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粉尘爆炸的无焰压力释放

文档作者： w . 巴特克内希特A . 福格尔		点击数：	更新时间： 2025年10月22日
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上一篇：粉尘爆炸及粉尘防爆电气设备

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1 9 9 8 年第3 期爆炸性环境电气防爆技术总第1 3 5 期
粉尘爆炸的无焰压力释放
〔德] w
.
巴特克内希特A .
福格尔
概述
释放爆炸压力是结构防爆的常用方法之
一。新修订的“ 粉尘爆炸压力释放” 准则
v D I 3 6 7 3 给出了用于容器和粮仓的压力释放装
置的选型标准。
爆炸压力释放装置在周围出现大范围的火
焰传播和压力影响(次级爆炸) 是必然的, 但是,
如果按标准进行压力释放并使用机械灭火装
置, 如双重灭火器, 可以避免出现这些情况。木
文给出了一些试验数据和试验结果, 并对如何
选择这种爆炸压力释放装置提出一些建议。
准则v D I 2 2 6 3 “ 粉尘燃烧和粉尘爆炸” 对预
防性防护措施和结构性防护措施加以区别, 预
防性防护措施阻止产生粉尘爆炸, 结构性防护
措施限制未能阻止的粉尘爆炸的影响。结构性
防爆的一项措施是释放爆炸压力, 该项措施在
食品工业、饲料工业和木材工业或其他工业部
门中作为经济有效的手段广泛使用。通过这些
措施, 并及时清除容器或设备_ L开口处的粉尘,
防止在容器或设备内形成不允许的过高压力。
压力释放装置通过释放未燃尽的混合物和燃烧
产物限制爆炸计示压力。出现的最大对比爆炸
计示压力p * ~ ( 图1) 应不超过设备的爆炸强
度。
确定压力释放装置的规格, 需先按标准方
法研究得出大的粉尘集中范围确定的可燃性粉
尘的最大爆炸参数:
最大爆炸计示压力p o a 、;
粉尘特有的参数K` ( 粉尘爆炸级别5 . ) 。
用v D I 3 6 7 3“ 粉尘爆炸的压力释放” 中的公
式计算确定用保险片( B e r s t s e h e i b e ) 闭合的压
力释放孔的规格。注意公式的适用范围及下列
情况的以别:
例如川标准方法从粉尘储备容器中快速释
放可燃性粉尘形成均匀的粉尘分布, 此时密度
与位置无关。
- 一例如通过气动传输填充容器的方式形
成不均匀的粉尘分布, 此时密度与位置有关。
该公式适用于立方形容器和面积较大的拉
长的容器( 粮仓) 。
爆炸压力释放总是与外部火焰传播( 图2)
和压力作用有关( 图2 、5 、6 、7 、9 因原图不清, 制
版困难故略
—
编者) 。用上述压力释放准则中
的公式能算出火焰传播范围和压力大小。
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粉尘密度
撇借在耐烟容器中进行娜炸压力释放确定出现的最大
斗比缪炸计示压力凡d . : , 最大对比压力升高比率( d P/
在霍德、。、、、
如果对密闭空间里的设备释放爆炸压力,
劣扭护空间和设备, 用一个排气管把压力释放
DOI : 10. 14023 /j . cnki . dqfb. 1998. 03. 009
1 9 9 年第8 3期 爆炸性环境电气防爆技术 总 第 1 3 3期
到外部安全方向。通过这些措施并利用其他与
保险片不同的释放装 置 如防(爆阀 )自由无阻地
减压来限制释放容量。释放容量越大, 得出的最
大对比爆炸计示压力乙ed ma : 即容器强度越小。
可通过提高容器强度或增大释放面克服这些影
响。
虽然压力释放装置外部有火焰和压力是不
可避免的, 但却并不是减压过程的理想结果。对
推力的大量研究表明可燃性气体(可燃性蒸气)
和可燃性粉尘通过基本平行的间隙具有非常相
似的引燃特性。如果可燃性气体和粉尘的最小
点燃能量和引燃温度T: 一致, 则与燃烧材扒类
型无关的极限间隙宽度也一致( 图3 ) 。
6 8 3 0 9 曼海姆) 组合作为l m 3 或60 m “ 容器的压
力释放装置, 检验粉尘爆炸的引燃特性, 此时
户尸, 一一一一一一
圆形定位圈
平滑带
间隙长
苯并葱酮
火焰过滤器
间隙宽
毒梦崛尸
O O
火焰过滤器{i,jl 隙宽按照介质 ￡ O, g m m
` 0 , m m
发腔减
瑕胜
缪胶二瑕
昭喊担 缎勺
书搜璐
5 C Sm m
` 0, 3 m m
图4 两层带状保险装置图示说明
一带状保险装置直径D 一3 0 ~ 1 6 0 0 m m
( 图5 ) ;
一间隙宽w 、间隙长坛
- 一过滤板数目;
一试验粉尘的引燃特性用最小点燃能量
和引燃温度表示, 按分类变化。
均匀分布的混合物的试验结果归纳如下:
-
一对于在室外的爆炸压力释放装置和粮
仓, 进行无焰压力释放需要两层的带状保险装
置, 其间隙宽w 一0 . g m m , 间隙长l一10 m m
( 图6 ) , 能阻止二次爆炸。
一对于在密闭空间里的爆炸压力释放装
置有一个最长6 m 的排气管, 进行无焰压力释
放需要两层的带状保险装置, 其间隙宽
w 一0 . 7m m , 间隙长l。一10 m m ( 图7 ) 。能显著
降低排气管内的压力作用( 图8 ) 。
图9 是两层带状保险装置与保险片组成的
l m “容器的粉尘爆炸压力释放装置。
根据试验报告的记录表明, 对于所有最小
点燃能量M z E 李s m J
、
点燃温度T : ) 4 0 ℃ 的
丰转1 戮盏汤
峪
工非纱
窦川来驾 侧婆某霎
瑕门麟
买称坦来
十卑悴
御三子尹`
, 62 , 6, 10 0 衬、o
T, + 2 7 3
MZ E一` 气育犷一
艺I j
1 03 10
〔m J J
圈3 可烟性气体的标准间隙宽W。和可烟性粉尘的极
限间除宽ws 与物质最小点烟能. M z E 和降低的温度的函数
关系(乙~ 引姗沮度, ` ~ 间照长~ 25 m m )
因此要检验非商业上通用的带状保险装置( 图
4) 是否在实践中能用于防止可燃气体爆炸的传
播, 也能保证粉尘爆炸的火焰引燃安全。这种保
险装置由平行卷绕, 平滑呈肋状的钢带制成。这
样形成了具有多个同样大小三角形截面的通道
的圆盘。通过改变槽深度得到不同的间隙宽(w
一0 . 3 ~ 0 . gm m ) , 间隙长度通常为l , ~ 10 ~
20 m m 。
这些带状保险装置( 生产厂: 不伦瑞克火焰
过滤器配件和仪器制造公司, D 一3 8 1 10 不伦瑞
克) 与静态动作压力为sP at , 一。. l b ar 的前置或
后置保险片( 生产厂: F i k e De u t s e h l a n d , n 一
1 9 9 8 年第3 期爆炸性环境电气防爆技术总第1 3 期
所有可燃比粉尘能保证火花引燃安全和无焰压
力释放以及外部压力显著降低。有些物质, 如
硫
、
铝, 在特殊情况下易于点燃, 需进行专门研
究。
[细r 〕「一奋百
w 一。. 7 m m , l , 一l o m m , 有排气管:
p 镇3 b a r , 则p r 曰ma 二= 〔). 0 2 8 8 义尸, 8。。
把容器强度限定到最高p 一3 b a r 是必要
的, 因为用均匀的粉尘/ 空气混合进行引燃研究
表明, 增大最大对比爆炸计示压力值( rP de , : >
3 b a r ) , 特别是在有排气管时, 会产生危险, 消除
两层带状保险装置的阻塞作用。
无带状保险装粉
白带诊划呆险装羚
O 的2 0 △
00 门200
气卜代。l b 口r / /
△ /
尸
分/ /
口乙Z
缪
, 犷ù不
J 出射面
层火焰过滤器
中间件
虏
典型护盘
破裂显示的
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川几||
.
| J|
l|well1
3 〔b o r 〕
电气连接外壳
爆炸的保险片
仁, 。d : 。o ,
连接法兰盘过程侧
|l上|lle
图8 无带状保险装置和有带状保险装置的排气管中最
大爆炸计示压力八。、和最大压力P` : , : 与1二3 容器中最大对比
爆炸计示压力只州。伏、的函数关系
现有的两层带状保险装置阴碍释放过程,
而保险片则白由无阴
.
碍地减环这些对容器强
度P 或释放面A 的人小都有影响
`
按照准则
v D I 3 6 7 3 , 如果规定释放面A 与确定的最大对
比爆炸计示压力rP 闭m , 、有关
、
则保护容器的爆
炸强度p 增大情况如
一
下:
两层带状保险装置其间隙宽
w ~ 。. g m m , l , 一10 m m , 无排气管:
尸* , 、` Zb o r , 贝」P 一2 3 L < P 脚呱孟、
两层带状保险装置
.
间隙宽
w 一。. 7m n , , I。一飞。m m
,
有排气管:
p r 曰. ` 抓0 . 7b 。r , 则p ~ 3 , 4 1 又p 撇糯:
反之, 如果规定了容器强度, 那么按照准则
v D 13 6 7 3 的规定, 则应增大释放面A 以调整
一
F
列最大对比计示压力I’r 闭, a 、:
两层带状保险装置, 间隙宽
w 一(。` 少。, ; , , , , 育:飞m m , 无排气管:
P “之帅r , 贝迎八川一一。. 1 2 8 K p 制5 6
两鱿借状保险装置, 间隙这
一~ 一〕于一一`
{
}
}
二一一万一《炭
-
_ _ _ 止_ _ _ _
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破裂方向
份
呀
t
图1( ) 有前置弓形保险片的两层带状保险装置用作压力
释放装置的示意图
试验结果虽然与粉尘/ 空气混合物的均匀
混合分布无关, 但是人们还是可以由此得出, 爆
炸从力释放容器中不均匀的混合物分布不能加
他供雌速度, 但是却加大了极限间隙宽度(s , 图
、
众所周知, 这些混合物反应不太强烈, 在有
纷气甘时对产生爆炸影响不大。因此, 使用与保
断片胜合的两层带状保险装置对不均匀的粉尘
/ 至气混合物进行无焰压力释放也不存在问题。
两层带状保险装置与保险片( 图1 0) 和不
也淤少的信号装置组合使用, 作为压力释放装
抖炭仅能阻止火焰传播、减少外部压力作用和
噪声级, 而月在出现事故时能自动断开装置, 或
淤介_
操作退祸装置( 在容器导线上的灭火剂联
领箭卜价, 快速动作滑块、防爆阀) 。
刘恒云唐卫平译
, 5 · 2

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