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粉塵防爆基本術語01-29 —— 2018
粉塵Dust-細微的固體顆粒;
可燃粉塵Combustible dust-可與助燃氣體發生氧化反應而燃燒的粉塵;
可爆粉塵Explosible dust-可與助燃氣體發生氧化反應而爆炸的粉塵;
粉塵云Dust cloud-懸浮在助燃氣體中的高濃度可燃粉塵與助燃氣體的混合物;
粉塵層Dust layer-堆積在地面或物體表面上的可燃性粉塵群;
粉塵爆炸Dust explosion-火焰在粉塵云中傳播,引起壓力、溫度明顯躍升的現象;
二次爆炸Subsequent explosion-發生粉塵爆炸時,初始爆炸(或叫一次爆炸)產生的沖擊波將未發生爆炸區域內的沉積粉塵揚起,形成粉塵云,并被傳播來的火焰引燃發生的爆炸;
爆炸極限濃度Limiting explosion concentration-粉塵云的給定能量點火源作用下,能發生自持燃燒的最低濃度或最高濃度,亦稱為粉塵爆炸的下限濃度或上限濃度,粉塵濃度低于下限濃度或高于上限濃度均不能發生爆炸;
最低著火溫度Minimum ignition temperature(簡稱:MIT)-粉塵受熱時,使粉塵的溫度發生突變(點燃)的最低加熱溫度(環境溫度).粉塵云和粉塵層最低著火溫度不同;
最小點火能量Minimum ignition energy(簡稱:MIE)-粉塵云處于最容易著火濃度條件下,使粉塵云著火的點火源能量的最小值;
最大爆炸壓力Maximum explosion pressure(Pmax)-在規定容積和點火能量下,不同濃度粉塵云對應的爆炸壓力峰值的最大值,由試驗測得,單位:MPa;
最大爆炸壓力上升速率Maximum rate of pressure rise of a dust explosion【(dp/dt)max】-
粉塵爆炸產生最大爆炸壓力時的壓力(p)-時間(t)上升曲線的斜率的最大值。單位:MPa/s。
爆炸指數Explosion index(Kmax)-在密閉容器內,粉塵爆炸試驗中最大爆炸壓力上升速率與容器容積的立方根的乘積為一常數,這個常數稱為粉塵的爆燃指數。粉塵爆炸指數表示為Kst值,單位:MPa·m /s。
靜開啟壓力Static activation overpressure(Pstat)-通過壓力緩慢上升使泄壓裝置開啟的壓力,單位:MPa。
泄爆壓力Reduced explosion pressure(Pred)-在泄壓保護的容器中,某一濃度粉塵與空氣混合物爆炸泄壓時在容器內產生的最大壓力,單位:MPa。
最大泄爆壓力Maximum reduced explosion pressure(Pred,max)-在規定的測試條件下,系統的改變粉塵濃度所測得的泄爆壓力Pred中的最大值,單位:MPa。
泄壓面積Venting Area-泄壓裝置泄壓開口的幾何尺寸,單位:mm2 或in2。
泄壓裝置Pressure venting device-正常工作時封閉泄壓口,而在爆破時打開泄壓口的裝置。
防爆板或泄爆板Explosion panel-一種不能重新關閉泄壓口,且不能再次使用的泄壓裝置,在一定的開啟壓力下破裂打開泄壓口。
泄壓導管Venting duct-為了安全泄放壓力波、火焰和燃燒產物,安裝在泄壓裝置出口的管道。
最大反沖力Maximum recoil force(FR,max)-泄爆時產生的與泄壓方向相反的最大作用力,單位:kN。
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除塵器泄爆技術01-29 —— 2018
泄爆片因為比較經濟,是除塵器常選用的一種粉塵爆炸泄放裝置。雖然泄爆片用于除塵器的泄爆目前比較普及,但在實際使用中和設計中還存在以下問題:
1.泄爆面積的計算
如果泄爆片于除塵器的泄爆,常用的計算泄爆面積的標有:GB/T15605-2008、EN14491-2012和NFAP 68-2013。目前國內在泄爆面積計算時存在的問題,主要有:
1)沒有根據相關標準進行泄爆面積的計算,而是根據經驗值或除塵器大小選擇泄爆片尺寸大小。造成的結果可能是泄爆面積不夠大,影響泄爆效果,造成除塵器內泄爆壓力增大,會造成除塵器變形或破壞;
2)不知道粉塵的爆炸特性,如Kst、Pmax等;粉塵爆炸特性Kst和Pmax是用于粉塵泄爆面積計算時最重要也是必須的參數。一般的做法是參考相關標準列出的Kst和Pmax值,但參考粉塵和實際粉塵在顆粒大小、顆粒形狀、濕度等方面有差別,最可靠的作法是進行粉塵爆炸特性測試,以獲取實際粉塵的Kst和Pmax值;
3)用于泄爆面積計算的參數選擇不合理,如Pstat和Pred的取值;這兩個值會影響泄爆面積的計算結果,如:Pred值取得較小時,計算的泄爆面積就大;Pred值取得較大時,計算的泄爆面積就小。Pred如何取值,與除塵器的強度有關;
除塵器內部密集分布的濾袋或濾筒使得爆炸的傳播顯著的變慢,爆炸可能會沿濾袋或濾筒之間傳播。不管怎樣,由于濾袋或濾筒的冷卻效應和濾袋或濾筒間不會發生湍流,爆炸的傳播速度會降低。
最新的EN14491和NFPA 68標準中允許在計算除塵器泄爆面積時,通過綜合考慮濾袋或濾筒的體積、濾袋或濾筒間的間距大小、泄爆板的布置位置等因素,來相應的選擇用于泄爆面積計算的除塵器的體積。
GB/T 15605-2008標準5.2.2要求:容器容積不包括其中障礙物的體積。容器內如有障礙物(如濾袋、封套、濾筒),則容器容積應減去過濾部件所占體積或過濾介質包圍的體積。
建議在選擇泄爆片時,聯系專業的制造商或相關人員進行泄爆面積的計算。
2.泄爆片的布置位置
泄爆片可安裝在除塵器的側面或頂部位置(根據除塵器的機構不同)。請注意除塵器濾芯會影響粉塵爆炸進程,會妨礙泄爆板的泄爆!
常見的錯誤就是泄爆片的布置位置問題。當發生粉塵爆炸時,泄爆片打開,爆炸壓力波向外流動,爆炸壓力波將濾芯或濾袋吹到泄爆片開口處,濾芯或濾袋阻塞泄爆片,影響泄爆,造成泄爆片泄爆效率低下,使得除塵器內泄爆壓力上升,大于除塵器的設計泄爆壓力值(Pred),可能造成除塵器殼體變形,甚至破裂。
GB/T 15605-2008標準5.2.2要求:應保證泄爆過程不被障礙物阻擋,因此濾框不應覆蓋泄壓口。如無法避免障礙物阻擋泄壓口,應在泄壓面積計算中采用合理的泄壓效率。
EN14491建議泄爆片應安裝在不易被阻塞的部位,通常意味著泄爆片應布置在濾袋或濾筒的下部或者取掉泄爆片安裝位置附近的濾袋或濾筒。而NFPA68標準則根據泄爆片的布置位置,選擇不同的泄爆體積。3.泄爆片的泄爆方式
當除塵器位于室外時,需要有安全的場所用于泄爆片的泄爆。如泄爆片周圍沒有其他生產設備和人工通道,有足夠的空間用于泄壓時,泄爆片才可以用來作為爆炸泄壓裝置。
當除塵器位于室內時,需要通過泄壓導管將爆炸壓力引到室外安全區域進行泄爆。采用泄壓導管泄爆時,要按照相關標準對泄壓導管長度、泄壓導管角度、泄壓管道的尺寸、以及有泄壓導管時的最大泄爆壓力等要求和因素進行設計和布置。泄爆條件不允許時,則要采用無焰泄放裝置(Flameless Vent)或爆炸抑制(Explosion Suppression)技術和設備。
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除塵器隔爆技術01-29 —— 2018
在工業生產中,為了防止發生在除塵器內的粉塵爆炸火焰和壓力波沿除塵器入口和出口管道傳播,造成除塵器上游和下游設備發生粉塵“二次爆炸”,需在除塵器的入口和出口管道上安裝合適的爆炸隔離措施。
1.除塵器入口爆炸隔離
目前仍然存在老的誤解就是除塵器的入口不需要進行爆炸隔離:如果朝向除塵器的空氣流速是足夠的,爆炸就不可能會沿著氣流反方向傳播。然而,如果除塵器內發生粉塵爆炸,除塵器內的壓力就會增大,造成氣流逆向除塵器流動(代替氣流正向除塵器流動),爆炸火焰和壓力波就會沿著逆向氣流擴散到所有相連的設備,造成相連設備的“二次爆炸”或“多次爆炸”。因此,通常至少除塵器入口管道需要進行爆炸隔離。
典型的用于除塵器入口管道爆炸隔離的設備如下:
1)機械隔爆:粉塵隔爆閥(斯圖威單向隔爆閥、VENTEX隔爆閥等)、粉塵爆炸快速關閉閥等;
2)化學隔爆;
2.除塵器出口爆炸隔離
物料出口的爆炸隔離典型的由系統設備提供,如旋轉閥。請注意旋轉閥需要進行定期檢查,為了防止旋轉閥擋板間隙增大,造成爆炸的傳播。
3.除塵器潔凈空氣出口爆炸隔離
潔凈空氣出口是否需要進行爆炸隔離時需要考慮到:
1)雖然一些過濾部件可以阻止火焰的傳播,但是很多過濾部件并不能阻止火焰,許多過濾部件可能會燃燒,使得火焰可以傳播;
2)采用爆炸抑制系統時,通常火焰在通過過濾部件傳播前將會被熄滅;
3)即使沒有火焰傳播,為了保護潔凈空氣出口薄弱設備(如風機)時也需要進行爆炸隔離.只有當無火焰傳播或潔凈空氣出口位于安全位置,并且潔凈空氣出口設備(包含風機和消音器等)可以承受除塵器的泄爆壓力值(Pred)時,潔凈空氣出口可以不進行爆炸隔離。選擇哪種隔爆閥或隔爆方式,需根據實際除塵系統工藝條件進行評估,建議咨詢專業供應商。
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除塵器和旋風分離器組合保護技術一01-10 —— 2022

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除塵器和旋風分離器組合保護技術二01-10 —— 2022

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除塵器和旋風分離器組合保護技術三01-10 —— 2022

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粉塵爆炸保護技術對比08-27 —— 2018
粉塵爆炸保護技術主要有:1)泄爆(直接泄爆); 2)管道泄爆; 3)無焰泄爆; 4)抑爆等;
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粉塵爆炸隔爆技術對比08-27 —— 2018
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粉塵爆炸風險性評估程序01-29 —— 2018
粉塵爆炸風險評估共分5步:
第1步:識別危險
將工廠里所有能產生粉塵云的物料列出清單,無論是工藝流程的一部分還是其他粉塵。通過物料安全數據表、粉塵測試或出版的可爆炸性數據,識別出哪些物料可發生爆炸。并考慮可能的點燃源。這些點燃源包括:
1.熱能,例如:開放式的明火和火焰、熱表面、吸煙、電焊等;
2.電能,例如:照明設備、電磁輻射、短路、接地故障、靜電放電等;
3.機械能,例如:摩擦(攪拌、混合、過熱)、機械摩擦和碰撞等;
4.化學能,例如:自熱、碰撞和熱敏感材料等;
第2步:確定誰會受傷害,以及受到何種傷害
考慮爆炸的結果。是否能傳播到工廠的其他地方(例如:通過擴散發展為“二次爆炸”)或初始爆燃設備是否受限?爆炸是否可能引起火災?
第3步:評估風險和確定預防措施
通常而言,粉塵爆炸的結果是很嚴峻的、致命性的,會造成嚴重的傷亡,大面積的建筑物和工廠損壞,長期的產品損失。在許多方面,這種簡單的風險評估,必須阻止爆炸的發生或減輕爆炸的影響。
爆炸預防:
1.用不可燃性物料代替可燃性物料;
2.阻止形成爆炸性條件。可以通過減少氧含量或使粉塵云濃度減少到低于最小爆炸極限濃度。
降低風險:
1.盡量減少粉塵云的數量;
2.盡量消除潛在的點燃源;
3.提供合適的人員保護設備;
4.對工廠人員提供適當的培訓,包括如何發現風險;
5.保持高效率的工作流程狀態,有效的工作制度和良好的維護工作;
爆炸保護:
1.安裝適當的泄爆板,泄爆到安全區域;或者使用無焰泄放裝置進行泄壓;
2. 安裝爆炸抑制系統;
3.安裝爆炸隔離設備;
4.安裝爆炸遏制設備;
第4步:記錄這些風險評估發現,并且實施
記錄這些風險評估發現,并且分享給工廠管理人員。按照如下程序:
1.風險經過確切的核實;
2.分析誰可能受到影響;
3.分析處理所有的重大危險,考慮需要哪些人員參與;
4.這些預防措施是合理的,并且剩余的風險是最低的;
5.邀請管理人員或他們的代表參與其中,進行實施。
第5步:復查這些風險評估,必要時更新
定期復查這些風險評估,是否已經更改。很少有工廠一直保持不變,如果工廠工藝系統有任何變動,則需要進行相應的風險評估。
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泄爆導管的設計要求02-24 —— 2018
當被保護設備如除塵器位于室內,且通過泄爆片進行泄爆保護時,因無法直接泄爆到室內,避免泄爆造成周圍設備或工作人員的傷害,常采用通過連接泄爆(或叫泄壓)導管泄爆到室外安全區域的方式。
1.GB15605 標準中對泄爆導管的設計要求和規定如下:
4.5.1 泄壓導管的設計強度應不小于被保護設備(如除塵器等)的強度。
4.5.2 爆炸泄壓裝置應緊靠被保護設備的壁面,泄壓元件離設備壁面的距離不應大于泄壓導管的水力直徑。
4.5.3 除了 4.5.4 規定的情形,泄壓管道末端不應被封閉。
4.5.4 為了防止雨雪進入,應允許使用輕質覆蓋物(單位面積重量<0.5 kg/m2)封閉泄壓管道末端,
但輕質覆蓋物不應成為危險的拋射物。
注:典型的輕質覆蓋物包括橡膠圈固定的塑料板等。
5.6.8. 泄壓導管應滿足以下要求:
a)截面積應等于泄壓口面積;
b)泄壓面的軸線與泄壓導管之間的夾角不應超過20度;
c)泄壓導管內沿泄壓方向截面不應減小;
2. 泄爆導管設計建議1)彎頭設置位置:依據經驗設計是在距離泄爆導管出口1米處設置彎頭,但泄爆導管彎頭位置可以不必靠近泄爆片。建議泄爆導管彎頭位置距離泄爆片至少2米。
2)多個彎頭的影響:建議泄爆導管最多設置1個彎頭。如果設置2個以上彎頭,會造成被保護設備內最大泄爆壓力的上升,如果設計不合理,會造成一定的安全風險。
3)泄爆導管的強度:泄爆導管內的泄爆壓力可能達到甚至超過被保護設備內的最大泄爆壓力,所以泄爆導管需要具有足夠高的強度。
4)緩變式彎頭:如泄爆導管帶有彎頭,要求轉彎半徑至少大于2倍的泄爆導管直徑。建議在計算泄爆導管長度時,采用泄爆導管的外輪廓線。
5)泄爆管道對系統的影響:通過泄爆導管泄爆時會造成被保護設備內最大泄爆壓力的上升,所以在設計泄爆導管時一定要咨詢專業的供應商進行重新設計核算。




