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粉尘防爆基本术语01-29 —— 2018
粉尘Dust-细微的固体颗粒;
可燃粉尘Combustible dust-可与助燃气体发生氧化反应而燃烧的粉尘;
可爆粉尘Explosible dust-可与助燃气体发生氧化反应而爆炸的粉尘;
粉尘云Dust cloud-悬浮在助燃气体中的高浓度可燃粉尘与助燃气体的混合物;
粉尘层Dust layer-堆积在地面或物体表面上的可燃性粉尘群;
粉尘爆炸Dust explosion-火焰在粉尘云中传播,引起压力、温度明显跃升的现象;
二次爆炸Subsequent explosion-发生粉尘爆炸时,初始爆炸(或叫一次爆炸)产生的冲击波将未发生爆炸区域内的沉积粉尘扬起,形成粉尘云,并被传播来的火焰引燃发生的爆炸;
爆炸极限浓度Limiting explosion concentration-粉尘云的给定能量点火源作用下,能发生自持燃烧的最低浓度或最高浓度,亦称为粉尘爆炸的下限浓度或上限浓度,粉尘浓度低于下限浓度或高于上限浓度均不能发生爆炸;
最低着火温度Minimum ignition temperature(简称:MIT)-粉尘受热时,使粉尘的温度发生突变(点燃)的最低加热温度(环境温度).粉尘云和粉尘层最低着火温度不同;
最小点火能量Minimum ignition energy(简称:MIE)-粉尘云处于最容易着火浓度条件下,使粉尘云着火的点火源能量的最小值;
******爆炸压力Maximum explosion pressure(Pmax)-在规定容积和点火能量下,不同浓度粉尘云对应的爆炸压力峰值的******值,由试验测得,单位:MPa;
******爆炸压力上升速率Maximum rate of pressure rise of a dust explosion【(dp/dt)max】-
粉尘爆炸产生******爆炸压力时的压力(p)-时间(t)上升曲线的斜率的******值。单位:MPa/s。
爆炸指数Explosion index(Kmax)-在密闭容器内,粉尘爆炸试验中******爆炸压力上升速率与容器容积的立方根的乘积为一常数,这个常数称为粉尘的爆燃指数。粉尘爆炸指数表示为Kst值,单位:MPa·m /s。
静开启压力Static activation overpressure(Pstat)-通过压力缓慢上升使泄压装置开启的压力,单位:MPa。
泄爆压力Reduced explosion pressure(Pred)-在泄压保护的容器中,某一浓度粉尘与空气混合物爆炸泄压时在容器内产生的******压力,单位:MPa。
******泄爆压力Maximum reduced explosion pressure(Pred,max)-在规定的测试条件下,系统的改变粉尘浓度所测得的泄爆压力Pred中的******值,单位:MPa。
泄压面积Venting Area-泄压装置泄压开口的几何尺寸,单位:mm2 或in2。
泄压装置Pressure venting device-正常工作时封闭泄压口,而在爆破时打开泄压口的装置。
防爆板或泄爆板Explosion panel-一种不能重新关闭泄压口,且不能再次使用的泄压装置,在一定的开启压力下破裂打开泄压口。
泄压导管Venting duct-为了安全泄放压力波、火焰和燃烧产物,安装在泄压装置出口的管道。
******反冲力Maximum recoil force(FR,max)-泄爆时产生的与泄压方向相反的******作用力,单位:kN。
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除尘器泄爆技术01-29 —— 2018
泄爆片因为比较经济,是除尘器常选用的一种粉尘爆炸泄放装置。虽然泄爆片用于除尘器的泄爆目前比较普及,但在实际使用中和设计中还存在以下问题:
1.泄爆面积的计算
如果泄爆片于除尘器的泄爆,常用的计算泄爆面积的标有:GB/T15605-2008、EN14491-2012和NFAP 68-2013。目前国内在泄爆面积计算时存在的问题,主要有:
1)没有根据相关标准进行泄爆面积的计算,而是根据经验值或除尘器大小选择泄爆片尺寸大小。造成的结果可能是泄爆面积不够大,影响泄爆效果,造成除尘器内泄爆压力增大,会造成除尘器变形或破坏;
2)不知道粉尘的爆炸特性,如Kst、Pmax等;粉尘爆炸特性Kst和Pmax是用于粉尘泄爆面积计算时最重要也是必须的参数。一般的做法是参考相关标准列出的Kst和Pmax值,但参考粉尘和实际粉尘在颗粒大小、颗粒形状、湿度等方面有差别,最可靠的作法是进行粉尘爆炸特性测试,以获取实际粉尘的Kst和Pmax值;
3)用于泄爆面积计算的参数选择不合理,如Pstat和Pred的取值;这两个值会影响泄爆面积的计算结果,如:Pred值取得较小时,计算的泄爆面积就大;Pred值取得较大时,计算的泄爆面积就小。Pred如何取值,与除尘器的强度有关;
除尘器内部密集分布的滤袋或滤筒使得爆炸的传播显著的变慢,爆炸可能会沿滤袋或滤筒之间传播。不管怎样,由于滤袋或滤筒的冷却效应和滤袋或滤筒间不会发生湍流,爆炸的传播速度会降低。
最新的EN14491和NFPA 68标准中允许在计算除尘器泄爆面积时,通过综合考虑滤袋或滤筒的体积、滤袋或滤筒间的间距大小、泄爆板的布置位置等因素,来相应的选择用于泄爆面积计算的除尘器的体积。
GB/T 15605-2008标准5.2.2要求:容器容积不包括其中障碍物的体积。容器内如有障碍物(如滤袋、封套、滤筒),则容器容积应减去过滤部件所占体积或过滤介质包围的体积。
建议在选择泄爆片时,联系专业的制造商或相关人员进行泄爆面积的计算。
2.泄爆片的布置位置
泄爆片可安装在除尘器的侧面或顶部位置(根据除尘器的机构不同)。请注意除尘器滤芯会影响粉尘爆炸进程,会妨碍泄爆板的泄爆!
常见的错误就是泄爆片的布置位置问题。当发生粉尘爆炸时,泄爆片打开,爆炸压力波向外流动,爆炸压力波将滤芯或滤袋吹到泄爆片开口处,滤芯或滤袋阻塞泄爆片,影响泄爆,造成泄爆片泄爆效率低下,使得除尘器内泄爆压力上升,大于除尘器的设计泄爆压力值(Pred),可能造成除尘器壳体变形,甚至破裂。
GB/T 15605-2008标准5.2.2要求:应保证泄爆过程不被障碍物阻挡,因此滤框不应覆盖泄压口。如无法避免障碍物阻挡泄压口,应在泄压面积计算中采用合理的泄压效率。
EN14491建议泄爆片应安装在不易被阻塞的部位,通常意味着泄爆片应布置在滤袋或滤筒的下部或者取掉泄爆片安装位置附近的滤袋或滤筒。而NFPA68标准则根据泄爆片的布置位置,选择不同的泄爆体积。3.泄爆片的泄爆方式
当除尘器位于室外时,需要有安全的场所用于泄爆片的泄爆。如泄爆片周围没有其他生产设备和人工通道,有足够的空间用于泄压时,泄爆片才可以用来作为爆炸泄压装置。
当除尘器位于室内时,需要通过泄压导管将爆炸压力引到室外安全区域进行泄爆。采用泄压导管泄爆时,要按照相关标准对泄压导管长度、泄压导管角度、泄压管道的尺寸、以及有泄压导管时的******泄爆压力等要求和因素进行设计和布置。泄爆条件不允许时,则要采用无焰泄放装置(Flameless Vent)或爆炸抑制(Explosion Suppression)技术和设备。
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除尘器隔爆技术01-29 —— 2018
在工业生产中,为了防止发生在除尘器内的粉尘爆炸火焰和压力波沿除尘器入口和出口管道传播,造成除尘器上游和下游设备发生粉尘“二次爆炸”,需在除尘器的入口和出口管道上安装合适的爆炸隔离措施。
1.除尘器入口爆炸隔离
目前仍然存在老的误解就是除尘器的入口不需要进行爆炸隔离:如果朝向除尘器的空气流速是足够的,爆炸就不可能会沿着气流反方向传播。然而,如果除尘器内发生粉尘爆炸,除尘器内的压力就会增大,造成气流逆向除尘器流动(代替气流正向除尘器流动),爆炸火焰和压力波就会沿着逆向气流扩散到所有相连的设备,造成相连设备的“二次爆炸”或“多次爆炸”。因此,通常至少除尘器入口管道需要进行爆炸隔离。
典型的用于除尘器入口管道爆炸隔离的设备如下:
1)机械隔爆:粉尘隔爆阀(斯图威单向隔爆阀、VENTEX隔爆阀等)、粉尘爆炸快速关闭阀等;
2)化学隔爆;
2.除尘器出口爆炸隔离
物料出口的爆炸隔离典型的由系统设备提供,如旋转阀。请注意旋转阀需要进行定期检查,为了防止旋转阀挡板间隙增大,造成爆炸的传播。
3.除尘器洁净空气出口爆炸隔离
洁净空气出口是否需要进行爆炸隔离时需要考虑到:
1)虽然一些过滤部件可以阻止火焰的传播,但是很多过滤部件并不能阻止火焰,许多过滤部件可能会燃烧,使得火焰可以传播;
2)采用爆炸抑制系统时,通常火焰在通过过滤部件传播前将会被熄灭;
3)即使没有火焰传播,为了保护洁净空气出口薄弱设备(如风机)时也需要进行爆炸隔离.只有当无火焰传播或洁净空气出口位于安全位置,并且洁净空气出口设备(包含风机和消音器等)可以承受除尘器的泄爆压力值(Pred)时,洁净空气出口可以不进行爆炸隔离。选择哪种隔爆阀或隔爆方式,需根据实际除尘系统工艺条件进行评估,建议咨询专业供应商。
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除尘器和旋风分离器组合保护技术一01-10 —— 2022
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除尘器和旋风分离器组合保护技术二01-10 —— 2022
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除尘器和旋风分离器组合保护技术三01-10 —— 2022
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粉尘爆炸保护技术对比08-27 —— 2018
粉尘爆炸保护技术主要有:1)泄爆(直接泄爆); 2)管道泄爆; 3)无焰泄爆; 4)抑爆等;
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粉尘爆炸隔爆技术对比08-27 —— 2018
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粉尘爆炸风险性评估程序01-29 —— 2018
粉尘爆炸风险评估共分5步:
第1步:识别危险
将工厂里所有能产生粉尘云的物料列出清单,无论是工艺流程的一部分还是其他粉尘。通过物料安全数据表、粉尘测试或出版的可爆炸性数据,识别出哪些物料可发生爆炸。并考虑可能的点燃源。这些点燃源包括:
1.热能,例如:开放式的明火和火焰、热表面、吸烟、电焊等;
2.电能,例如:照明设备、电磁辐射、短路、接地故障、静电放电等;
3.机械能,例如:摩擦(搅拌、混合、过热)、机械摩擦和碰撞等;
4.化学能,例如:自热、碰撞和热敏感材料等;
第2步:确定谁会受伤害,以及受到何种伤害
考虑爆炸的结果。是否能传播到工厂的其他地方(例如:通过扩散发展为“二次爆炸”)或初始爆燃设备是否受限?爆炸是否可能引起火灾?
第3步:评估风险和确定预防措施
通常而言,粉尘爆炸的结果是很严峻的、致命性的,会造成严重的伤亡,大面积的建筑物和工厂损坏,长期的产品损失。在许多方面,这种简单的风险评估,必须阻止爆炸的发生或减轻爆炸的影响。
爆炸预防:
1.用不可燃性物料代替可燃性物料;
2.阻止形成爆炸性条件。可以通过减少氧含量或使粉尘云浓度减少到低于最小爆炸极限浓度。
降低风险:
1.尽量减少粉尘云的数量;
2.尽量消除潜在的点燃源;
3.提供合适的人员保护设备;
4.对工厂人员提供适当的培训,包括如何发现风险;
5.保持高效率的工作流程状态,有效的工作制度和良好的维护工作;
爆炸保护:
1.安装适当的泄爆板,泄爆到安全区域;或者使用无焰泄放装置进行泄压;
2. 安装爆炸抑制系统;
3.安装爆炸隔离设备;
4.安装爆炸遏制设备;
第4步:记录这些风险评估发现,并且实施
记录这些风险评估发现,并且分享给工厂管理人员。按照如下程序:
1.风险经过确切的核实;
2.分析谁可能受到影响;
3.分析处理所有的重大危险,考虑需要哪些人员参与;
4.这些预防措施是合理的,并且剩余的风险是最低的;
5.邀请管理人员或他们的代表参与其中,进行实施。
第5步:复查这些风险评估,必要时更新
定期复查这些风险评估,是否已经更改。很少有工厂一直保持不变,如果工厂工艺系统有任何变动,则需要进行相应的风险评估。
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泄爆导管的设计要求02-24 —— 2018
当被保护设备如除尘器位于室内,且通过泄爆片进行泄爆保护时,因无法直接泄爆到室内,避免泄爆造成周围设备或工作人员的伤害,常采用通过连接泄爆(或叫泄压)导管泄爆到室外安全区域的方式。
1.GB15605 标准中对泄爆导管的设计要求和规定如下:
4.5.1 泄压导管的设计强度应不小于被保护设备(如除尘器等)的强度。
4.5.2 爆炸泄压装置应紧靠被保护设备的壁面,泄压元件离设备壁面的距离不应大于泄压导管的水力直径。
4.5.3 除了 4.5.4 规定的情形,泄压管道末端不应被封闭。
4.5.4 为了防止雨雪进入,应允许使用轻质覆盖物(单位面积重量<0.5 kg/m2)封闭泄压管道末端,
但轻质覆盖物不应成为危险的抛射物。
注:典型的轻质覆盖物包括橡胶圈固定的塑料板等。
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度;
c)泄压导管内沿泄压方向截面不应减小;
2. 泄爆导管设计建议1)弯头设置位置:依据经验设计是在距离泄爆导管出口1米处设置弯头,但泄爆导管弯头位置可以不必靠近泄爆片。建议泄爆导管弯头位置距离泄爆片至少2米。
2)多个弯头的影响:建议泄爆导管最多设置1个弯头。如果设置2个以上弯头,会造成被保护设备内******泄爆压力的上升,如果设计不合理,会造成一定的安全风险。
3)泄爆导管的强度:泄爆导管内的泄爆压力可能达到甚至超过被保护设备内的******泄爆压力,所以泄爆导管需要具有足够高的强度。
4)缓变式弯头:如泄爆导管带有弯头,要求转弯半径至少大于2倍的泄爆导管直径。建议在计算泄爆导管长度时,采用泄爆导管的外轮廓线。
5)泄爆管道对系统的影响:通过泄爆导管泄爆时会造成被保护设备内******泄爆压力的上升,所以在设计泄爆导管时一定要咨询专业的供应商进行重新设计核算。