器和筒仓进料，例如通过旋转下料阀或螺旋进料机等，且进料速率不大于8000kgh,则泄压面积应按式或式计算.5.3.4如果容器安装有集成式除尘器，且满足以下所有条件，则5.3.广5.3.3中的公式仍适用：a)除尘器所占容积小于整个容器容积的5%;b)除尘器的耐压强度应不低于容器的强度.5.4互相连通的容器系统的爆炸防护5. 4.1互相连通的容器系统的爆炸防护应优先考虑在连接管道中采取爆炸隔离措施.6. 4.2如互相连通的容器系统采取了爆炸隔离措施，应允许每个容器的泄压按5.2和5.3规定的计算方法确定

19、泄压面积.7. 4.3如互相连通的容器系统未采取爆炸隔离措施，应按5.4.4和5.4.5规定的计算方法确定泄压面积.8. 4.4如果管道的公称直径不大于30OnIm,管道长度不大于6m,且粉尘的愈值不大于20MPa-m-s,则采用泄压保护的管道相连容器系统，应满足以下要求：a）如果两个容器具有相近的尺寸（容积差不超过10%）,则每个容器均应按式（1）（5）计算泄压面积.b）如果容器尺寸不同，则计算泄压面积所用的最大受控爆炸压力应满足夕闻皿W（）.1.MPa,且每个容器的设计压力应不小于0.2MPa;如果较小的容器不能泄压，则此容器应设计为耐最大爆炸压力，且较大的容器的泄压面积应为按独立容器计算

20、得到的泄压面积的两倍；如果较大的容器不能按该要求泄压，则还应采取爆炸泄压之外的爆炸保护措施.c）泄压装置的静开启压力.山应不大于0.02MPa.9. 4.5如果管道的公称直径不大于500mm,管道长度不大于15m,且容器容积不大于20一，则采用泄压保护的管道相连容器系统，应满足以下要求：a）如果&W15MPa-ms且无量纲泄压面积（理论泄压面积与容器容积的2/3次方的比值，即力/户3）大于0.25,则最大受控爆炸压力应不大于0.05MPa;b）如15MPa,in,s”扁W25MPams,且无量纲泄压面积大于0.4,则最大受控爆炸压力应不大于（）.05MPa;c）泄压装置的静开启压力.山应不大于

21、0.01MPa;d）泄压面积应分配给两个容器，且每个容器的无量纲泄压面积相等.5.4 .6如果互相连通容器系统未采取爆炸隔离措施，且不满足5.4.4和5.4.5规定的计算公式应用条件，则应通过型式试验验证或向专家咨询.5.5 管道的爆炸防护5.5.1 如果管道需要采取泄爆保护，且与管道相连容器的仇&皿不大于0.05MPa,则泄压口间距丫应不大于最大泄压口间距,且应按以下公式计算：a）如果EW1.OMPam-s/*W1.OO1.=D-324.81.-exp（-1.072-p.）（14）b）如果10MPamST6W2OMPams/Z501.=D.83.57-81.99.exp(-1.64.PQ(1

22、5)C)如果20MPam-ST6W3OMPams/Z501.=D-63.76-62.42exp(-1.484-pcd)(16)式中：1.一一最大泄压口间距，单位为m;D管道直径，单位为明且0.2mW代0.6m;儿一一管道的最大受控爆炸压力，应低于管道强度.5.5.2如果管道需要采取泄爆保护措施，且不满足5.5.1规定的条件，则应通过型式试验验证或向专家咨询.5.6泄压导管的影响5. 6.1如果单个泄压导管的长径比1/dWO.5,且泄压导管的容积小于被保护容器的容积，则应允许不考虑泄压导管对最大受控爆炸压力夕心皿的影响.注：方形泄压导管的直径取其水力直径.6. 6.2如泄压导管不满足5.6.1的

23、要求，则容器的最大受控爆炸压力夕;d.a应按式(17)计算：Pu1.Pm-O+wnW)%)”)式中：夕，有泄压导管情况下被保护容器的最大受控爆炸压力，单位为MPa;Pi,一一无泄压导管情况下被保护容滞的最大受控爆炸压力，单位为MPa;A一一无泄压导管情况下理论泄压面积，单位为疗；V-一一被保护容器的体积，单位为1一一泄压导管的长度，单位为m.式(17)的应用条件如下：容器容积：0.1m3KIOOOOn?；泄压管道的长径比：0.5(W2()；泄压管道的长度：7IOm；泄压装置的静开启压力：0.01MPaW,W0.02MPa;有泄压导管最大受控爆炸压力:0,.40.2MPa;无泄压导管最大受控爆炸

24、压力：0.01MPap,.d,皿W0.2MPa,且加,皿2(1+2r)小也，r为皿的相对允差;一粉尘爆炸参数p”与扁：0.5MPaA,X1.2MPa,且1MPam-8,40MPamS-I但如果是金属粉尘，则&K20MPams1.5. 6.3对于夕皿、愈和区等参数，如果任何一个参数的值小于式(17)规定的有效范围，则应取该参数有效范围的最小值.6. 6.5如果泄压管道的长度达到心，则泄压导管的影响达到极限，泄压导管的长度应按式(18)确定:4=1.947V(18)5.6.6如果泄压导管的长度大于4则应将片&代入式(17)计算,a皿.5.6.7式(18)不适用于金属粉尘，式(17)的应用条件也适用

25、于式(18).5.6.8泄压导管应满足以下要求：a)截面积应等于泄压口面积；b)泄压面的轴线与泄压导管之间的夹角不应超过20。；C)泄压导管内沿泄压方向截面不应减小.5. 6.9图4所示泄压导管的布置方式符合式(17)和(18)的应用条件.带有弯头的泄压导管图4符合式(17)和(18)应用条件的泄压导管的设计5.6. 10图4所示的泄压导管的布置不符合式(17)和(18)的应用条件，除非有爆炸泄压实验作为依据，可以预测泄压管道对最大受控爆炸压力的影响，否则不应采用图5所示的任意一种泄压导管布置方式.泄压导管的截面积小于泄压面枳泄压导管的截而积大于泄压而积图5不符合式(17)和(18)应用条件的

26、泄压导管的设计5.7异相混合物5.7.1如果可燃气体或可燃溶剂蒸气的浓度在容器中任意空间的浓度低于其爆炸极限以,或”1.的20%,则应采用混合物中粉尘的爆炸性参数来评估异相混合物的爆炸风险.5.7.2如果所处理产品中包含0.5%ww的可燃溶剂，则异相混合物的爆炸风险应予以考虑.5.7.4如果存在异相混合物，则应采用式(5)计算泄压面积，且应用条件满足：粉尘的爆炸指数后V30MPa-in-s可燃气体或可燃蒸气的爆炸指数人V1.OMPa-in-s且下列参数应作为式的输入参数：-最大爆炸压力0皿二1MPa；粉尘爆炸指数公二50MPa-in-s1.5.7.5对于由愈30MPa()1小的可燃粉尘或反应活

27、性比丙烷强的可燃气体组成的异相混合物，在进行泄压设计前应测定该异相混合物的爆炸特性.5. 7.6本标准只适用于主要成分为可燃粉尘的异相混合物.6泄压设计的补充考虑6. 1火焰效应6.1.1 泄压口外部的火焰长度应按式(19)和(20)计算：水平泄压：=iovv3(19)垂直泄压：二8(20)式中：4一一火焰长度，单位为叫V-一一被保护容器体积，单位为式(19)和式(20)的应用条件如下：容器容积：0.InfwpW1.OOOOm:;静开启压力：0.01MPaWp的W0.02MPa;最大受控爆炸压力：().01MPa(R.W0.2MPa;粉尘最大爆炸压力：0.5MPaW-W1.OMPa;粉尘爆炸指

28、数：1MPa-msy&W30MPams,;容器的长径比：1./1K2.如果计算结果超过60m,则火焰长度乙取60n1.6.1.2水平或垂直方向爆炸泄压的火焰宽度应按式(21)计算：Wf2.8.V1/3(21)式中：脩一一火焰宽度，单位为m; -一一容器容积，单位为1式(21)的应用条件如下： 粉尘爆炸指数：&W20MPams-; 式(19)和式(20)的其它应用条件也适用于式(21).6.1.3如果外部火焰可能对泄压口周边造成危害，则应采用泄压导向板限制外部火焰长度,导向板的设计方法见附录F.6.2压力效应6. 2.1爆炸泄压的外部压力效应应考虑泄压口外部的粉尘云爆炸产生的压力和容器内部爆炸泄

29、压所产生的压力的叠加.注：爆炸泄压产生的压力有很强的方向效应，泄压口外部区域的粉尘云爆炸产生的压力没有方向效应.7. 2.2泄压口外部的粉尘云爆炸产生的外部峰值压力应按式(22)计算：式中：R.外部峰值压力，单位为MPa;Rmmx-最大受控爆炸压力，单位为MPa；4,一一几何泄压面积，单位为布；V-一一容器体积，单位为式(22)的应用条件如下：容器体积：0.10131250/;泄压装置的静开启压力：RmWO.OIMPa;最大受控爆炸压力：0.01MP*,.I1.WO.1MPa;离泄压口的距离：力&;粉尘最大爆炸压力：为xW().9MPa;粉尘鱼值：EW20MPams;容器的长径比：U1.K2.6.2.3外部峰值压力2皿.皿在以下距离出现：式中：4火焰长度，单位为明按6.2.2中的式(1