Зарегистрировано в Минюсте РФ 16 июня
2003 г. N 4692
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ И ПРОМЫШЛЕННЫЙ НАДЗОР РОССИИ
ПОСТАНОВЛЕНИЕ
от 5 июня 2003 г. N 53
ОБ УТВЕРЖДЕНИИ "ИНСТРУКЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ, УСТАНОВКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ
ВЗРЫВОРАЗРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ НА ОБОРУДОВАНИИ ОПАСНЫХ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ ПО ХРАНЕНИЮ, ПЕРЕРАБОТКЕ
И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СЫРЬЯ В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ
КОМПЛЕКСЕ"
Госгортехнадзор
России постановляет:
1. Утвердить
"Инструкцию по проектированию, установке и эксплуатации взрыворазрядных устройств на оборудовании опасных
производственных объектов по хранению, переработке и использованию сырья в
агропромышленном комплексе".
2. Направить
"Инструкцию по проектированию, установке и эксплуатации взрыворазрядных устройств на оборудовании опасных
производственных объектов по хранению, переработке и использованию сырья в
агропромышленном комплексе" на государственную регистрацию в Министерство
юстиции Российской Федерации.
Начальник
Госгортехнадзора
России
В.М.КУЛЬЕЧЕВ
Утверждена
Постановлением
Госгортехнадзора
России
от 5 июня 2003 г. N
53
ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ, УСТАНОВКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ
ВЗРЫВОРАЗРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ НА ОБОРУДОВАНИИ ОПАСНЫХ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ ПО ХРАНЕНИЮ, ПЕРЕРАБОТКЕ
И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СЫРЬЯ В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ КОМПЛЕКСЕ
Настоящая
Инструкция разработана согласно Федеральному закону "О промышленной
безопасности опасных производственных объектов", от 21.07.1997 N 116-ФЗ (Собрание
законодательства Российской Федерации, 97, N 30, ст. 3588), Положению о
Федеральном горном и промышленном надзоре России, утвержденному Постановлением
Правительства Российской Федерации от 3 декабря 2001 г. N 841 (Собрание
законодательства Российской Федерации, 2001, N 50, ст. 4742), Общим правилам
промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности
опасных производственных объектов (ПБ 03-517-02), утвержденным Постановлением
Госгортехнадзора России от 18.10.2002 N 61-А, зарегистрированным Министерством
Юстиции Российской Федерации от 28.11.2002 N 3968 (Российская газета N 231 от
05.12.2002), и определяет требования к проектированию, установке и эксплуатации
взрыворазрядных устройств на оборудовании, в котором
возможно образование и воспламенение пылевоздушных смесей.
Инструкция
распространяется на опасные производственные объекты, на которых получаются,
используются, перерабатываются, образуются, хранятся и транспортируются опасные
вещества (растительное сырье и продукты его переработки), способные
самовозгораться, возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть
после его удаления, а также способные образовывать взрывоопасные пылевоздушные
смеси. К указанным объектам относятся:
- приемно-отпускные
устройства для железнодорожного, автомобильного и водного транспорта;
- рабочие здания,
силосные корпуса элеваторов, склады силосного и напольного типов, галереи для
бестарного хранения и перемещения сырья и продуктов его переработки;
- цехи, отделения, блочно-модульные и агрегатные установки по производству
муки, крупы, солода, комбикормов и кормовых смесей, белково-витаминных
добавок и премиксов, семяобрабатывающих и кукурузообрабатывающих
производств;
- подготовительные,
дробильные отделения по очистке, измельчению солода, зерна, шелушению маслосемян, отделения расщипки и резания табака;
- отделения для растаривания, взвешивания, просеивания муки, размола
сахарного песка;
- зерносушильные
установки, приемно-очистительные и сушильно-очистительные башни, цехи отходов,
пыли, очистки и сортировки мешкотары.
Инструкция также
распространяется на организации, осуществляющие разработку и изготовление
технических устройств, предназначенных для применения на указанных опасных
производственных объектах.
I. ОБЩИЕ
ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Взрыворазрядные устройства предназначаются для предотвращения
роста давления взрыва в объеме защищаемого оборудования выше допустимого уровня
с целью защиты оборудования от разрушения и предотвращения распространения
пламени и продуктов взрывного горения пылевоздушной смеси в производственные
помещения.
1.2. Предотвращение
роста давления взрыва выше допустимого уровня осуществляется путем отвода
пламени и продуктов взрывного горения и несгоревшей пылевоздушной смеси из
объема защищаемого оборудования в безопасную зону за пределы производственного
здания.
1.3. Взрыворазрядное устройство состоит из предохранительной
мембраны или откидного клапана, отводящего трубопровода, а при необходимости и
из огнепреграждающего устройства.
1.4.
Предохранительная мембрана или клапан должны устанавливаться на минимально возможном
расстоянии от корпуса защищаемого оборудования и обеспечивать герметичное
перекрытие проходного сечения взрыворазрядного
устройства.
1.5. Взрыворазрядными устройствами защищается следующее
оборудование: нории, дробилки, фильтр-циклоны
<*>, рециркуляционные зерносушилки с камерами
нагрева <*>, шахтные зерносушилки с подогревателями <*>, каскадные
нагреватели <*>.
--------------------------------
<*>
Требования по установке взрыворазрядителей на фильтр-циклоны, зерносушилки и каскадные нагреватели для
действующих предприятий являются рекомендуемыми и относятся к организациям,
осуществляющим разработку, изготовление и применение в проектах указанного
оборудования.
На нориях со
свободным объемом менее 0,25 м3, дробилках с объемом рабочей зоны и поддробильного бункера менее 0,3 м3 и фильтр-циклонах
со свободным объемом менее 0,5 м3 взрыворазрядные
устройства допускается не устанавливать. Величина свободного объема защищаемого
оборудования V м3 определяется как разность геометрического объема оборудования
и объема расположенных внутри него узлов и агрегатов.
1.6. Установка взрыворазрядных устройств должна быть предусмотрена как в
конструкторской документации на потенциально опасное оборудование, так и в
проектной документации на производственные объекты по хранению, переработке и
использованию сырья агропромышленного комплекса. Требования Инструкции
относятся как к проектируемым, так и к действующим объектам.
1.7. В потенциально
опасном оборудовании (см. п. 1.5) заводы-изготовители должны предусматривать
устройство специальных отверстий и переходных патрубков для присоединения взрыворазрядных устройств. Форма и расположение переходных
патрубков при нормальном режиме работы оборудования должны не допускать
накопления в них пыли и продукта, а также исключать механическое повреждение
предохранительной мембраны из-за попадания на нее продукта.
1.8. Диаметры
(площади) проходных сечений взрыворазрядных устройств
для норий определяются из таблиц (см. раздел 3) или расчетом, а для других
видов оборудования определяются расчетом (см. разделы 4, 5, 6) с учетом
величины защищаемого объема, допустимого давления взрыва, статического давления
вскрытия мембраны (клапана), формы проходного сечения, длины, количества и
величины углов поворота отводящих трубопроводов, а при
установке огнепреградителей - с учетом
дополнительного гидравлического сопротивления огнепреградителей.
1.9. Методика
расчета взрыворазрядных устройств
приведена в обязательном приложении 1, примеры расчета взрыворазрядных устройств - в справочном приложении 4.
Наряду с расчетами
по указанной Методике допускается использовать расчеты, выполняемые по другим методикам,
согласованным с Госгортехнадзором России.
1.10. В качестве
основных типов взрыворазрядных устройств
рекомендуются:
- взрыворазрядные устройства с разрывными предохранительными
мембранами;
- взрыворазрядные устройства с откидными клапанами;
- взрыворазрядные устройства с выщелкивающимися мембранами;
- комбинированные взрыворазрядные устройства.
Взрыворазрядные устройства с разрывными предохранительными мембранами рекомендуется
выполнять с шиберным или бандажным креплением мембраны.
Примеры конструктивных
схем взрыворазрядных устройств различного типа
представлены в рекомендуемом приложении 5 на рис. 1 - 7.
Схемы установки взрыворазрядных устройств на защищаемом оборудовании
представлены в приложении 5 на рис. 8 - 14, 17 - 20.
1.11.
Проектно-конструкторская документация на взрыворазрядные
устройства, предназначенные для использования на опасных производственных
объектах, подлежит экспертизе промышленной безопасности в установленном
порядке.
II.
ТРЕБОВАНИЯ К ВЗРЫВОРАЗРЯДНЫМ УСТРОЙСТВАМ
2.1.
Предпочтительными являются взрыворазрядные устройства
с проходными сечениями и отводящими трубопроводами круглой формы. Допускаются взрыворазрядные устройства с проходными сечениями и
отводящими трубопроводами квадратной или прямоугольной формы.
Соотношение
геометрических размеров прямоугольного проходного сечения взрыворазрядного
устройства (или отводящего трубопровода) h и b должно удовлетворять условию
0,25 <= h/b
<= 4,0.
2.2. Во взрыворазрядных устройствах, устанавливаемых на
оборудовании, рекомендуется в качестве разрывных мембран применять
полиэтиленовые пленки марок ТТ, СТ, СИК, СК, В, Н или
алюминиевую фольгу толщиной дельта <= 0,04 мм.
2.3. Конструкции взрыворазрядных устройств должны обеспечивать вскрытие
мембран (клапанов) при избыточном статическом давлении ДельтаРст
<*> не более 0,10 кгс/см2 в диапазоне температур
окружающей среды от -40 до +40 град. С.
--------------------------------
<*>
Избыточное статическое давление вскрытия взрыворазрядителя
ДельтаРст - это разность между абсолютным статическим
давлением в объеме защищаемого оборудования и нормальным атмосферным давлением.
Толщину дельта
полиэтиленовой пленки, применяемой для разрывных мембран во взрыворазрядных
устройствах бандажного или шиберного типа, необходимо выбирать в зависимости от
диаметра D проходного сечения взрыворазрядного
устройства в соответствии с табл. 1.
Таблица 1
|
D,
м
|
От
0,2
до 0,3
|
Свыше
0,3
до 0,4
|
Свыше
0,4
до 0,5
|
Свыше
0,5
до 0,65
|
Свыше
0,65
до 0,85
|
Свыше
0,85
до 1,05
|
Свыше
1,05
до 1,25
|
|
дель-
та,
мм
|
0,05
|
0,07
|
0,10
|
0,12
|
0,15
|
0,20
|
0,25
|
Допускается
применение разрывных предохранительных мембран из других материалов при условии
обеспечения приведенных выше значений статического давления вскрытия мембран.
2.4. Отводящие
трубопроводы взрыворазрядных устройств должны быть,
как правило, прямыми и минимальной длины. При необходимости допускается
установка отводящих трубопроводов с поворотами при условии, что сумма
коэффициентов гидравлического сопротивления поворотов ксиальфа,
приведенных в п. п. 6 - 8 табл. 1 обязательного приложения 3, не превышает 1,3.
2.5. В
качестве отводящих трубопроводов взрыворазрядных
устройств рекомендуется использовать стальные сварные трубы круглого сечения с
толщиной стенок не менее 1,0 мм или трубы любых типов, выдерживающие остаточное
давление взрыва ДельтаРост <*>, величина
которого определяется в соответствии с приложением 1 по формуле (12) или (13).
--------------------------------
<*>
Остаточное давление взрыва ДельтаРост - это разность
между абсолютным максимальным давлением взрыва в объеме защищаемого
оборудования при условии срабатывания взрыворазрядителя
и нормальным атмосферным давлением.
Диаметры проходных
сечений отводящих трубопроводов Dтр
должны быть не менее диаметров проходных сечений взрыворазрядных
устройств Dвзр.
2.6. На торце
горизонтального отводящего трубопровода, выводимого из здания, должны быть
предусмотрены срез под углом ~= 30 град. (для защиты от атмосферных осадков) и
металлическая защитная сетка из проволоки толщиной не более 1 мм с размером
ячеек не менее 15 x 15 мм.
2.7. При вертикальном выведении из здания отводящего трубопровода на его
срезе для защиты от атмосферных осадков должен устанавливаться диффузор
с зонтом (см. п. 11 табл. 1 приложения 3, рис. 7 - 9 приложения 5).
2.8. При
применении в качестве взрыворазрядного устройства
откидного клапана (см. приложение 5, рис. 3, 4) необходимо при расчетном
определении диаметра его проходного сечения Dвзр учитывать дополнительно объем переходного
трубопровода, соединяющего защищаемое оборудование с клапаном, и коэффициенты
гидравлического сопротивления этого трубопровода.
2.9. Вес откидной
крышки клапана должен ограничиваться следующим соотношением:
Gкл <= 0,1 ДельтаРст x Fвзр,
где: Gкл вес откидной крышки клапана,
кгс;
ДельтаРст статическое давление открытия клапана, кгс/см2,
значения которого составляют <= 0,10 кгс/см2;
Fвзр площадь проходного сечения взрыворазрядного
устройства, см2.
2.10. При
применении на нориях в качестве взрыворазрядного
устройства откидного клапана длина входного трубопровода, соединяющего
защищаемое оборудование и клапан, не должна превышать 3,0 м. При увеличении
длины этого трубопровода при установке откидного клапана на нориях площадь его
проходного сечения должна увеличиваться на 3,0% на каждый 1 м длины. При
применении взрыворазрядных устройств с откидными
клапанами на других видах оборудования диаметр и допустимая длина входного
трубопровода определяются при расчете диаметра проходного сечения Dвзр по Методике приложения 1 с
учетом требований п. п. 2.5, 2.8 настоящего раздела Инструкции.
2.11. На
оборудовании, установленном вне здания, допускается применение взрыворазрядных устройств без отводящих трубопроводов, если
выброс продуктов горения осуществляется в безопасную зону.
Опасная зона
выброса пламени и продуктов взрывного горения при срабатывании взрыворазрядного устройства находится в пределах ~= до 25
диаметров отводящего трубопровода от его торцевого среза (вдоль оси) и ~= до 3
диаметров в стороны от оси трубопровода.
На первых этажах
торец отводящего трубопровода должен располагаться не ниже 2,5 м от
планировочной отметки.
2.12. Отводящие
трубопроводы от нескольких единиц оборудования допускается объединять в единый
коллектор, диаметр которого должен быть не менее наибольшего
диаметра трубопровода из числа объединяемых в коллектор. При этом на
оборудовании должны устанавливаться комбинированные взрыворазрядные
устройства или откидные клапаны, не допускающие распространения продуктов
взрывного горения из одного оборудования в другое (см. приложение 5, рис. 20).
Длина каждого отводящего трубопровода от защищаемого оборудования до коллектора
не должна превышать 3,0 м.
III. УСТАНОВКА ВЗРЫВОРАЗРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ НА НОРИЯХ
3.1. Места
установки взрыворазрядных устройств на нориях, их
количество, диаметры проходных сечений взрыворазрядных
устройств определяются в зависимости от типа нории, высоты норийных
труб, расположения нории по отношению к ограждающим строительным конструкциям и
оборудованию. Предпочтительными конструкциями взрыворазрядных
устройств для норий являются взрыворазрядные
устройства с предохранительными мембранами или с откидными клапанами.
3.2. На нориях с
высотой норийных труб Ннор
не более 36,0 м взрыворазрядные устройства должны
устанавливаться на головке нории или на обеих норийных
трубах в любом месте по высоте нории, удобном для монтажа и обслуживания взрыворазрядных устройств.
3.3. На нориях с высотой норийных труб более
36,0 м взрыворазрядные устройства должны
устанавливаться на головке нории (или на норийных
трубах на расстоянии не более 1/3 Ннор от головки
нории) и на обеих норийных трубах на расстоянии не
более 1/3 Ннор от башмака нории в любом месте,
удобном для монтажа и обслуживания взрыворазрядных
устройств.
3.4.
Диаметр проходного сечения взрыворазрядного
устройства, устанавливаемого на норийной трубе,
должен быть не менее диаметра, определенного по формуле (7) приложения 1, где h
и b - внутренние размеры поперечного сечения норийной
трубы.
Диаметр проходного
сечения взрыворазрядного устройства, устанавливаемого
на головке нории, должен быть не менее диаметра проходного сечения взрыворазрядного устройства, устанавливаемого на норийной трубе, умноженного на коэффициент 1,414.
3.5.
Требуемые значения диаметров D (площадей Fвзр)
проходного сечения взрыворазрядных устройств,
устанавливаемых на головке нории, указаны для основных типов норий в табл. 2.
Таблица 2
|
Тип
нории
|
I-10
|
I-2
x 10
|
I-20
|
I-2
x 20
|
II-50
|
II-100
|
II-175
|
II-2
x 175
|
II-350
|
II-500
|
|
D,
м
|
0,285
|
0,385
|
0,335
|
0,440
|
0,390
|
0,430
|
0,6575
|
0,820
|
0,800
|
1,100
|
|
Fвзр <*>,
м2
|
0,064
|
0,116
|
0,088
|
0,152
|
0,119
|
0,145
|
0,338
|
0,530
|
0,515
|
0,950
|
--------------------------------
<*> Площади
даны для проходных сечений круглой формы.
Допускается
уменьшение указанного в табл. 2 диаметра проходного сечения взрыворазрядного
устройства D, устанавливаемого на головке нории, при условии установки на
каждой норийной трубе (или на головке нории)
дополнительного взрыворазрядного устройства, компенсирующего
допущенное уменьшение диаметра проходного сечения.
3.6.
Требуемые значения диаметров D (площадей Fвзр)
проходного сечения взрыворазрядных устройств,
устанавливаемых на норийных трубах, указаны для
основных типов норий в табл. 3.
Таблица 3
|
Тип
нории
|
I-10
|
I-2
x 10
|
I-20
|
I-2
x 20
|
II-50
|
II-100
|
II-175
|
II-2
x 175
|
II-350
|
II-500
|
|
D,
м
|
0,200
|
0,270
|
0,235
|
0,310
|
0,275
|
0,305
|
0,465
|
0,580
|
0,565
|
0,770
|
|
Fвзр <*>,
м2
|
0,032
|
0,058
|
0,044
|
0,076
|
0,060
|
0,073
|
0,170
|
0,265
|
0,250
|
0,466
|
--------------------------------
<*> Площади
даны для проходных сечений круглой формы.
Допускается
уменьшение указанного в табл. 3 диаметра проходного сечения взрыворазрядного
устройства D, устанавливаемого на норийной трубе, при
условии установки на этой норийной трубе
дополнительного взрыворазрядного устройства,
компенсирующего допущенное уменьшение диаметра проходного сечения <*>.
--------------------------------
<*>
Диаметр проходного сечения дополнительного взрыворазрядного
устройства по п. п. 3.5 и 3.6 должен быть не менее 0,20 м, а суммарная площадь
проходных сечений круглой формы основного и дополнительного взрыворазрядного
устройства должна быть не менее площади проходного сечения взрыворазрядного
устройства, рассчитанной в соответствии с п. 3.4 (или приведенной в табл. 2 и
3).
3.7. На головках
норий с гравитационной разгрузкой взрыворазрядные
устройства устанавливаются в любом месте на крышке или на боковых стенках
головки нории, а на головках норий с центробежной и центробежно-гравитационной
разгрузкой - на верхней части крышки над восходящей ветвью или на боковых
стенках головки нории (см. приложение 5, рис. 8 - 12).
3.8. Установка взрыворазрядного устройства на крышке головки нории не
должна приводить к обратной сыпи и попаданию продукта на предохранительную
мембрану.
3.9. Взрыворазрядные устройства на норийных
трубах устанавливаются на фланцах входных патрубков таким образом, чтобы норийная лента не препятствовала выбросу продуктов
взрывного горения и несгоревшей смеси (см. приложение 5, рис. 8, 10, 11, 13 -
16).
3.10. На головке
сдвоенной нории допускается устанавливать взрыворазрядное
устройство, общее для обеих частей нории.
3.11. Для типов
норий, не указанных в табл. 2 и 3, для вновь разрабатываемых норий и для норий
с трубами круглого сечения диаметры проходных сечений взрыворазрядных
устройств должны определяться расчетом в соответствии с п. 3.4.
3.12. При установке
взрыворазрядных устройств на норийных
трубах допускается объединение двух норийных труб
одной нории в месте расположения общего взрыворазрядного
устройства.
Конструкция
патрубка, объединяющего норийные трубы через их
внутренние стенки, должна обеспечивать свободную площадь его проходного сечения
не менее половины проходного сечения общего взрыворазрядного
устройства. При этом необходимо учитывать, что объединяющий патрубок частично
будет перекрываться норийной лентой (см. приложение
5, рис. 15, 16).
Конструкция
патрубка, объединяющего норийные трубы через их
боковые стенки, должна обеспечивать свободную площадь его проходного сечения не
менее площади проходного сечения общего взрыворазрядного
устройства (см. приложение 5, рис. 16).
Диаметр проходного
сечения общего взрыворазрядного устройства
определяется расчетом или на основе использования табличных данных, но должен
быть не менее диаметра проходного сечения взрыворазрядного
устройства, устанавливаемого на головке нории в соответствии с п. 3.4.
3.13. Общая длина
трубопровода от проходного сечения взрыворазрядного
устройства до наружного среза не должна превышать 12 м при определении диаметра
проходного сечения взрыворазрядного устройства для
норий по табл. 2 и 3.
При коротком,
примерно до 3,0 м, вертикальном отводящем трубопроводе допускается установка
мембраны на срезе трубопровода, при этом защитный зонт должен быть съемным и легкосбрасываемым (см. приложение 5, рис. 7).
IV. УСТАНОВКА ВЗРЫВОРАЗРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ
НА МОЛОТКОВЫХ
ДРОБИЛКАХ
4.1. На действующих
предприятиях дробилки должны защищаться взрыворазрядными
устройствами, которые устанавливаются на боковой стенке в верхней части поддробильного бункера или конуса (см. приложение 5, рис.
17).
Предпочтительными
конструкциями взрыворазрядных устройств для дробилок с механическим забором продукта являются взрыворазрядные устройства с разрывными мембранами, а для
дробилок с пневмозабором продукта - взрыворазрядные устройства с откидными клапанами.
4.2. Диаметр
проходного сечения взрыворазрядного устройства на поддробильном бункере (конусе) дробилки определяется
расчетом по Методике, представленной в приложении 1.
При этом защищаемый
объем складывается из свободного объема рабочей зоны дробилки и объема поддробильного бункера. Для отдельных типов дробилок
значения этих объемов приведены в табл. 1, 2 приложения 4.
4.3. При
отсутствии сведений о прочности бункеров при расчете взрыворазрядных
устройств для дробилок допускается принимать значения допустимого давления
взрыва ДельтаРдоп = 1,0 кгс/см2
при объеме поддробильного бункера до 2,0 м3 и ДельтаРд = 0,5 кгс/см2 при объеме бункера свыше 2,0 м3.
4.4. Для
предохранения разрывных мембран от повреждений под действием разрежения внутри
дробилок с забором продукта пневматическим транспортом перед мембраной со
стороны поддробильного бункера следует устанавливать
сетку из проволоки толщиной 1 - 2 мм с ячейками размером 30 x 30 мм.
4.5. Технические
решения заводов-изготовителей по взрывозащите дробилок
должны быть согласованы с Госгортехнадзором России.
V. УСТАНОВКА ВЗРЫВОРАЗРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ НА ФИЛЬТРАХ
ТИПА РЦИЭ И РЦИРЭ (ФИЛЬТР-ЦИКЛОНАХ)
5.1. Взрыворазрядные устройства должны устанавливаться на фильтр-циклонах аспирационных сетей, аспирирующих
потенциально опасное оборудование (нории, вальцовые станки, дробилки и другое
измельчающее оборудование ударного действия).
Предпочтительными
конструкциями взрыворазрядных устройств для фильтр-циклонов являются взрыворазрядные
устройства с откидными клапанами.
5.2. Взрыворазрядные устройства должны устанавливаться на
корпусе фильтр-циклона в зоне неочищенного воздуха
(см. рекомендуемое приложение 5, рис. 18).
5.3. Для
предохранения разрывных мембран от повреждений под действием пульсации давления
(или при разрежении внутри фильтр-циклона) перед
мембраной следует устанавливать сетку из проволоки толщиной 1 - 2 мм с ячейками
размером 30 x 30 мм.
5.4. Требование по
установке взрыворазрядных устройств на фильтр-циклонах для действующих предприятий является
рекомендуемым.
5.5. Технические
решения заводов-изготовителей по взрывозащите фильтр-циклонов должны быть согласованы с Госгортехнадзором
России.
VI. УСТАНОВКА ВЗРЫВОРАЗРЯДНЫХ
УСТРОЙСТВ НА
РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫХ ЗЕРНОСУШИЛКАХ
С КАМЕРАМИ НАГРЕВА,
НА ШАХТНЫХ ЗЕРНОСУШИЛКАХ
С ПОДОГРЕВАТЕЛЯМИ И
НА КАСКАДНЫХ НАГРЕВАТЕЛЯХ
6.1. Зерносушилки
защищаются установкой взрыворазрядных устройств на
камерах нагрева, подогревателях, каскадных нагревателях, осадочных камерах,
топках, надсушильных бункерах, на нориях.
6.2. Взрыворазрядные устройства на нориях, обслуживающих
зерносушилки, устанавливаются в соответствии с разд. 3 настоящей Инструкции.
6.3. Взрыворазрядные устройства на надсушильных
бункерах устанавливаются на верхней крышке или на боковой стенке в верхней
части бункера.
6.4. Взрыворазрядные устройств на камерах нагрева
устанавливаются на боковой стенке камеры.
При установке
нескольких взрыворазрядных устройств их следует
распределять равномерно по высоте камеры.
6.5. Взрыворазрядные устройства на подогревателях
устанавливаются на боковой стенке секций подогревателя со стороны,
противоположной входу агента сушки.
6.6. Взрыворазрядные устройства на каскадных нагревателях
устанавливаются на боковой стенке секций противоточной шахты со стороны
наклонных ребер решетчатых полок.
6.7. Взрыворазрядные устройства на осадочных камерах
устанавливаются на боковых стенках в верхней части камер.
6.8. Рекомендуемая
схема установки взрыворазрядных устройств на
зерносушилке РД-2 x 25-70 представлена на рис. 19 приложения 5.
6.9. Топки
защищаются взрыворазрядными клапанами в соответствии
с требованиями, предъявляемыми по взрывозащите топок.
6.10. В качестве
предохранительных мембран, устанавливаемых во взрыворазрядных
устройствах на камерах нагрева, подогревателях, каскадных нагревателях,
осадочных камерах, рекомендуются взрыворазрядные
устройства клапанного типа или взрыворазрядные
устройства с выщелкивающимися мембранами из стального листа толщиной дельта =
0,5 - 1,0 мм или из других материалов, выдерживающих длительное воздействие
повышенной температуры (см. приложение 5, рис. 3 - 5).
6.11. При
отсутствии сведений о прочности конструкции защищаемых емкостей при расчете взрыворазрядных устройств, устанавливаемых на каскадных
нагревателях, а также на камерах нагрева, подогревателях, осадочных камерах и надсушильных бункерах зерносушилок, рекомендуется принимать
значение допустимого давления взрыва ДельтаРдоп = 0,5
кгс/см2.
6.12. Требования
установки взрыворазрядных устройств на зерносушилках
и каскадных нагревателях для действующих предприятий являются рекомендуемыми.
6.13. Требования по
установке взрыворазрядных устройств на зерносушилках
и каскадных нагревателях относятся к организациям, осуществляющим разработку,
изготовление и применение в проектах зерносушилок и каскадных нагревателей.
Технические решения
заводов-изготовителей по взрывозащите зерносушилок и
каскадных нагревателей должны быть согласованы с Госгортехнадзором России.
VII.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВЗРЫВОРАЗРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ
7.1.
Ответственность за исправное состояние взрыворазрядных
устройств возлагается на соответствующее должностное лицо приказом по
организации.
7.2. На
установленное взрыворазрядное устройство оформляется
паспорт, который заполняется по прилагаемой форме (см. рекомендуемое приложение
6). После установки все взрыворазрядные устройства
нумеруются, а шиберные и бандажные пломбируются.
7.3. Разрывные
предохранительные мембраны, выщелкивающиеся мембраны, откидные клапаны,
поворотные створки, узлы их крепления, уплотняющие прокладки, отводящие
трубопроводы должны быть в постоянной исправности.
7.4. Взрыворазрядные устройства ежемесячно проверяют,
контролируя целостность мембран, герметизирующих прокладок, подвижность
откидных клапанов и поворотных створок комбинированных
взрыворазрядных устройств, отсутствие накоплений на
мембранах и в отводящих трубопроводах пыли или продукта.
Результаты
осмотров, сведения о проводимых ремонтах или замене мембран регистрируются в
журнале, оформляемом по прилагаемой форме (см. рекомендуемое приложение 7).
7.5. При
систематических нарушениях целостности мембран вследствие разрежения внутри
оборудования или значительных пульсаций давления рекомендуется установка
защитной стальной сетки в соответствии с требованиями п. 4.4 настоящей Инструкции.
7.6. По истечении
одного года эксплуатации взрыворазрядных устройств с
разрывными предохранительными мембранами из полиэтиленовой пленки или
алюминиевой фольги разрывные предохранительные мембраны подлежат замене.
7.7. При
отклонениях от нормальной работы оборудования (завал продукта, интенсивное
пыление, повышенные вибрации и т.д.) взрыворазрядные
устройства после остановки оборудования немедленно проверяют и при
необходимости заменяют разрывные предохранительные мембраны или другие
поврежденные элементы конструкций.
Приложение
1
Обязательное
МЕТОДИКА
РАСЧЕТА
ВЗРЫВОРАЗРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ
1. Площадь
проходных сечений взрыворазрядных устройств (Fвзр, м2) рассчитывается из
условия того, что остаточное давление взрыва (ДельтаРост,
кгс/см2) не должно превышать допустимого значения внутреннего избыточного
давления (ДельтаРдоп, кгс/см2), величина которого
определяется прочностью конструкции защищаемого оборудования:
ДельтаРост <= ДельтаРдоп (4)
2. Площади
проходных сечений круглой формы для одного или нескольких взрыворазрядных
устройств (Fвзр или FвзрN) с одинаковыми конструктивными параметрами
определяются соответственно по формулам:
--------------------
/ 2
2/3 1 / (ДельтаРдоп
+ 1) - 1
Fвзр
>= V / (--- / ----------------------- - K) (2)
a / 0,01 x кси
\/ сигма
---------------------
/ 2
2/3 1 / (ДельтаРдоп +
1) - 1
FвзрN >= V / {N x (--- / ---------------------- - K)} (3)
a /
0,01 x кси
\/ Nсигма
где:
V - свободный объем
защищаемого оборудования, величина которого определяется как разность
геометрического объема оборудования и объема
расположенных внутри него узлов и агрегатов, м3;
a - коэффициент,
характеризующий давление вскрытия взрыворазрядного
устройства, величина которого определяется из соотношения (9);
N - число
одинаковых взрыворазрядных устройств, которыми
защищается одна единица оборудования;
ДельтаРдоп - допустимое внутреннее избыточное давление, кгс/см2,
величина которого определяется прочностью конструкции защищаемого оборудования.
Для оборудования, несущая способность которого на действие внутреннего
избыточного давления превышает 1,0 кгс/см2, следует
принимать ДельтаРдоп = 1,0 кгс/см2;
кси - суммарный коэффициент гидравлического сопротивления
сигма
отводящего
трубопровода при защите
оборудования одним
взрыворазрядным устройством,
величина которого определяется
в
соответствии с п. 7
настоящей Методики;
кси - суммарный коэффициент гидравлического
сопротивления
Nсигма
отводящего
трубопровода от одного взрыворазрядного
устройства при
защите
оборудования одинаковыми взрыворазрядными устройствами,
величина которого
определяется в соответствии с
п. 7 настоящей
Методики;
K - коэффициент,
характеризующий длину (L, м) отводящих трубопроводов взрыворазрядного
устройства, величина которого определяется из соотношений (11).
3. Диаметр
проходного сечения взрыворазрядного устройства
определяется по формуле
------
/ Fвзр
D = 2 x / ------ (4)
\/ пи
При квадратной
форме проходного сечения взрыворазрядного устройства
сторона квадрата h принимается равной расчетному значению диаметра D.
При прямоугольной
форме проходного сечения взрыворазрядного устройства
его стороны h и b с учетом требований п. 2.1 настоящей Инструкции должны
находиться в пределах
0,625D <= b (или h) <=
2,5D (5)
При определении
размеров прямоугольного сечения следует исходя из технических условий с учетом
ограничения (5) задаться значением одной из сторон (например, стороны h), тогда
другая сторона прямоугольного сечения может быть определена по формуле
D x h
b = -------- (6)
2h - D
При прямоугольной
форме проходного сечения взрыворазрядного устройства
со сторонами h и b приведенный диаметр проходного сечения определяется по
формуле
2b x h
D = -------- (7)
h + b
4. При защите
оборудования N взрыворазрядными устройствами с
разными конструктивными параметрами с предохранительными мембранами,
вскрывающимися при одинаковом значении избыточного статического давления (ДельтаРст, кгс/см2), площади
проходных сечений взрыворазрядных устройств Fi должны удовлетворять следующему соотношению:
ДельтаРдоп >=
-----------------------------------------------------
/
2 2/3 N
N
Fi 2
>= / 0,01 x a x [(V
+ SUM Fi x K)/SUM ---------] + 1
- 1 (8)
\/ i=1 i=1
/------
\/ ксиNi
5. Значение
коэффициента a определяется из соотношений:
a = 0,4 при ДельтаРст
<= 0,1 кгс/см2 (9)
a =
0,268 + 1,32ДельтаРст при ДельтаРст > 0,1 кгс/см2
где: ДельтаРст - избыточное статическое давление вскрытия взрыворазрядного устройства, величина которого для
разрывных мембран диаметром D, мм, из полиэтиленовой пленки толщиной d, мм,
определяется из соотношения
дельта
ДельтаРст = 440 x -------- (10)
D
Для мембран других
типов и из других материалов величина ДельтаРст
определяется экспериментально или расчетом.
6. Значение
коэффициента K определяется из соотношений:
K = 3L при L <= 3,5
м (11)
K = 10,5 при L > 3,5 м
где: L - длина
отводящего трубопровода, м.
7.
Вычисление суммарных коэффициентов гидравлического сопротивления отводящих
трубопроводов взрыворазрядных устройств производится с использованием данных табл. 1 приложения
3.
7.1. Для
прямолинейных отводящих трубопроводов при соотношении L / D <= 3 значение
суммарного коэффициента гидравлического сопротивления принимается равным коэффициенту гидравлического сопротивления из п. 5
табл. 1 приложения 3.
7.2. При
соотношении L/D > 3 значение суммарного коэффициента гидравлического
сопротивления определяется как сумма приведенных в табл. 1 приложения 3
коэффициентов гидравлического сопротивления отдельных элементов отводящего
трубопровода (входа, прямолинейных участков, поворотов, выхода).
|
7.3.
При применении взрыворазрядных устройств с
огнепреградителями
при определении суммарного
гидравлического
сопротивления кси должно учитываться дополнительное
сигма
гидравлическое сопротивление огнепреградителя кси , которое
огнепр
указывается в его паспорте.
|
Для определения величины коэффициентов гидравлического сопротивления отдельных
элементов отводящего трубопровода по табл. 1 приложения 3 используются
значения диаметра проходного сечения взрыворазрядного
устройства D, определенные в первом приближении из номограммы, которая
приведена в обязательном приложении 2.
Номограмма
построена для взрыворазрядных устройств с прямыми отводящими трубопроводами. Если по номограмме
определять диаметр проходного сечения для взрыворазрядного
устройства с отводящими трубопроводами с поворотами, то это приведет к
занижению определяемой величины.
8. При расчете
площади проходного сечения взрыворазрядных устройств
по формулам (2) и (3), в случае если полученный результат будет существенно
отличаться от результатов первого приближения, полученного по номограмме,
рекомендуется скорректировать коэффициенты гидравлического сопротивления и
провести повторный расчет.
Порядок
пользования номограммой
На левой
вертикальной шкале представлены значения допустимого давления взрыва ДельтаРдоп, кгс/см2, на правой
вертикальной шкале - значения величины защищаемого объема V, м2.
Между вертикальными
шкалами расположены десять прямых наклонных линий, каждая из которых
соответствует определенной длине отводящего трубопровода L, м.
Наклонные линии пересекаются
шестнадцатью кривыми линиями, соответствующими величине проходного сечения взрыворазрядного устройства: вверху - в виде площади
проходного сечения Fвзр, м2,
внизу - в виде диаметра проходного сечения взрыворазрядного
устройства D, м.
Ключ пользования
номограммой приведен рядом с номограммой и заключается в следующем:
необходимо
определить в первом приближении значение диаметра проходного сечения взрыворазрядного устройства D2 (или площадь проходного
сечения F1) по заданным значениям ДельтаРдоп, V и L;
нанести заданные
значения ДельтаРдоп и V на вертикальные шкалы
номограммы, соединить их прямой линией и найти точку пересечения этой прямой с
заданной линией L;
численное значение
кривой D(F), проходящей через полученную точку пересечения, и есть искомое
значение диаметра взрыворазрядного устройства в
первом приближении D1 (или площади проходного сечения F1).
При попадании точки
пересечения между двумя кривыми D(F) в качестве D1(F1) следует принимать
численное значение линии D(F) ближайшей слева.
Определение
остаточного давления взрыва <*>
--------------------------------
<*> 1. Все
формулы основаны на экспериментальных данных и исходят из предпосылки о
возможности возникновения взрыва в защищаемом оборудовании в максимально
жестком режиме - по концентрации пылевоздушной смеси, по равномерности
заполнения свободного объема пылевоздушной смесью, по дисперсности твердой
фазы, по интенсивности и месту расположения источника зажигания.
2. На основании
анализа результатов аварийных ситуаций установлено, что возникающее разрежение
в защищаемых объемах при максимальной интенсивности выброса потока продуктов
взрывного горения может приводить к частичной деформации аспирационных
трубопроводов, воздуховодов и материалопроводов;
основное технологическое оборудование выдерживает возникающее разрежение без
деформаций.
Определение
остаточного давления взрыва ДельтаРост в защищаемом
оборудовании с одним взрыворазрядным устройством
производится по формуле
------------------------------------
/ 2/3
/ 2 V
2
ДельтаРост = / 0,01 x кси x a
x (---- + K) + 1 - 1 (12)
\ /
сигма Fвзр
Определение
остаточного давления взрыва ДельтаРост в защищаемом
оборудовании с несколькими взрыворазрядными
устройствами производится по формуле
ДельтаРост
=
----------------------------------------------------------
/ 2/3
/ 2
V + K1Fвзр1 + K2Fвзр2 +
... 2
= /0,01 x a
x (-----------------------------------------)
+ 1 -
/ --------- ---------
\/ F1 / \/кси +
F2 / \/кси + ...
сигма1 сигма2
- 1
(13)
Все обозначения в
формулах (12) и (13) и порядок определения коэффициентов а, К, кси и других
параметров представлены в п. п. 1 - 7 настоящей Методики расчета.
Приложение
2
Обязательное
НОМОГРАММА
ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ (ДИАМЕТРА)
ПРОХОДНОГО СЕЧЕНИЯ
ВЗРЫВОРАЗРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ
Приложение
3
Обязательное
ЗНАЧЕНИЕ
КОЭФФИЦИЕНТОВ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО
СОПРОТИВЛЕНИЯ
РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТРУБОПРОВОДА
Таблица 1
1. Вход в
трубопровод с острой кромкой
ксивх = 0,5
2. Вход с
закругленной кромкой
|
r/D
|
0,01
|
0,02
|
0,03
|
0,04
|
0,05
|
|
ксивх
|
0,43
|
0,36
|
0,31
|
0,26
|
0,22
|
|
r/D
|
0,06
|
0,08
|
0,12
|
0,16
|
0,20
|
|
ксивх
|
0,20
|
0,15
|
0,09
|
0,06
|
0,03
|
3. Вход с
конической кромкой
|
альфа
град.
|
10
|
20
|
30
|
40
|
60
|
|
l/D
|
|
0,025
|
0,47
|
0,45
|
0,43
|
0,41
|
0,40
|
|
0,050
|
0,45
|
0,41
|
0,36
|
0,33
|
0,30
|
|
0,075
|
0,42
|
0,35
|
0,30
|
0,26
|
0,23
|
|
0,100
|
0,39
|
0,32
|
0,25
|
0,22
|
0,18
|
|
0,150
|
0,37
|
0,27
|
0,20
|
0,16
|
0,15
|
|
0,600
|
0,27
|
0,18
|
0,13
|
0,11
|
0,10
|
4. Прямолинейный
участок
ксиL = 0,013L/D1,25,
1
приближенно ксиL = кси x 0,5L
(L и D, м)
D
┌────┬───────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬─────────┐
│D,
м│ 0,20 │ 0,25 │ 0,30
│ 0,40 │ 0,50 │ 0,60 │ 0,80 │ 1,00 │
├────┼───────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────────┤
│ 1│ │ │ │ │ │ │ │ │
│кси
│ 0,19 │ 0,15 │ 0,12
│ 0,08 │ 0,06 │ 0,05 │ 0,04 │ 0,03
│
│ D│ │ │ │ │ │ │
│ │
└────┴───────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴─────────┘
5.
Отверстие в стенке (короткий патрубок)
|
l/D
|
0
|
0,2
|
0,4
|
0,6
|
0,8
|
1,0
|
1,6
|
2...3
|
|
ксиН
|
2,85
|
2,72
|
2,60
|
2,34
|
1,95
|
1,76
|
1,60
|
1,55
|
6. Резкий
поворот на угол альфа (колено)
1
кси = (1 + 0,2/D)кси
альфа альфа
┌──────────────┬───────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┐
│
альфа град. │ 15
│ 20 │
30 │ 45
│ 60 │
75 │ 90
│
├──────────────┼───────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│ 1
│ │ │ │ │ │ │ │
│кси │ 0,09 │ 0,12 │ 0,20 │ 0,35
│ 0,55 │ 0,80 │ 1,20 │
│ альфа
│ │ │ │ │ │ │ │
└──────────────┴───────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┘
┌──────────────┬─────────────────────────────────────────────────┐
│ D, м
│ Значения
кси │
│ │ альфа │
├──────────────┼───────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┤
│ 0,20
│ 0,18 │ 0,24 │
0,40 │ 0,70 │ 1,10 │ 1,60 │ 2,40 │
├──────────────┼───────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│ 0,25
│ 0,16 │ 0,22 │
0,36 │ 0,63 │ 0,99 │ 1,44 │ 2,16 │
├──────────────┼───────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│ 0,30
│ 0,15 │ 0,20 │
0,33 │ 0,58 │ 0,92 │ 1,33 │ 2,00 │
├──────────────┼───────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│ 0,40
│ 0,14 │ 0,18 │
0,30 │ 0,53 │ 0,83 │ 1,20 │ 1,80 │
├──────────────┼───────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│ 0,50
│ 0,13 │ 0,17 │
0,28 │ 0,49 │ 0,77 │ 1,12 │ 1,68 │
├──────────────┼───────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│ 1,00
│ 0,11 │ 0,14 │
0,24 │ 0,42 │ 0,66 │ 0,96 │ 1,44 │
└──────────────┴───────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┘
7. Составной
поворот на угол альфа
а) альфа =
45 град., lk = 1,17D, R = 2,95D
кси = 0,11(1 + 0,2/D) + 0,0153/D0,25
альфа
б) альфа =
60 град., lk = 1,23D, R = 2,3D
кси = 0,15(1 + 0,2/D) + 0,0161/D0,25
альфа
в) альфа =
90 град., lk = 1,7D, R = 2,1D
кси = 0,30(1 + 0,2/D) + 0,0223/D0,25
альфа
Значения кси
альфа
|
D, м
|
0,20
|
0,25
|
0,30
|
0,40
|
0,50
|
0,80
|
1,00
|
|
альфа
град.
|
|
45
|
0,24
|
0,22
|
0,20
|
0,18
|
0,17
|
0,15
|
0,15
|
|
60
|
0,32
|
0,29
|
0,27
|
0,25
|
0,23
|
0,20
|
0,20
|
|
90
|
0,63
|
0,57
|
0,53
|
0,48
|
0,44
|
0,40
|
0,38
|
8. Плавный поворот
на угол альфа
1
кси = кси
x альфа/90
альфа альфа
1
кси = 0,148(1 + 0,2/D) + 0,0414/D0,25
альфа
┌────────┬─────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬───────┐
│ D, м
│0,20 │ 0,25 │ 0,30 │ 0,40 │ 0,60 │
0,80 │ 1,0 │ 1,2
│
├────────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼───────┤
│ l
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│кси │0,36 │ 0,32 │ 0,30
│ 0,27 │ 0,25 │ 0,23 │ 0,22 │ 0,21 │
│ альфа│ │ │ │ │ │ │ │ │
└────────┴─────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴───────┘
9. Сетка в
трубопроводе
1,3
ксис <= 3,5(дельта/h)2 [ ---------------
+ (дельта/h)2]
1 + (дельта/h)2
|
d/h
|
0,5
|
0,10
|
0,20
|
0,30
|
0,40
|
0,50
|
|
ксис
|
0,01
|
0,05
|
0,12
|
0,40
|
0,72
|
1,13
|
10. Выход из трубы
с косым срезом
ксивых = 1
11. Выход
из диффузора с зонтом
|
h/D
|
0,25
|
0,30
|
0,35
|
0,40
|
0,50
|
|
ксивых
|
1
|
0,80
|
0,70
|
0,65
|
0,60
|
Приложение
4
Справочное
ПРИМЕРЫ
РАСЧЕТА
ВЗРЫВОРАЗРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ
I.
Молотковые дробилки
Пример 1.1.
Требуется определить диаметры проходных сечений взрыворазрядных
устройств с прямыми отводящими трубопроводами,
имеющими косой срез на выходе в атмосферу, для дробилок типа А1-БД2-М, ДДО,
ДМ-440У, ДМ, ДДМ, А1-ДДП, А1-ДДР, А1-ДМР с забором продукта механическим
транспортом. Каждая дробилка расположена таким образом, что расстояние по оси взрыворазрядного устройства от выходного взрыворазрядного отверстия в стенке бункера до косого среза
составляет 2,5 м.
Значения свободных
объемов указанных типов дробилок Vдр,
определенные за вычетом объемов расположенных внутри узлов и агрегатов,
значения объемов выпускных бункеров VБ суммарных защищаемых объемов V приведены
в табл. 1.
Таблица 1
|
Тип дробилки
|
А1-БД2-М
|
ДДО,
ДМ-
440У
|
ДМ
|
ДДМ
|
А1-ДДП,
А1-ДДР
|
А1-ДМР
|
|
Объем, м3
|
|
Vдр
|
0,02
|
0,1
|
0,2
|
0,7
|
0,75
|
0,85
|
|
VБ
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
1,0
|
1,0
|
1,0
|
|
V
|
1,52
|
1,6
|
1,7
|
1,7
|
1,75
|
1,85
|
Значение
допустимого давления взрыва ДельтаРдоп для дробилок с
выпускными бункерами объемом до 2,0 м3 принимаем равным 1,0 кгс/см3 в
соответствии с п. 4.3 настоящей Инструкции.
Подготовка исходных
данных
В соответствии с п.
5 Методики расчета (см. приложение 1) a = 0,4 и в соответствии с п. 6 K = 3L =
7,5.
Для вычисления суммарного
коэффициента сопротивления
взрыворазрядного
устройства и отводящих трубопроводов кси
в
сигма
соответствии
с п. 7 Методики расчета
предварительно определим по
номограмме
диаметры проходных сечений взрыворазрядных
устройств в
первом приближении D1.
Для
дробилки типа А1-БД2-М диаметр взрыворазрядного
устройства
составляет D1 = 0,25 м, а для остальных
дробилок D1 = 0,30 м. В
соответствии с п.
7.2 Методики расчета
суммарные коэффициенты
сопротивления
взрыворазрядных устройств и отводящих
трубопроводов
кси будут
равны:
сигма
для D1 = 0,25 м
кси = ксивх + ксиL
+ ксивых = 0,5 + 2,5/2 x 0,15 + 1,0 = 169;
сигма
для D1 = 0,30 м
кси = ксивх + ксиL
+ ксивых = 0,5 + 2,5/2 x 0,12 + 1,0 = 1,65.
сигма
Выполнение расчетов
По формуле (2)
Методики расчета получаем:
для дробилки
А1-БД2-М
-----------
/ 2
2/3 1 /(1 + 1)
- 1 1,32
Fвзр >= 1,52 /( --- / ------------
- 7,5) = ---- = 0,0512 м2
0,4 \/ 0,01 x 1,69 25,8
--------
/4 х Fвзр
D >= / -------- = 0,225 м
\/ 3,14
для дробилок ДДО,
ДМ-440У
-----------
/ 2
2/3 1 /(1 + 1)
- 1 1,37
Fвзр >= 1,6 /( --- / ------------
- 7,5) = ---- = 0,0523 м2
0,4 \/ 0,01 x 1,69 26,2
D >= 0,258 м
для дробилок ДМ,
ДДМ
2/3
Fвзр >= 1,7
/26,2 = 1,42/26,2 = 0,0542 м2
D >= 0,263 м
для дробилок
А1-ДДП, А1-ДДР
2/3
Fвзр >= 1,75
/26,2 = 1,45/26,2 = 0,0553 м2
D >= 0,265 м
для дробилки А1-ДМР
2/3
Fвзр >= 1,85
/26,2 = 1,51/26,2 = 0,0576 м2
D >= 0,271 м
Далее в
соответствии с п. 2.2 и табл. 1 настоящей Инструкции находим, что на взрыворазрядных устройствах для всех указанных дробилок в
качестве предохранительных мембран может быть использована полиэтиленовая
пленка толщиной дельта = 0,05 мм.
Пример 1.2. Для
дробилки А1-ДМР со свободным объемом V = 1,85 м3 требуется определить расчетом
площадь проходного сечения квадратной формы для взрыворазрядного
устройства клапанного типа, расположенного вне производственного здания. Длина
трубопровода, соединяющего защищаемый объем и клапан, L = 5 м. Значение
допустимого давления ДельтаРдоп = 1,0 кгс/см2.
Подготовка исходных
данных
В соответствии с п.
п. 5 и 6 Методики расчета a = 0,4 и K = 10,5.
Первоначально по
номограмме определяем площадь проходного сечения взрыворазрядного
устройства для V = 1,85 м3, которая оказывается равной Fвзр
= 0,0707 м2 (D = 0,30 м). Затем после определения
защищаемого объема с учетом объема соединительного трубопровода V = 1,85 +
0,070 x 5,0 = 2,2 м3 вновь по номограмме определяем для этого объема площадь
проходного сечения взрыворазрядного устройства Fвзр = 0,0962 м2 (D = 0,35 м).
В
соответствии с п. 7.2 Методики расчета суммарный коэффициент
сопротивления
взрыворазрядного устройства и
отводящего
трубопровода кси
будет равен
сигма
кси = ксивх + ксиL + ксивых
= 0,5 + 5/2 x 0,10 + 1,0 = 1,75
сигма
Выполнение расчетов
По формуле (2)
Методики расчета получаем
-----------
/ 2
2/3 1 /(1 + 1)
- 1 1,7575
Fвзр >= 2,33 /(---
/ ------------ - 10,5) = ------ = 0,0791 м2
0,4 \/ 0,01 x 1,75 22,23
D >= 0,317 м
Диаметр проходного
сечения для круглого трубопровода D принимаем равным 0,317 м, а численное
значение стороны квадрата проходного сечения взрыворазрядного
устройства будет равным h = D = 0,317 м.
Выполнение
дополнительного приближения, как показывается ниже, является излишним, так как
получающиеся при этом результаты практически совпадают с
полученными при первоначальном расчете:
V = 1,85 + 0,0791 x 5,0 = 2,25
кси = ксивх + ксиL
+ ксивых = 0,5 + 5/2 x 0,112 + 1,0 = 1,78
сигма
-----------
/ 2
2/3 1 /(1 + 1)
- 1 1,7171
Fвзр >= 2,25 /(---
/ ------------ - 10,5) = ------ = 0,0782 м2
0,4 \/ 0,01 x 1,78 21,96
D >= 0,316 м
Пример 1.3. Для
дробилок А1-БД2-М, ДМ-440У, ДМ и А1-ДМР с забором продукта механическим
транспортом требуется определить диаметры проходных сечений взрыворазрядных
устройств, отводящие трубопроводы которых имеют по два составных поворота на
угол альфа = 90 град. каждый и косой срез на выходе в атмосферу. Выпускные (поддробильные) бункеры дробилок выполнены в форме обелиска.
Дробилки расположены таким образом, что длина отводящих трубопроводов от
каждого взрыворазрядного устройства составляет 12 м.
Размеры выпускных бункеров, величины их объемов и суммарных защищаемых объемов
представлены в табл. 2.
Таблица 2
|
Тип дробилки
|
А1-БД2-М
|
ДМ-440У
|
ДМ
|
А1-ДМР
|
|
Размеры
и объем бункеров
|
|
a1
x b1 (м x м)
|
2,00 x
2,20
|
2,20 x
2,56
|
1,60 x
2,56
|
1,60 x
2,81
|
|
а2 x b2 (м x м)
|
0,30 x
0,30
|
0,30 x
0,30
|
0,30 x
0,30
|
0,30 x
0,30
|
|
Н
(м)
|
1,7
|
1,91
|
1,68
|
2,05
|
|
VБ (м3)
|
1,5
|
1,5
|
1,5
|
|
|
V
(м3)
|
1,52
|
1,6
|
1,7
|
1,85
|
Значение
допустимого давления взрыва ДельтаРдоп для дробилок с
выпускными бункерами объемом свыше 2,0 м2 принимаем
равным 0,5 кгс/см2 в соответствии с п. 4.3 Инструкции.
Подготовка исходных
данных
В соответствии с п.
5 Методики расчета a = 0,4 и в соответствии с п. 6 K = 10,5.
Для вычисления
суммарного коэффициента гидравлического
сопротивления
взрыворазрядного устройства и отводящих
трубопроводов кси предварительно определим
по номограмме
сигма
диаметры
проходных сечений взрыворазрядных
устройств в первом
приближении D1.
Для дробилок типа
А1-БД2-М, ДМ диаметр взрыворазрядного устройства D1 =
0,50 м, а для дробилок типа ДМ-440У и А1-ДМР диаметр взрыворазрядного
устройства D1 = 0,60 м.
В соответствии с
п. 7.2 Методики
расчета суммарные
коэффициенты
гидравлического
сопротивления взрыворазрядных
устройств и отводящих трубопроводов кси будут равны:
сигма
для D1 = 0,5 м
12
кси = ксивх + ксиL
+ 2кси + ксивых
= 0,5 + -- x 0,06 +
сигма альфа 2
+ 2 x 0,44 + 1,0 = 2,74
для D1 = 0,6 м
12
кси = ксивх + ксиL
+ 2кси + ксивых
= 0,5 + -- x 0,05 +
сигма альфа 2
+ 2 x 0,43 + 1,0 = 2,66
Выполнение расчетов
По формуле (2)
Методики расчета получаем:
для дробилки
А1-БД2-М
-------------
/ 2
2/3 1 /(1 + 0,5)
- 1 2,043
Fвзр >= 2,92 /(---
/ -------------- - 10,5) = ----- = 0,320 м2
0,4 \/ 0,01 x 2,74 6,386
--------
/4 x Fвзр
D >= / -------- = 0,638 м
\/ 3,14
для дробилки ДМ
2/3 2,029
Fвзр >= 2,89
/6,386 = ----- = 0,318 м2; D >= 0,636 м
6,386
для дробилки
ДМ-440У
-------------
/ 2
2/3 1 /(1 + 0,5)
- 1 2,603
Fвзр >= 4,2 /(---
/ -------------- - 10,5) = ----- = 0,392 м2
0,4 \/ 0,01 x 2,66 6,638
D >= 0,707 м
для дробилки А1-ДМР
2/3
Fвзр >= 4,44
/6,638 = 2,702/6,638 = 0,407 м2; D >= 0,720
м
Далее в
соответствии с п. 2.2 и табл. 1 настоящей Инструкции находим, что на взрыворазрядных устройствах в качестве предохранительных
мембран может быть использована полиэтиленовая пленка толщиной дельта = 0,12 мм
для дробилок А1-БД2-М, ДМ и дельта = 0,15 мм для дробилок ДМ-440У и А1-ДМР.
Следует обратить
внимание на заметное расхождение диаметров проходных сечений взрыворазрядных устройств, определенных в первом
приближении по номограмме (D1 = 0,5 и 0,6 м), и диаметров проходных сечений взрыворазрядных устройств (D = 0,638; 0,636; 0,707 и 0,720
м), определенных по формуле (2).
Это связано с тем,
что номограмма определения диаметров D1 построена для взрыворазрядных
устройств с прямыми отводящими трубопроводами, а в
рассматриваемом примере каждый трубопровод имеет по два составных поворота на
угол 90 град.
В связи
с этим сделаем еще
одно уточненное определение
диаметров проходных сечений взрыворазрядных
устройств D по формуле
(2), используя при этом уточненные значения кси , определенные
сигма
для D1, вычисленных по формуле
(2), а не по номограмме:
для D = 0,638 м и D
= 0,636 м
кси = 0,5 + 12/2 x 0,048 + 2 x 0,422 +1,0 =
2,63
сигма
для D = 0,707 м
кси = 0,5 +12/2 x 0,045 + 2 x 0,412 +1,0 =
2,59
сигма
для D = 0,720 м
кси = 0,5 + 12/2 x 0,044 + 2 x 0,411 +1,0 =
2,58
сигма
Тогда уточненные
значения D будут равны:
для дробилки
А1-БД2-М
-------------
/ 2
2/3
1 /(1 + 0,5) - 1
2,043
Fвзр >= 2,92 /(---
/ -------------- - 10,5) = ----- = 0,303 м2
0,4 \/ 0,01 x 2,63 6,735
---------
/4 x Fвзр
D >=
/ --------- = 0,622 м
\/ 3,14
для дробилки ДМ
2/3
Fвзр = 2,89 /6,735
= 2,029/6,735 = 0,301 м2; D >= 0,619 м
для дробилки
ДМ-440У
-------------
/ 2
2/3 1 /(1 + 0,5)
- 1 2,603
Fвзр >= 4,2 /(---
/ -------------- - 10,5) = ----- = 0,379 м2
0,4 \/ 0,01 x 2,59 6,868
D >= 0,695 м
для дробилки А1-ДМР
-------------
/ 2
2/3 1 /(1 + 0,5)
- 1 2,702
Fвзр >= 4,44 /(-- -
/ -------------- - 10,5) = ----- = 0,392 м2
0,4 \/ 0,01 x 2,58 6,901
D >= 0,707 м
Сравнение значений D (0,638;
0,636; 0,707 и 0,720
м),
определенных в
соответствии с Методикой по
формуле (2) при
использовании
первоначальных значений кси , с уточненными
сигма
значениями,
определенными по формуле
(2) при использовании
уточненных значений, кси показывает, что уточненные значения
сигма
D
(0,622; 0,619; 0,695 и 0,707
м) в
среднем меньше на 0,025 м
(3,6%), чем на практике можно пренебречь.
II.
Зерносушилки
Пример 2.1.
Требуется определить проходное сечение взрыворазрядного
устройства на подсушильном бункере объемом V = 12 м3.
Металлический бункер верхней частью примыкает к перекрытию.
Расположение
бункера позволяет установить взрыворазрядное
устройство под перекрытием на боковой стенке с горизонтальным отводящим
трубопроводом длиной L = 0,5 м.
Подготовка исходных
данных
В соответствии с п.
5 Методики расчета a = 0,4 и в соответствии с п. 6 K = 3L = 1,5.
Для вычисления
суммарного коэффициента гидравлического
сопротивления
взрыворазрядного устройства и
отводящего
трубопровода кси
в соответствии с п.
7 Методики расчета
сигма
предварительно определяем по номограмме диаметр
проходного сечения
взрыворазрядного
устройства в первом приближении D1, который будет
равен
0,6 м. При
этом в соответствии с п.
6.11 Инструкции
принимается,
что допустимое давление взрыва
ДельтаРдоп = 0,5 кгс/см2.
Поскольку L/D = 0,5/0,6 = 0,83
< 3,0, то в соответствии с п.
7.1 Методики расчета принимаем, что кси
= ксиH, а
из п. 5
сигма
табл. 1 приложения 3 получаем, что ксиH = 1,92.
Выполнение расчетов
По формуле (2)
Методики расчета получаем
-------------
/ 2
2/3 1 /(1 + 0,5)
- 1 5,242
Fвзр >= 12,0 /(---
/ -------------- - 1,5) = ----- = 0,281 м2
0,4 \/ 0,01 x 1,92 18,67
---------
/4 x Fвзр
D >= / ---------- = 0,598 м
\/ 3,14
Пример 2.2.
Требуется определить диаметр проходного сечения взрыворазрядного
устройства для камеры нагрева зерносушилки РД-2x25-70. Защищаемый объем,
включающий часть объема тепловлагообменника,
составляет 24 м3. Длина отводящего трубопровода L = 0,35 м. Рассмотрим варианты
установки одного и двух взрыворазрядных устройств.
Подготовка исходных
данных для расчета
двух взрыворазрядных устройств
В соответствии с п.
5 Методики расчета a = 0,4 и в соответствии с п. 6 K = 3L = 1,05.
При этом в качестве
мембраны взрыворазрядного устройства применяется
выщелкивающаяся мембрана из стального листа толщиной дельта = 0,55 мм с
креплением, обеспечивающим вскрытие мембраны при ДельтаРст
<= 0,1 кгс/см2.
Для вычисления суммарного
коэффициента сопротивления
взрыворазрядного
устройства и отводящего трубопровода кси
в
сигма
соответствии с п.
7 Методики расчета предварительно определяем по
номограмме
диаметр проходного сечения взрыворазрядного
устройства
в первом приближении D1.
При этом в
соответствии с п. 6.11 Инструкции принимаем, что значение допустимого давления
взрыва ДельтаРдоп = 0,5 кгс/см2,
и условно считаем, что каждый из двух взрыворазрядных
устройств защищает объем 12 м3. Тогда D1 = 0,6 м.
Поскольку
L/D = 0,35/0,6 = 0,583 < 3,0, то в соответствии с п.
7.1 Методики расчета принимаем, что кси = ксиH, а из п.
5
сигма
табл. 1 приложения 3 получаем, что ксиH = 2,34.
Проведение расчета
двух взрыворазрядных устройств
По формуле (3)
Методики расчета площадь каждого взрыворазрядного
устройства должна быть
-------------
/ 2
2/3 1 /(1 + 0,5)
- 1 8,321
Fвзр >= 24 /{2 x (---
/ -------------- - 1,05)} = ----- =
0,4 \/ 0,01 x 2,34 34,4
= 0,242 м2
---------
/ 4 x Fвзр
D >= / ---------- = 0,555 м
\/ 3,14
Поскольку при
определении D1 было принято допущение о том, что каждое взрыворазрядное
устройство защищает объем 12 м3, выполним уточнение определения D при ксиH = 2,4 (соответствующего
диаметру 0,555 м).
-------------
/ 2
2/3 1 /(1 + 0,5)
- 1 8,321
Fвзр
>= 24 /{2 x (--- / -------------- - 1,05)} = ----- =
0,4 \/ 0,01 x 2,4 34,0
= 0,245 м2
---------
/ 4 x Fвзр
D >= / ---------- = 0,558 м
\/ 3,14
Расхождение между
диаметрами D = 0,555 м и D = 0,558 м составляет менее 0,5%, и им можно
пренебречь.
Подготовка исходных
данных для расчета одного
взрыворазрядного устройства
В соответствии с п.
5 Методики расчета a = 0,4 и в соответствии с п. 6 K = 3L = 1,05.
В качестве мембраны
взрыворазрядного устройства применяется
выщелкивающаяся мембрана из стального листа толщиной дельта = 0,55 мм с
креплением, обеспечивающим вскрытие мембраны при избыточном давлении ДельтаРст <= 0,1 кгс/см2.
Поскольку
номограмма непосредственно не может быть использована для определения диаметра
D1, так как рассчитана для объемов до 12 м3, то принимаем допущение, что
площадь проходного сечения одного взрыворазрядного
устройства в первом приближении F1 равна суммарной площади двух взрыворазрядных устройств, определенных выше.
--------------
/ 4 x 2 x 0,242
Тогда D >= / -------------- =
0,785 м
\/ 3,14
Поскольку L/D = 0,35/0,785 = 0,45
< 3,0, то в соответствии с
п. 7.1 Методики расчета принимаем, что кси = ксиH, а из п. 5
сигма
табл. 1 приложения 3 получаем, что ксиH = 2,54.
Проведение расчета
одного взрыворазрядного устройства
По формуле (2)
Методики расчета площадь взрыворазрядного устройства
должна быть
-------------
/ 2
2/3 1 /(1 + 0,5)
- 1 8,321
Fвзр >= 24 /(---
/ -------------- - 1,05) = ----- = 0,504 м2
0,4 \/ 0,01 x 2,54 16,5
---------
/4 x Fвзр
D >= / ---------- = 0,801 м
\/ 3,14
Поскольку при определении
D1 было принято допущение, что
суммарная
площадь двух взрыворазрядных устройств равна площади
проходного
сечения одного взрыворазрядного
устройства, выполняем
уточненное определение
D при кси = 2,55
(соответствующего
Н
диаметру 0,801 м).
-------------
/ 2
2/3 1 /(1 + 0,5)
- 1 8,321
Fвзр >= 24 /(---
/ -------------- - 1,05) = ----- = 0,507 м2
0,4 \/ 0,01 x 2,55 16,4
---------
/4 x Fвзр
D >= / ---------- = 0,804 м
\/ 3,14
Полученное
уточнение составляет ~= 0,4%, и им можно пренебречь.
Приложение
5
Рекомендуемое
КОНСТРУКТИВНЫЕ
СХЕМЫ ВЗРЫВОРАЗРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ
И СХЕМЫ ИХ
УСТАНОВКИ