防爆课程设计 - 图文

作者姓名：王冲（容器设备泄爆措施设计）

K0 = 1.5，为得到修正式5.2.2和5.2.3的数据进行实验测试时所用的实验装置阻力系数值。

K?fD?L?P?K??Kelbows?Koutlet?....inlet20.5??UDh (5.5.1d)

式中：

K = 泄压管道的总阻力系数

Kinlet、Kelbows、Koutlet=各种装配件的阻力系数 U = 流体速度

Dh =泄压管道的水力直径（m）

fD = 充分发展湍流的达西（D’Arcy）摩擦因子，参见典型计算公式见A.5.5。 某些情况下，可能得到泄压面积的两个解。此时，选择泄压面积较小者。 如果这些方程得不到泄压面积的解，在应通过减小泄压管道长度或增加容腔的强度使容腔能承受较高的Pred值的方法，也可以两者同时采用，从而对泄压设计进行修改。 如果泄压管安装的弯头、内流式筛浆机和防雨罩，只要能够通过管道阻力系数K加以合理地考虑到这些障碍物的影响，在泄压管道上就可以安装上述附件。

当依据大型实验进行泄压设计时，也可以在式5.5.1a的适用条件范围以外采用泄压管道。

对于本设计，由于计算条件及参数问题，对于泄压管对泄爆面积的影响不作复杂计算，只是理论上分析了泄压管会对泄爆面积产生的影响。综合考虑各个方面原因，在原有泄爆面积的基础上，乘以一个设定的安全系数即可。即有： Avf= K * Av5

取K=1.1，得： Avf=2.881㎡

综合以上各种影响因素后求得的最终泄爆面积为：

Avf=2.881㎡

21

作者姓名：王冲（容器设备泄爆措施设计）

5.泄爆管长度、直径和安装方位等参数计算

5.1 泄爆管的运用

使用泄爆管的目的是将爆炸泄放到安全的地方，通常是从建筑物内的设备将泄放物导向敞开空间。但这种泄爆管可能对泄爆过程产生阻碍作用，从而造成设备内的降低的爆炸压力升高。尽管对容器自身而言，可能所设计的泄爆参数是合理的，但由于安装有泄爆管，则容器内降低的爆炸压力可能上升到容器设计强度以上。

有三种方法计算泄爆管所产生的效应，即欧洲标准方法、美国化学工程师协会方法（IChemE）和工厂互助研究（FMRC）方法。

5.2 泄爆管设计

5.2.1 泄爆管设计一般规定

泄爆导管应尽量短而直。

泄压面的轴线与泄压导管之间的夹角不应超过20度。

泄压导管的截面积应不小于泄压口面积，其强度应不低于被保护容器的强度。 泄压导管内不应有减小的截面。

如果为了维修，在泄压设备附近设置了检查门，则其盖子与外壳应至少具有泄压导管同样的强度。

原则上泄压装置下游通向室外的泄压导管不应关闭，但允许有轻的物体覆盖，如塑料布或橡胶模夹夹住的板，以防止雨雪进入。这些覆盖物能应被很低的开启压力打开，并应不影响泄压过程或人和物的安全。

泄爆管设计见图9.10图，其中几种泄爆管的设计形式是禁止采用的。应明确的问题是，针对特定的设计条件，必须采用合理的设计指南。如果降低的爆炸压力的计算方法是在实验结果的基础上提出的，也可以采用其它设计方法。 5.2.2 在泄爆管设计中，需要考虑的其它因素包括：

◆ 泄爆管中弯头的位置

弯头位置设计所依据的实验条件是在距泄爆管出口1m处设置有弯头。因此，不强调弯头位置必须靠近泄爆口的位置。建议弯头位置距离泄爆口至少2m。

22

作者姓名：王冲（容器设备泄爆措施设计）

◆ 多个弯头的影响

建议在泄爆管上只设置一个弯头。实验研究表明，如果在泄爆管上设置有两个弯头，则所得到的降低的爆炸压力将会升高。 ◆ 泄爆管的强度

泄爆管内的压力可能达到泄爆容器内的压力值。因此泄爆管应具备足够高的强度，从而可以承受相应的爆炸压力。有些情况下，尽管泄爆管内的压力甚至可以高于容器内的压力，但这些压力对泄爆管的作用时间极短。 ◆ 缓变式弯头

本指南中所规定的弯头是急转式弯头，因为这种形式的弯头代表了最坏的情形。如果采用缓变式弯头，则在其它条件相同的情况下，泄爆管内的压力要低于急转式弯头内的压力。建议在计算带缓变式弯头的泄爆管的L/D值时，采用泄爆管的外轮廓线（见图9.6和附录6）。如果弯头曲率半径/泄爆管直径之比小于2，则泄爆管的长度L计量方式不变，应将弯头考虑成急转式弯头，并采用附录6中的B或C。 ◆ 反冲力问题

爆炸容器和泄爆管均应进行紧固安装，以承受反冲力作用。 采用平直泄爆管指南：

运用带45°弯头的泄爆管指南：

禁止采用的泄爆管的设计：

23

作者姓名：王冲（容器设备泄爆措施设计）

图9.10 泄爆管设计

◆ 利用格栅保护泄爆管

只要格栅的网格尺寸不是太小，泄爆管出口端安设的保护格栅对降低的爆炸压力影响不大。但采用轻质盖板进行保护时可能导致降低的爆炸压力增大。

一般地，建议泄爆管的断面积最好等于泄爆口的面积，这种设计意味着如果在泄爆管中泄爆不会受到阻碍，因此泄爆管中的爆炸只是容器内初始爆炸的延续。 ◆ 如果泄爆管断面积大于泄爆口的面积，则泄爆管内的爆炸可以看成是由初始爆炸点燃的一次单独的爆炸。例如，当泄爆面积远小于泄爆管断面时，泄放出的火焰会以射流火焰的方式点燃之前受火焰驱动作用进入泄爆管内的粉尘云。此时，泄爆管内的爆炸与初始爆炸发生的条件存在很大的区别。

5.3 泄爆管参数确定 ◆ 泄爆管的直径

对于本设计，取泄爆管的面积和泄爆面积相等以便于计算泄爆管参数。

Av?(?)De24即

得 De=1.431 m

◆ 泄爆管的长度

由公式Leff/Deff=H/De Leff=2.73x1.431=3.907m 所以泄爆管的直径和长度分别为

De=1.431m Leff=3.907m

24