(课程设计)容器设备泄爆措施设计

目录

摘要与关键词 (2)

【摘要】 (2)

【关键词】 (2)

1概述 (3)

1.1设计基本原则 (3)

1.1.1实用原则： (3)

1.1.2简化原则： (3)

1.2设计任务与设计内容 (3)

1.3设计准则 (3)

1.4设计成果概述 (3)

2泄爆原理及安全性分析 (4)

2.1泄爆原理 (4)

2.2安全性分析 (5)

3.容器尺寸及已知基本参数 (6)

3.1容器尺寸 (6)

3.2已知基本参数 (7)

4.泄爆面积的计算与确定 (7)

4.1计算流程图 (7)

4.2输入参数确定 (8)

4.3计算容腔所需的最小泄爆面积 (10)

4.4对设备或建筑物进行高速湍流校正 (13)

4.5泄压装置惯性质量的影响 (14)

4.6建筑物体积效应修正 (15)

4.7泄压管影响的修正 (16)

5.泄爆管参数的计算与确定 (19)

5.1泄爆管长度计算与确定 (19)

5.2泄爆管半径计算 (19)

5.3泄爆管设计 (19)

5.4泄爆管安装方位 (20)

6反冲力及持续时间、冲量的计算 (21)

6.1反冲力计算 (21)

6.2反冲持续时间计算 (21)

6.3总冲量计算 (21)

7安全卸放区域确定及维护措施 (22)

7.1安全泄防区 (22)

7.2火球尺寸——危险距离 (22)

7.3外部爆炸波压力分布 (23)

7.4防护措施 (24)

8泄爆装置安装与维护措施 (26)

8.1泄爆装置 (26)

8.2安装与维护 (26)

9结论 (27)

9.1防爆设计主要参数 (27)

9.2爆炸防护要求 (27)

9.3结束语 (28)

摘要与关键词

【摘要】

大多数固体可燃物质的粉尘，当其弥散在空气中并受点火源的作用时，都能快速的燃烧，从而具有粉尘爆炸的危险。粉尘爆炸就是粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源，火焰瞬间传播与整个粉尘混合空间，化学反应速度极快，同时释放大量的热，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械工以及光和热的辐射，具有很强的破坏力。泄爆就是通过将已燃烧、未燃烧的混合物以及燃烧气体释放出来，从而降低设备内部的爆炸压力，达到对设备防护的一种方法。其具体措施是在设备上开设足够面积的开口，防止设备被损坏。本次课程设计通过对一种具体情况下的粉尘爆炸的研究以给定的的容器为基准，完成了泄爆面积的计算与修正；泄爆管长度、直径和安装方位等参数的计算与确定；反冲力及其持续时间、冲量的计算；安全泄放区确定与防护措施的确定；泄放装置安装与防护措施的确定。设计过程中根据多种因素进行修正，力求符合实际情况。

【关键词】

粉尘爆炸、容器泄爆、泄压面积、泄爆管、泄压装置

1概述

1.1设计基本原则

1.1.1实用原则：

本次课程设计旨在为以一给定容器及相关参数为基准，通过计算其泄压面积来设计泄爆管与安全泄放面积等实际问题。因此本次课程设计应遵从实用原则，一切从实践经验出发，应用大量由实践得出的经验公式及修正系数，力求得出结果贴近实际应用，使计算结果切实可用。

1.1.2简化原则：

由于此次课程设计时间较短，同时以我们现在已有的知识不足以深刻探求过多的实际的复杂问题。因此本次课程设计过程中运用了很多的简化过程，忽略了许多的影响因素，并做了许多的假设。使设计计算过程有了一定程度上的简化。

1.2设计任务与设计内容

1.2.1泄爆面积的计算与确定

1.2.2包括泄爆管长度、直径和安装方位等参数的计算与确定（要求采用带90°弯头）1.2.3反冲力及其持续时间、冲量的计算

1.2.4安全泄放区域确定与防护措施

1.2.5泄爆装置安装与维护措施

1.3设计准则

本次课程设计主要依据的设计准则为《中华人民共和国国家标准粉尘爆炸泄压指南GB/T 15605—2008》

1.4设计成果概述

本次的课程设计中，根据课程设计任务书上所给出的已知容器尺寸以及相关参数，通过基本参数的简单计算后，算出了最小的泄压面积。随后通过L/D、湍流影响、泄压管影响进行修正得出最终的泄压面积。之后根据泄压面积算出了泄爆管的相关参数，并结合一定的材料初步设计了泄爆管安装方位，并画出了简图。此外，根据基本参数算出了反冲力及其持续时间，冲量等。最后根据课程设计书及其他文献材料确定了安全泄放区域、防护措施以及泄爆装置的安装与维护措施。

通过上面所述的大致过程，编写出了课程设计书，并进行了简单的排版。

除此之外，本次课程设计，我从最初拿到任务书一无所知，到慢慢与同学们探讨，向老师

请教，一步步的解决了许多问题。这不但让我收获了学术求知的宝贵方法，更让我学到了团队协作的重要性。

2泄爆原理及安全性分析

2.1泄爆原理

泄爆的防护原理：Pred低于容腔的设计强度

泄爆是一种可以预防爆炸压力上升到不可接受水平的措施，泄爆通过使主要爆炸过程发生在敞开安全的地方而非建筑物内或粉尘加工容器内的方法来实现上述目的。

在容腔壁面上设计一定的薄弱部位，该薄弱部位在爆炸形成的早期阶段即可打开。燃烧着的物料以及燃烧产物得以释放，从而降低容腔内的超压。泄爆后容腔内的残余压力称为降低的爆炸压力Pred。图7.1表示承压或泄爆时容腔内的压力随时间的变化过程。曲线A 是承爆时的压力时间曲线，这种情况下，容腔内的最大压力可达到或超过10bar，大多数厂房建筑都不能承受这种幅值的爆炸压力作用。在泄爆情况下，其产生的最大压力相比前者较低，如图曲线C所示。Pred值的大小与泄压开口的面积、设置位置以及泄压装置的开启压力等有关，同时还受到其它因素的影响。泄爆系统的正确设计应确保Pred低于容腔的设计强度。整个容腔的各个部分，例如进出口、滑阀等都可能承受爆炸压力的作用，因此在估算整个容腔的设计强度时，应考虑到这些承受爆炸压力作用的部件。可以用容腔最薄弱部分的设计强度来表示整个容腔的设计强度。

图7.1 泄爆和非泄爆情况下，典型的压力时间曲线。