第十讲 爆炸泄压技术
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爆炸泄爆实验可燃气体、液体燃料蒸汽等爆炸是工业生产、燃料储运及日常生活中常见的灾害事故之一,此类事故往往会造成重大的人员伤亡和财产损失。
泄爆技术是应用广泛的爆炸防护措施之一。
其实质是爆炸发生后,当管道、储罐、厂房或其他封闭空间内的压力超过某一临界值时,某些薄弱环节(如:膜片、门窗等)首先破裂,将内部高压气体泄出,使内部压力迅速降低,从而达到减轻爆炸灾害的目的。
本实验的目的是通过压力传感器测量泄爆封口破裂后容器内压力变化规律;同时采用纹影技术获得爆炸火焰结构。
1、测试数据(1)爆炸压力:压力传感器布置在泄爆容器内部及泄爆口处,采样频率10, 000Hz。
(2)爆炸火焰:高速相机的采用频率10,000 Hz.2、仪器设备泄爆容器及配气系统、点火系统、压力测试系统、纹影系统。
2.1 泄爆容器及配气系统泄爆容器直径250mm,长度250mm。
泄爆容器两侧各有一厚度为50mm、直径为295mm的石英玻璃观察窗,用于记录泄爆容器内火焰传播过程。
采用道尔顿分压定律配置某一浓度氢气-空气混合气。
2.2 点火系统采用高压脉冲点火器点火。
2.3 压力测试系统压力传感器为PCB102B16耐高温压力传感器。
压力数据由HIOKI记录。
2.4 纹影系统采用双反射镜纹影系统记录火焰传播过程。
纹影系统原理图如下:其原理是:因测试段气体密度变化导致平行光偏转,以亮度不均的形式在在观察屏上成像。
3、实验过程(1)将泄爆容器抽真空;(2)根据道尔顿分压定律配制浓度为30%的氢气-空气混合气;(3)安装泄爆封口;(4)点火并记录实验数据。
4、数据处理实验得到的压力数据为电压,需将电压转换为压力。
其方法为用电压除以压力传感器的灵敏度。
5、实验结果泄爆后容器内最大压力为172 Kpa。
易燃易爆气体泄压在工业生产和日常生活中,易燃易爆气体的泄漏和爆炸事故时有发生。
为了避免这些事故的发生,人们需要对这些气体的泄压行为进行深入了解,并采取相应的预防措施。
易燃易爆气体的类型易燃易爆气体是指在一定条件下,与空气形成可燃性混合物并能自燃或爆炸的气体。
常见的易燃易爆气体有天然气、液化石油气、乙烷、丙烷、氢气等。
气体泄压的原因气体泄压会导致气体呈现高速射流运动状态,产生冲击波和喷射火焰,引发火灾甚至爆炸事故。
气体泄压的原因主要有以下几种:1.气体管道或设备的损坏或破裂2.气体容器或储罐的泄漏或爆裂3.气体阀门或管道接头的松动或故障4.操作人员失误或疏忽等泄压事故的危害当易燃易爆气体泄压时,会形成可燃性混合物,一旦遇到火源或者静电火花,就很容易发生火灾或爆炸事故。
泄压事故的危害主要有以下几个方面:1.对人身安全的威胁。
当气体泄漏时,会形成可燃性混合物,如果在泄漏地区有人员存在,他们就会受到泄压的冲击和火焰的烧伤,甚至造成死亡。
2.对环境的污染。
牵涉到的气体可能是有毒有害的,会对环境造成二次污染。
3.经济损失。
泄压喷出的气体不仅会造成燃烧和爆炸,还会破坏设备设施,造成经济损失。
泄压事故的预防措施为了避免气体泄压事故的发生,我们需要采取以下措施:1.设备管道的检修和维护。
对于机器设备和管道进行定期的检修,发现问题及时进行维修和更换。
2.操作人员的培训。
必须对操作人员进行安全操作和维修的培训,增强安全意识。
3.安全设施的设置。
针对不同的设备,可以对其设置安全阀门、减压阀门、泄压口和警报器等设施,发生泄压时能够及时报警并控制泄放速度。
4.建立应急预案。
针对可能发生的泄压事故制定应急预案,进行科学合理的应急处理,减少损失。
总结通过以上的介绍,我们可以了解到易燃易爆气体泄压的原因、危害和预防措施。
在工业和生活中,要高度重视安全生产,积极采取预防措施,全力避免发生泄压事故,确保人员的安全和设备的完好。
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建筑物的防爆泄压措施
为了减少建筑物因爆炸而造成的破坏,常常采用一些防爆泄压措施。
主要措施有以下几种:
1、考虑影响爆炸威力和破坏力的各种因素,建筑物的泄压面积与厂房容积之比一般为0.05-0.10平方米/立方米。
对于爆炸威力较强的爆炸混合物场所,还应加大泄压面积与厂房容积之比值,可采用0.2平方米/立方米。
对于那些有丙酮、汽油、甲醇、乙炔、氢气等的厂房,这个比值应尽量大于0.2平方米/立方米。
2、如果从泄压效果考虑,建筑物宜采用轻质屋盖和轻质墙体,其容重应小于120克/平方米。
建筑物上应采用结构上易于脱落的屋面板,或在坚固难脱落的屋顶结构上镶上石棉板、铁皮等轻质易撕开的材料。
3、建筑物上根据要求设置采光天窗和大面积的特制屋顶通气管。
4、建筑物上设置向外开启的门、窗,当室内压力增大时,可以自动开启或使玻璃破碎而泄压。
还应注意的是,泄压面积的分布应考虑不影响邻近建筑物的安全。
性分布的轴向力。
参照GB150-1998中法兰应力的校核方法,可取其许用应力为1.5[ ]t f,即88.5M Pa。
故铜法兰满足强度要求。
4 基本结论 (1)在预紧状态和操作状态下,铜法兰和铜管满足强度要求。
橡胶垫发生泄漏失效时的压力为7.0MPa,是设计压力的3.5倍。
(2)铜管和铜法兰之间焊接接头的焊根部位,大部分长度上存在未熔透缺陷,个别位置的深度达3.5mm(长约10mm)。
但是,由于焊根部位内表面(深度在2mm以内)的轴向应力为压应力,这里的环状浅缝有闭合趋势,对焊接接头强度的影响很小,所以铜法兰和铜管之间焊接接头能承受10.0M Pa的内压而不破坏。
(3)由于黄铜的弹性模量约为钢的一半,铜法兰设计时应特别注意其刚度,以避免发生泄漏失效。
参 考 文 献 1 GB150-1998钢制压力容器. 2 J B4732-95钢制压力容器—分析设计标准. 3 丁伯民编著.钢制压力容器的设计制造与检验.上海:华东化工学院出版社,1992.球形容器可燃气爆炸超压泄放设计王淑兰 喻健良 李 岳 丁信伟(大连理工大学,大连市116062) 摘 要 针对平衡泄放和非平衡泄放两种工况,研究了球形容器内可燃气爆炸超压时,容器的安全泄放设计;根据内径为1m球形容器的爆炸泄放实验数据得到了经验公式,为类似设计提供参考。
关键词 可燃气 平衡泄放 非平衡泄放1 两种泄压工况 关于可燃气爆炸超压泄放设计尽管有不少研究者做了大量的工作,并根据模拟实验总结了各种各样的经验公式,但由于泄放过程的因素复杂,至今还没有统一公认的设计准则。
目前,有代表性的设计方法是Bradley and M iche-son的安全泄放设计曲线,其主要思想是依据下述泄放假设:爆炸泄放时的峰值超压P m不超过泄放口打开时的泄放压力P v;气体排放产生的压力下降速率(d P/d t)v不低于可燃气爆炸时最大升压速率(d P/d t)m,并限定初始压力条件是内、外压均为大气压P0。
爆破针型泄压阀的技术特点、标准及应用【摘要】本文介绍了一种新型压力泄放装置—爆破针型泄压阀。
爆破针型泄压阀巧妙地应用了压杆失稳的欧拉定律,触发爆破针失稳进而实现泄压。
相比于传统的压力泄放装置,爆破针型泄压阀具有泄放精度高、不受介质温度和腐蚀性影响、无疲劳、无碎片、复位简单、维护成本低等优势,并开始在相关领域得到越来越多的应用。
【关键词】压力泄放装置爆破针压力容器压力管道安全泄压装置是锅炉、压力容器、压力管道以及其它承压设备的保护装置,用来防止承压设备中的压力超过设计允许值,从而保护设备及其运行人员的安全。
安全泄压装置通常不依赖任何外部能源而动作,所以常常作为承压设备的最后一道保护装置。
从这个意义上说,它的作用是其它保护装置所无法替代的。
按照其发生泄压动作后能否自动复位关闭,泄压装置可以分为重闭式和非重闭式两种类型。
应用最为广泛的重闭式泄压装置是弹簧式安全阀,当介质压力达到某一预定值时,安全阀自动开启,继而全通量泄放,以防止压力继续升高。
当介质压力由于安全阀的排放而降低至另一预定值时,阀门又能自动关闭,阻止介质继续排出。
应用最为广泛的非重闭式泄压装置是爆破片装置,爆破片装置由爆破片(或爆破片组件)和夹持器(或支承圈)等零部件组成。
在设定的爆破温度下,当爆破片两侧压力差达到设定值时,爆破片即刻动作(破裂或者脱落)从而泄放介质,且在泄压后不能重新闭合。
对于非重闭式泄压装置,ASME 锅炉及压力容器规范及其规范案例在对爆破片装置相关要求进行规定之外,还规定了针型泄压装置在制造、测试和使用等方面的要求[1,2]。
在满足相关要求的前提下,针型泄压装置可以作为非重闭式泄压装置使用。
作为针型泄压装置中的一种,较爆破片装置而言,爆破针型泄压阀的泄压精度高且不受介质温度和腐蚀性影响,不会因承压设备中压力变化而疲劳失效,泄压后无需拆卸管道即可快速更换泄压元件实现复位,停工成本低,无碎片无堵塞,长期使用成本低廉。
由于这些优点,爆破针型泄压阀已经成为很多工况下的首选泄压装置。
建筑防爆泄压方案建筑防爆泄压方案是指为了降低建筑在发生爆炸事故时所造成的危害和损失,提前制定和采取的一系列措施和方法。
防爆泄压是指通过合理的设计和施工,使建筑物内部的压力得到有效的释放,从而避免爆炸的连锁反应和蔓延,减少爆炸事故造成的人员伤亡和财产损失。
首先,建筑防爆泄压方案应该包括建筑物的结构设计和施工,确保建筑物的承载力和耐爆性能。
在结构设计方面,需要考虑建筑材料的弹性和韧性,选择具有较高耐爆性能的材料,如抗爆玻璃、防爆钢等。
在施工时,需要合理安装和固定构件,确保其稳定性和抗震性能,以应对爆炸时产生的冲击和震动。
其次,建筑防爆泄压方案还应包括建筑的通风系统和泄压装置的设计和设置。
通风系统是通过排出建筑物内部的有害气体和烟雾,减缓爆炸事故的扩散和危害。
在通风系统的设计上,需要充分考虑建筑物的结构形式和使用功能,确定合理的通风方式和通风量。
泄压装置是为了在发生爆炸事故时能够迅速泄压,减少内部压力,避免建筑物的倒塌等危险。
泄压装置的设置通常包括防爆门、防爆窗、防爆罐等,需要按照建筑物的要求和实际情况进行布置和选择。
此外,建筑防爆泄压方案还应包括建筑物的安全通道和逃生设施的规划和设置。
安全通道是指在爆炸事故发生时,人员可以迅速从建筑物内部逃离的通道。
在设计安全通道时,需要考虑通道的宽度、通畅性和疏散距离,确保人员能够快速、安全地疏散。
逃生设施是指在发生爆炸事故时,人员可以使用的逃生设备和器具,如应急疏散楼梯、逃生滑梯等。
逃生设施的设置需要满足建筑物的使用需求和人员密度,确保人员在紧急情况下能够迅速逃生。
最后,建筑防爆泄压方案还应包括建筑物的防火设施和安全管理措施的制定和执行。
防火设施是为了阻止火灾和爆炸的蔓延,包括消防设备和消防通道的设置。
在设计防火设施时,需要考虑其容量和效果,确保能够满足火灾和爆炸的控制要求。
安全管理措施是指对建筑物的日常维护和安全运营进行有效管理和监督,包括定期检查和维修建筑设施,提供员工的安全培训和应急预案等。
消防工程师—爆炸及泄压1.爆炸根据现行国家标准《消防词汇第1部分:通用术语》GB/T 5907.1-2014,爆炸是指在周围介质中瞬间形成高压的化学反应或状态变化,通常伴有强烈放热、发光和声响。
2.泄压面积为了防止建筑物的承重结构因强大的爆炸力遭到破坏,将一定面积的建筑维护结构做成薄弱泄压设施,其面积称为泄压面积。
爆炸有不同的分类方法,按物质产生爆炸的原因和性质不同,通常将爆炸分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。
我们在建筑防火设计中,一般只考虑可燃气体、粉尘或纤维引起的化学爆炸。
3.爆炸性气体环境危险区域划分爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间分为0区、1区、2区,分区应符合下列规定:1)0区应为连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境;2)1区应为在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境;3)2区应为在正常运行时不太可能出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。
4. 爆炸性粉尘环境危险区域划分爆炸危险区域应根据爆炸性粉尘环境出现的频繁程度和持续时间分为20区、21区、22区,分区应符合下列规定:1)20区应为空气中的可燃性粉尘云持续地或长期地或频繁地出现于爆炸性环境中的区域;2)21区应为在正常运行时,空气中的可燃性粉尘云很可能偶尔出现于爆炸性环境中的区域;3)22区应为在正常运行时,空气中的可燃粉尘云一般不可能出现于爆炸性粉尘环境中的区域,即使出现,持续时间也是短暂的。
5.泄压面积的计算根据《建筑设计防火规范》(GB 50016),厂房的泄压面积宜按下式计算,但当厂房的长径比大于3时,宜将建筑划分为长径比不大于3的多个计算段,各计算段中的公共截面不得作为泄压面积:A=10CV2/3式中A-泄压面积(㎡);V-厂房的容积(m³);C-泄压比,可按下表选取。
注:1 、长径比为建筑平面几何外形尺寸中的最长尺寸与其横截面周长的积和4.0倍的建筑横截面积之比。