Расчет площади проходных сечений взрыворазрядителей

1. Расчет безопасной площади разгерметизации низкопрочных замкнутых оболочек, не выдерживающих избыточное давление свыше 10 кПа, производится по формуле:

,

где F – безопасная площадь разгерметизации (суммарная площадь легкосбрасываемых покрытий), м²;

С – константа, определяемая по таблице 2;

F_s – площадь внутренней поверхности замкнутой оболочки, м²;

Р_{max и} – максимально допустимое избыточное давление взрыва пыли в защищаемом объеме при наличии истечения через сбросные отверстия, кПа.

Уровень взрывопожароопасности пыли зависит от индекса взрывопожароопасности K_st и определяется по таблице 3.

Таблица 2

Таблица 3

Нижний концентрационный предел воспламенения муки составляет 45 г/м³. поэтому уровень взрывопожароопасности пыли-2 (II уровень – взрывоопасные пыли с нижним пределом воспламенения от 16 до 65 г/м³) [13].

F = CF_s / 2P^0,5_{max и} = 0,30^0,5 кПа ·10 м² /2 · 10^0,5 кПа = 0,47 м².

Удельная масса легко сбрасываемого покрытия, как правило, не должна превышать 4,0 кг/м².

2. Расчет безопасной площади разгерметизации высокопрочных замкнутых оболочек, находящихся под давлением, близким к атмосферному, выдерживающих избыточное давление свыше 10кПа, производится по формуле:

где a = 0,000571 exp(0,0197 P_s,и);

b = 0,978 exp(–0,001037 P_s,и);

с = –0,687 exp(0,00223 P_s,и);

К_st – индекс взрывопожароопасности пыли, МПа · м/с;

P_s,и – избыточное давление вскрытия сбросного сечения, кПа;

V – объем защищаемой емкости, м³.

Область применения расчета по формуле:

L / D < 5; 1 < V < –1000;

10 < Р_{max и} < 200; Р_{max и} – P_s,и > 5;

P_s,и > 5; 95 < Р_i < 120.

где L, D – соответственно линейный и поперечный размеры оболочки, м;

P_i – абсолютное начальное давление горючей смеси в аппарате, при котором происходит инициирование горения, кПа.

Принимаем линейные и поперечные размеры оболочки:

L = 20 м, D = 10,17 м.

Удельная масса запорного элемента, как правило, не должна превосходить 12,0 кг/м². При необходимости установки сбросных каналов их диаметр должен быть не менее диаметра сбросного отверстия при минимальной длине и количестве изгибов. Установка сбросного канала приводит к существенному росту требуемой величины Р_{max и}.

Объем защищаемой емкости:

V = m/P = 120000 кг/590 кг/м³ = 203,4 м³/

Расчет безопасной площади разгерметизации высокопрочных замкнутых оболочек

= 0,000571 exp(0,0197 P_s,и) · 203,4^0,666;

(9,87 K_st) ^{0,978 exp(–0,001037 Ps,и)} (0,01P_{max и}) ^{–0,687 exp(0,00223 Ps,и)}.

Индекс взрывопожароопасности K_st рассчитывается по формуле:

=13 МПа/с · 203,4 м³ · 1/3 = 881,4МПа×м/с;

a = 0,000571 exp(0,0197 P_s,и) = 0,0006 кПа;

b = 0,978 exp(–0,001037 P_s,и) = 0,9759 кПа;

с = –0,687 exp(0,00223 P_s,и) = –0,6900 кПа;

= 2 · 10^–5 м².

3.2.2. Расчет и установка взрыворазрядителей
на технологическом оборудовании

Из вышеуказанных расчетов можно сделать вывод, что избыточное давление, возникающее при горении, ослабляет технологию процесса, что сказывается на производстве муки и требует укрепления коммуникации. Колебания воздуха снижают эксплуатацию и работоспособность клапанов. Во избежание подобных ситуации на предприятии необходимо соблюдать ряд требований:

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.

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.

3. В потенциально опасном оборудовании должно предусматриваться устройство специальных отверстий и переходных патрубков для присоединения взрыворазрядителей. 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.

4. Предохранительная мембрана взрыворазрядного устройства или клапан должны устанавливаться на минимально возможном расстоянии от корпуса защищаемого оборудования и обеспечивать герметичное перекрытие проходного сечения взрыворазрядителя.