ICS 13 .230

CCS C 67


∖^—L ■ .............1

^igiii^


中华人民共和国国家标准


GB 15605—2024

代替GB/T 15605—2008


粉尘爆炸泄压规范

Specificationsforpressureventingofdustexplosion


国家标准全文公开系统专用，此文本仅供个人学习、研究之用, 未经授权，禁止复制、发行、汇编、翻译或网络传播等，侵权必究.

全国标淮信息公共服务平台：https ://std. sanr. gov. cn


2024-12-31发布


2026-01-01实施


国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会


GB 15605—2024


目 次


前言 …………………………………………………………………………………………………………Ⅲ

1 范围 ………………………………………………………………………………………………………1

2 规范性引用文件 …………………………………………………………………………………………1

3 术语和定义 ………………………………………………………………………………………………1

4 技术要求 …………………………………………………………………………………………………3

4.1 通用要求 ……………………………………………………………………………………………3

4.2 设计和选型 …………………………………………………………………………………………4

4.3 泄爆装置要求 ………………………………………………………………………………………4

5 安装使用和维护 …………………………………………………………………………………………6

5.1 安装与使用 …………………………………………………………………………………………6

5.2 检查、维护与维修……………………………………………………………………………………6

6 证实方法 …………………………………………………………………………………………………6

附录A （规范性） 容器泄压面积计算 ……………………………………………………………………7

A.1 一般要求 ……………………………………………………………………………………………7

A.2 独立容器的爆炸泄压 ………………………………………………………………………………7

A.3 特殊的粉尘云条件 …………………………………………………………………………………8

A.4 互相连通的容器系统的爆炸防护 …………………………………………………………………9

A.5 泄压导管的影响 …………………………………………………………………………………10

A.6 异相混合物 ………………………………………………………………………………………11

附录B（资料性） 泄压面积计算示例……………………………………………………………………13

B.1 容器、料仓泄压面积的计算 ………………………………………………………………………13

B.2 泄压导管对容器设计强度的影响…………………………………………………………………14

B.3 泄压容器外部火焰长度与外部峰值压力…………………………………………………………14

B.4 反冲力………………………………………………………………………………………………15

附录C（资料性） 计算泄压面积时确定被保护容器/料仓的长径比 …………………………………16

C.1 概述…………………………………………………………………………………………………16

C.2 圆筒形容器顶部泄压………………………………………………………………………………16

C.3 圆筒形容器侧面泄压………………………………………………………………………………17

C.4 带锥体的圆筒形容器顶部泄压……………………………………………………………………18

C.5 带锥体的圆筒形容器侧面泄压（泄压口靠近锥体）………………………………………………18

C.6 带锥体的方形容器侧面泄压………………………………………………………………………19

C.7 带锥体的方形容器侧面泄压（泄压口靠近锥体）…………………………………………………20

C.8 方锥和圆锥的体积计算……………………………………………………………………………21


Ⅰ


GB 15605—2024


C.9 带有锥体（料斗）的方形布袋除尘器的侧面泄压（泄压口靠近锥体）……………………………22 附录D（资料性） 容器爆炸泄压的附加影响及其防护…………………………………………………24

D.1 火焰范围……………………………………………………………………………………………24

D.2 压力的外部影响……………………………………………………………………………………25

D.3 反冲力………………………………………………………………………………………………26

D.4 真空消除器…………………………………………………………………………………………26 附录E（资料性） 导向板…………………………………………………………………………………28 附录F（资料性） 除尘器爆炸泄压设计的特殊考虑……………………………………………………29

F.1 外滤式袋式除尘器…………………………………………………………………………………29

F.2 旋风除尘器…………………………………………………………………………………………30 附录G（资料性） 管道的爆炸泄压设计…………………………………………………………………32 附录H （资料性） 斗式提升机爆炸泄压设计……………………………………………………………33

H.1 强度未知的斗式提升机爆炸泄压设计 …………………………………………………………33

H.2 双腿方筒斗式提升机 ……………………………………………………………………………33

H.3 双腿圆筒斗式提升机 ……………………………………………………………………………36 参考文献 ……………………………………………………………………………………………………37


Ⅱ


GB 15605—2024


前

言


本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。

本文件代替GB/T15605—2008《粉尘爆炸泄压指南》,与GB/T15605—2008相比,除结构调整和 编辑性改动外,主要技术变化如下:

———更改了“爆炸泄压”“静开启压力”“有效泄压面积”“泄压效率”“泄压导管”“泄压装置”及“泄压 元件”等7个术语的定义（见3.2、3.5、3.7、3.9、3.10、3.12及3.16;2008年版的3.1、3.2.1、3.8、 3.9、3.10、3.13及3.14）;

———增加了“含尘工艺设备”“受控爆炸压力”“最大受控爆炸压力”“几何泄压面积”“理论泄压面积” “真空消除器”“无焰爆炸泄压”“无焰爆炸泄压装置”“阻火元件”“基准泄压元件”及“标称保护 容积”等11个术语和定义（见3.1、3.3、3.4、3.6、3.8、3.11、3.13、3.14、3.15、3.17及3.18）;

———删除了“动开启压力”“泄爆压力”“泄爆压力上升速率”“最大泄爆压力”“最大泄爆压力上升速 率”“泄压面积”“爆破片”“泄爆门”“当量直径”“长径比”“火焰长度/外部峰值压力”“反冲持续 时间”“最大反冲力”及“抗爆性”等14个术语和定义（见2008年版的3.2.2、3.3、3.4、3.5、3.6、 3.7、3.11、3.12、3.15、3.16、3.17、3.18、3.19及3.20）;

———增加了爆炸泄压的通用要求（见4.1）;

———增加了爆炸泄压装置的选型（见4.2.3）;

———增加了爆炸泄压装置的技术要求（见4.3）;

———更改了容器、筒仓与设备爆炸泄压的要求（见4.2.1,2008年版的4.1）;

———更改了管道爆炸泄压的要求（见4.2.2,2008年版的4.3）;

———更改了泄压装置的基本要求、技术文件、标识（见4.3,2008年版的第10章）;

———增加了“安装、使用和维护”,规定了泄压装置安装、使用和维护的要求（见第5章）;

———增加了“证实方法”,描述了本文件的证实方法（见第6章）;

———删除了容器、筒仓、管道组合系统内的爆炸泄压（见2008年版的4.4）;

———删除了建筑物泄压面积的计算方法（见2008年版的5.3）;

———更改了容器泄压面积计算的一般规定（见A.1,2008年版的5.1）;

———更改了容器泄压面积的计算方法（见A.2,2008年版的5.2）;

———更改了特殊输送系统面积计算方法（见A.3,2008年版的附录A）;

———更改了容器、筒仓、管道组合系统内爆炸泄压的要求（见A.4,2008年版的4.4）;

———更改了泄压导管的要求（见A.5,2008年版的第7章）;

———更改了异相混合物计算泄压面积的要求（见A.6,2008年版的第9章）。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中华人民共和国应急管理部提出并归口。

本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:

———1995年首次发布为GB/T15605—1995;2008年第一次修订;

———本次为第二次修订。


Ⅲ


GB 15605—2024


粉尘爆炸泄压规范


1 范围

本文件规定了粉尘爆炸泄压的技术要求、爆炸泄压装置安装使用和维护要求,描述了相应的证实 方法。

本文件适用于粉尘爆炸危险场所工艺设备设施爆炸泄压。

本文件不适用于具有煤矿井下、烟花爆竹、火炸药和强氧化剂以及有毒性或腐蚀性的粉尘场所。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。

GB15577 粉尘防爆安全规程

GB/T15604 粉尘防爆术语

3 术语和定义

GB/T15604界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3 .1

含尘工艺设备 dustcontainmentprocessingequipment

内部存在可燃性粉尘空气混合物的工艺设备（包括容器和管道）。

3 .2

爆炸泄压 explosionventing

泄爆

泄压

通过打开预先设计的泄压口,释放未燃混合物与燃烧产物,防止压力上升超过设计强度以保护容器 的方法。

3 .3

受控爆炸压力 reducedexplosionoverpressure

pred

采取了爆炸控制措施后,受保护工艺设备内发生爆炸的压力峰值。

注:如果爆炸控制措施为爆炸泄压,受控爆炸压力也称泄爆压力。

3 .4

最大受控爆炸压力 maximumreducedexplosionoverpressure

pred,max

系统地改变可燃性粉尘的浓度所测得的受控爆炸压力（3.3）的最大值。

1


GB 15605—2024


3 .5

静开启压力 staticactivationpressure

p stat

通过压力缓慢上升使泄压装置开启的压力。

注:静开启压力单位为兆帕(MPa)。

3 .6

几何泄压面积 geometricventingarea

AV

在考虑流通截面积减小的情况下,爆炸泄压时泄压口的最小流通截面积。

注:包括背压支撑装置、约束装置和爆炸泄压后的残留部件。

3 .7

有效泄压面积 effectiveventingarea

AE

对于有惯性的泄压装置,达到同样泄压效果的基准泄压元件的几何泄压面积。

注:“同样泄压效果”用达到同样的最大受控爆炸压力pred,max来衡量。

3 .8

理论泄压面积 requiredventarea

A

爆炸泄压效率为理想值(EF=1)时爆炸泄压所需的泄压面积。

3 .9

泄压效率 ventingefficiency

EF

有效泄压面积与几何泄压面积的比值。

示例:某泄爆门的几何泄压面积为1m2,如实际测试表明其泄压效果与0.7m2的基准泄压元件的泄压效果一 致,则其有效泄压面积为0.7m2,其泄压效率为0.7。

注1 :表示泄压装置由于存在惯性或阻火元件而降低泄压效果的无量纲数。

注2:基准泄压元件的泄压效率为1。

3 .10

泄压导管 ventingduct

用于将泄压口引向安全区域的管道。

3 .11

真空消除器 vacuumbreaker

防止容器在内压下降到低于环境压力时发生损坏的设备。

3 .12

爆炸泄压装置 explosionventingdevice

泄压装置

泄爆装置

正常操作时封闭,而在爆炸时打开泄压口的装置。

3 .13

无焰爆炸泄压 flamelessexplosionventing

无焰泄压

无焰泄爆

能防止火焰传播到被保护设备和泄压装置的外部,并降低爆炸对外部造成危害的爆炸泄压方法。


2


GB 15605—2024


3 .14

无焰爆炸泄压装置 flamelessexplosionventingdevice

无焰泄压装置

无焰泄爆装置

由泄爆片和阻火元件组成,能淬熄泄放火焰并限制爆炸压力的装置。

3 .15

阻火元件 flamequenchingelement

无焰爆炸泄压装置上,用于防止火焰传播到被保护工艺设备外部从而降低爆炸泄压对工艺设备外 部造成危害的一个或多个元件。

3 .16

泄压元件 ventingelement

爆炸泄压装置上,非爆炸条件下封闭泄压口、并在爆炸条件下开启的元件。

注:泄压元件为可再用的或不可再用的。

3 .17

基准泄压元件 baselineventingelement

单位面积质量小于0.5kg/m2且在惯性作用下不阻碍泄压过程的泄压元件。

注:例如爆破片。

3 .18

标称保护容积 nominalprotectionvolume

Vmax,FV

单一无焰爆炸泄压装置能保护的容器的最大容积。

4 技术要求

4 .1 通用要求

4 .1 .1 企业应结合自身工艺、设备、粉尘爆炸特性及粉尘爆炸风险评估情况,选择规模、类别、使用性

质、功能用途、爆炸危险性等相适应的粉尘爆炸泄压保护措施。

4.1.2 泄压装置的设计和安装不应使人员受到泄压危害,且不应产生危险的抛射物。

4.1 .3 当仅采用泄爆措施进行防爆保护时,泄爆装置的有效泄压面积不应小于理论泄压面积。

4.1.4 建（构）筑物内的含尘工艺设备（以下简称“工艺设备”）采用泄爆措施保护时,应采用无焰泄爆装 置或采用泄压导管将泄压口引到建（构）筑物外,泄压导管的长度不应超过3m。

4 .1 .5 泄压口附近应设置危险区域范围和警示标志。

4.1.6 存在粉尘爆炸危险场所的建构（筑）物的泄爆要求应符合GB15577的相关要求。

4.1.7 粉尘爆炸危险场所含尘工艺设备设施采用泄爆措施时,应对其泄压面积、泄压口位置、泄压装置 的选型等内容进行设计,设计应有设计说明文件。

4.1.8 当工艺设备处理混合后不会加剧爆炸危险反应的不同类别粉尘时,应选用爆炸指数最高的可燃 性粉尘进行泄爆设计。

4.1.9 不应采用阀门、人孔、通风孔、观察窗（门）、活动盖板（门）等进行泄爆。

4.1.10 最大受控爆炸压力pred,max不应超过工艺设备本体的设计强度,且不应超过工艺设备本体上阀 门、人孔、通风孔、观察窗（门）、活动盖板（门）等部件的设计强度。

4.1 .11 当工艺设备处理的可燃性粉尘发生变更时,应根据4.1.1要求重新进行评估和设计。


3


GB 15605—2024


4.1.12 泄爆装置的静开启压力pstat应根据被保护工艺设备内的正常操作压力及其波动范围选取合 适值。

4.1 .13 泄爆口应朝向空旷、安全的位置,不应正对操作室、会议室、休息室、更衣室等人员聚集场所、危 险化学品堆放区域、可燃性粉尘及物料堆积存放区和重要工艺设备设施等位置。

4 .2 设计和选型

4 .2 .1 容器的爆炸泄压

4.2.1.1 容器的泄压面积计算应按附录A进行,泄压面积的计算示例见附录B,泄压面积计算时用到的 容器的长径比L/D的计算见附录C。爆炸泄压的附加影响及其防护计算见附录D。

4.2.1.2 如爆炸泄压的外部火焰可能对泄压口周边造成危害,则应采用泄压导向板限制外部火焰长 度,导向板的设计方法见附录E。

4.2.1 .3 容器内部有障碍物时,应通过设计防止障碍物阻挡泄爆;当容器内部有障碍物且无法避免障碍 物阻挡泄压口时,应在泄压面积计算中考虑泄爆装置的泄压效率。

4.2.1.4 除尘器含尘室容积不应包括其内的滤袋、滤筒或其他过滤介质包围的容积,有关计算见附录F 的F.1。旋风除尘器的泄压口设置在出风管道的顶部或主体的肩部时,其设计见F.2。

4.2.1.5 当容器上无法设置按附录A算得的泄压面积时,则应采用泄爆、隔爆、抑爆、惰化等组合爆炸

控制技术。

4 .2 .1.6 设置在工艺设备本体上的插入式除尘器应与相连工艺设备一同考虑泄压面积。

4 .2 .1.7 袋式除尘器的泄压口应设置在含尘室。

4 .2 .2 管道的爆炸泄压

4.2.2.1 管道的泄压设计见附录G。如管道有弯头或内部障碍,应在弯头和障碍处进行泄压。斗式提 升机的泄压设计见附录H。

4.2.2.2 管道上泄压装置的静开启压力,不应大于与管道相连设备上的泄压装置的静开启压力,且每个 泄压位置的泄压面积不应小于管道的截面积。

4 .2 .3 泄爆装置选型

4.2 .3.1 泄爆装置的选型应适合环境条件和工艺条件,例如防止积雪和积冰、防止物料在泄爆装置的内 表面积累等。

4.2.3.2 如泄爆装置的应用环境存在热量散失或结露的情况,则泄爆装置的内外表面应设计安装隔热 材料。

4 .2 .3.3 无焰泄爆装置应避免因泄漏的工艺粉尘进入阻火元件而导致泄压效率降低。

4.2.3.4 当采用无焰泄爆装置对工艺设备进行保护时,如工艺设备的容积是无焰泄爆装置标称保护容 积Vmax,FV的n倍（不足n倍时按n倍计算,1≤n≤4）,则该工艺设备应至少使用n个无焰泄爆装置;被 保护工艺设备的容积不应超过无焰泄爆装置标称保护容积Vmax,FV的4倍。

4 .3 泄爆装置要求

4 .3 .1  通用要求

4.3.1.1 泄爆装置在所受静态压力达到其静开启压力时应开启;不以泄压为目的的部件,在爆炸泄压时 不应爆裂。

4 .3 .1.2 泄爆装置的设计和材料性能应将静电、热表面等潜在点燃源的风险考虑在内。


4


GB 15605—2024


4 .3 .1 .3 使用的泄爆装置应附有对应的同型号的功能性验证文件。

4 .3 .1 .4 应按照泄爆装置的技术文件正确组装、使用、维护、调校、拆卸泄爆装置及有关附件。


4 .3 .2 技术文件

4 .3 .2 .1 泄爆装置应包含相应的安装、使用和维护手册等技术文件。

4 .3 .2 .2 技术文件应包括以下内容。

a) 泄爆装置技术参数:

———静开启压力pstat;

———最大爆炸压力pmax和爆炸指数KSt的适用范围;

———几何泄压面积AV;

———泄压效率EF。

b) 制造商的名称和地址。

c) 认证报告。

d) 使用手册适用的装置型号。

e) 制造日期。

f) 使用年限与装置更换条件。

g) 安全警告标识。

4.3.2.3 无焰泄爆装置的技术文件除满足4.3.2.2要求外,还应至少包括以下内容:

a) 适用的粉尘种类;

b) 适用温度范围;

c) 标称保护容积Vmax,FV;

d) 安装条件和泄压方向;

e) 有关重复使用与可再用元件的检查程序;

f) 对关键部件进行定期检查的要求;

g) 安全距离。

4 .3 .3 标识


4.3.3.1 泄爆装置应设有标识,且应有标识的文档记录,泄爆装置上应标有对应文档的编号。

4 .3.3.2 泄爆装置的标识应至少包括以下内容:

a) 制造商的名称和联系方式;

b) 型号;

c) 标称尺寸;

d) 批次;

e) 制造日期;

f) 泄压元件的单位面积质量;

g) 静开启压力及对应的温度;

h) 流体方向;


i) 装置设计适用的KSt和pmax。

4.3.3.3 无焰泄爆装置的标识除满足4.3.3.2的要求外,还应至少包括以下内容:

a) 法兰等级和静开启压力;

b) 泄压元件的类型。


5


GB 15605—2024


5 安装使用和维护

5 .1 安装与使用

5 .1 .1 泄爆装置及其附件的安装应按产品说明书的要求进行。

5.1 .2 泄爆装置应紧靠被保护设备的壁面,泄压元件与设备壁面的距离不应大于泄压导管的水力 直径。

5.1.3 安装泄爆装置时,泄压方向应避开人员作业场所,并与其他设备及建筑物墙体保持安全距离。

5 .1 .4 爆炸泄压装置的安装信息应记录归档。

5.1.5 泄压导管设置弯头时其角度不应小于90°,泄压导管的设置见A.5。

5.1.6 应采用轻质覆盖物防止雨雪进入泄压导管,其单位面积质量应小于0.5kg/m2,且不应形成危险 抛射物。

5 .2 检查、维护与维修

5.2.1 应对泄爆装置每年至少进行一次检查和维护,并保证其功能完好。检查内容应包括:

a) 泄爆装置表面是否有积尘、积雪、积冰或存在其他影响泄爆装置正常功能的因素;

b) 泄爆装置是否破损;

c) 爆破片或泄爆门的链、钩、夹紧装置、密封垫是否正常。

5.2.2 工艺设备运行时,不应对泄爆装置进行维修。

5.2.3 带有可再用元件的泄爆装置在开启后,应检查其是否可继续使用。

5 .2 .4 检查、维护与维修工作不应改变泄压装置的静开启压力。

5.2.5 泄爆装置的使用不应超过其技术文件规定的使用年限;若泄爆装置超期使用,则应重新评估装 置安全性能。

5 .2 .6 泄爆装置的检查、维护与维修信息应记录归档并永久保存。

6 证实方法

6.1 第4章涉及爆炸泄压的通用要求,应通过勘察现场、查阅企业风险辨识清单和安全管理文件等资 料进行验证。

6.2 第4章涉及爆炸泄压设计和选型的要求,应查验泄爆设计文件和选型记录。

6.3 第4章涉及爆炸泄压装置的要求,应查验泄爆装置的技术文件(包括产品说明书、性能证明文件 等)和产品标识。

6.4 第5章涉及泄爆装置使用维护的要求,应查验安装信息文件、安全验收文件和企业维护保养制度 和记录。


6


GB 15605—2024


附 录 A (规范性) 容器泄压面积计算


A.1 一般要求

A.1 .1 泄压面积根据以下参数进行计算:

a) 设备的有效容积V;

b) 最大受控爆炸压力pred,max,即最大泄爆压力;

c) 粉尘的爆炸特性参数:最大爆炸压力pmax,爆炸指数KSt;

d) 设备的长径比L/D;

e) 泄压装置的静开启压力pstat;

f) 泄压装置的泄压效率EF。

A.1.2 最大爆炸压力pmax,爆炸指数KSt按GB/T16426规定的方法确定。

注:本文件中的KSt即GB/T16426中的Kmax。

A.1.3 计算泄压面积时,如静开启压力的相对允差r不超过±25%,则可使用静开启压力pstat的标称 值,否则使用静开启压力范围的最大值[(1+r)×pstat]。

A.1.4 如泄压装置的泄压效率EF<1,则几何泄压面积AV按式(A.1)计算:

AV =A/ EF           ……………………(A.1)

式中:

A———理论泄压面积,单位为平方米(m2)。

A.1.5 如设备用于具有不同爆炸特性参数的粉尘,则分别计算泄压面积并取最大值,或采用pmax的最 大值和KSt的最大值计算泄压面积。

A.2 独立容器的爆炸泄压

A.2.1 如满足公式的应用条件,则独立容器的泄压面积按式(A.2)或式(A.5)计算:

a) 当0.01MPa≤ pred,max<0.15MPa时,则按式(A.2)计算:

A=B ·[1 +C ·lg(L/D)]       ……………………(A.2)

其中,

B=[8.805 × 10-4· pmax· KSt· pr-e0d.5,m69ax+0.8538·(pstat-0.01)· pr-e0d.,5max]·V0.753

……………………(A.3)

C= (- 4.305·lg pred,max - 3.547)      ……………………(A.4)

b) 当0.15MPa≤pred,max<0.20MPa时,则按式(A.5)计算:

A=B           ……………………(A.5)

式中:

A———泄压面积,单位为平方米(m2);

V———容器容积,单位为立方米(m3)。

式(A.2)和式(A.5)的应用条件如下。

———容器容积:0.1m3≤V≤10000m3。


———泄压装置的静开启压力:0.01MPa≤pstat≤0.1MPa。


7


GB 15605—2024


注1:允许静开启压力pstat小于0.01MPa,但计算泄压面积时,pstat的最低取值为0.01MPa。

———最大受控爆炸压力:0.01MPa<pred,max≤0.2MPa,且pred,max≥(1+2r)pstat,r为pstat的相对 允差。

———pmax与KSt:如1MPa·m/s≤KSt≤30MPa·m/s,则0.5MPa≤pmax≤1MPa。

———如30MPa·m/s<KSt≤80MPa·m/s,则0.5MPa≤pmax≤1.2MPa。 ———容器内爆炸前的初始工艺条件:

• 绝对压力≤110kPa;

• 氧浓度≤21%;

• 温度:-20℃~60℃;

注2:如爆炸特性参数校正到实际的工艺条件,且在上述温度范围外,则计算公式仍适用。

• 长径比:1≤L/D≤20。

A.2.2 如A.2.1的公式应用条件中的任意一项不能满足,则应验证公式的适用性。

A.3 特殊的粉尘云条件

A.3.1 如采用气力输送向容器进料,且进料口接近顶部中心轴线,则泄压面积按式(A.6)或式(A.7) 计算: a) 当容器高度L≤10m时,则按式(A.6)计算:

A=X ·[1 +Y ·lg(L/D)]       ……………………(A.6)

b) 当容器高度L>10m时,则按式(A.7)计算:

A=0.1· L · X ·[1 +Y ·lg(L/D)]    ……………………(A.7)

其中,

X=[1/DZ·(8.6·lgpred,max+2.6) -5.5·lgpred,max-1.8]·0.11· KSt· DF

……………………(A.8)

Y=0.05754· pr-e1d.,2m7ax           ……………………(A.9)

DZ = 34·V/π          ……………………(A.10)

式中: L/D ———容器的长径比;

DF ———进料管线的直径,单位为米(m);

DZ ———容器的有效直径,单位为米(m)。

式(A.6)和式(A.7)的应用条件如下。

———进料方式:在料仓上方轴向、中心位置,通过直径为DF的管道,向无障碍物的料仓内进料(不 考虑检测设备)。

———容器容积:10m3≤V≤250m3。

———最大输送风量:Q≤2500m3/h。

———最大输送风速:vL≤30m/s。

———进料管线的直径:DF≤0.3m。

———泄压装置的静开启压力:pstat≤0.01MPa。

———最大受控爆炸压力:0.01MPa<pred,max≤0.2MPa,且pred,max≥(1+2r)pstat,r为pstat的相对 允差。

———粉尘最大爆炸压力:pmax≤0.9MPa。

———粉尘爆炸指数:5MPa·m/s≤KSt≤30MPa·m/s。

8


GB 15605—2024


A.3.2 当采用气力输送向容器和筒仓进料,且进料管道安装在靠近顶部边沿切向进料时,则泄压面积 按式(A.11)计算:


A=X ·[1 +Y ·lg(L/D)]


(A.11)


其中,


X={Dz [⅞6cι+g Prdmax)-Kt-0∙5i3


Y=0.166·exp


式中:


. ·(1 +lg pred max) + St + 0.191 ·0.11· KSt· DF

k                             6 .9


(A.12)


KSt ]

12.9 丿


(10· predmax)(-1.27/k)


(A.13)


k———计算系数。当0.01MPa≤predmax≤0.1MPa时,k=1;当0.1MPa<predmax≤0.17MPa


时,k =2。


DZ应按式(A.10)计算。

式(A.11)的应用条件如下。

———通过一根直径DF≤0.2m的管道切向进料。

———没有障碍物(不考虑检测设备)的圆形容器/筒仓。

———容器的容积V:10m3≤V≤120m3。

———长径比:1≤L/D≤5。

———最大输送风量:Q≤2500m3/h。

———最大输送风速:vL≤30m/s。

———泄压装置的静开启压力:pstat≤0.01MPa。

———最大受控爆炸压力predmax:0.01MPa<predmax≤0.17MPa,且predmax≥(1+2r)pstat,r为pstat 的相对允差。

———粉尘最大爆炸压力:pmax≤0.9MPa。

———粉尘爆炸指数:10MPa·m/s≤KSt≤22MPa·m/s。

A.3.3 如采用自由落体方式向容器和筒仓进料 例如通过旋转下料阀或螺旋进料机等 且进料速率不 大于8000kg/h,则泄压面积按式(A.6)或式(A.7)计算。

A.3.4 如容器安装有集成式除尘器 且满足以下所有条件,则A.3.1~A.3.3中的公式仍适用:

a) 除尘器所占容积小于整个容器容积的5%;

b) 除尘器的耐压强度不低于容器的强度。


A.4 互相连通的容器系统的爆炸防护


A.4.1 如互相连通的容器系统采取了爆炸隔离措施 则准许按A.2和A.3规定的计算方法确定每个容 器的泄压面积。

A.4.2 如互相连通的容器系统未采取爆炸隔离措施 则按A.4.3和A.4.4规定的计算方法确定每个容 器的泄压面积。

A.4.3 如管道的公称直径不大于300mm,管道长度不大于6m,且粉尘的KSt值不大于

20MPa·m/s,则采用泄压保护的管道相连容器系统应满足以下要求:

a) 如两个容器具有相近的尺寸(容积差不超过10%),则每个容器均按式(A.1)~式(A.5)计算泄 压面积;

b) 如容器尺寸不同 则计算泄压面积所用的最大受控爆炸压力应满足predmax≤0.1MPa,且每个 容器的设计压力应不小于0.2MPa;如较小的容器不能泄压 则此容器应设计为耐最大爆炸压

9


GB 15605—2024


力,且较大的容器的泄压面积应为按独立容器计算得到的泄压面积的两倍;如较大的容器不能 按该要求泄压,则还应采取爆炸泄压之外的其他爆炸保护措施;

c) 泄压装置的静开启压力pstat不能大于0.02MPa。

A.4.4 如管道的公称直径不大于500mm,管道长度不大于15m,且容器容积不大于20m3,则采用泄 压保护的管道相连容器系统应满足以下要求:

a) 如KSt≤15MPa·m/s,且无量纲泄压面积(理论泄压面积与容器容积的2/3次方的比值,即 A/V2/3)大于0.25,则最大受控爆炸压力不能大于0.05MPa;

b) 如15MPa·m/s<KSt≤25MPa·m/s,且无量纲泄压面积大于0.4,则最大受控爆炸压力不 能大于0.05MPa;

c) 泄压装置的静开启压力pstat不能大于0.01MPa;

d) 泄压面积应分配给两个容器,且每个容器的无量纲泄压面积相等。

A.4.5 如互相连通的容器系统未采取爆炸隔离措施,且不满足A.4.3和A.4.4规定的计算公式应用条 件,则应通过型式试验验证。

A.5 泄压导管的影响

A.5.1 如单个泄压导管的长径比L/D≤0.5,且泄压导管的容积小于被保护容器的容积,则可不考虑泄 压导管对最大受控爆炸压力pred,max的影响。

A.5.2 方形泄压导管的直径D应取其水力直径。

A.5.3 如泄压导管不满足A.5.1的要求,则容器的最大受控爆炸压力p'red,max应按式(A.14)计算: p'red,max=pred,max·[1+17.3·(A ·V-0.753)1.6· l]

……………………(A.14)

式中:

p'red,max———有泄压导管情况下被保护容器的最大受控爆炸压力,单位为兆帕(MPa);

pred,max———无泄压导管情况下被保护容器的最大受控爆炸压力,单位兆帕(为MPa);

A  ———无泄压导管情况下的理论泄压面积,单位为平方米(m2);

V  ———被保护容器的容积,单位为立方米(m3);

l   ———泄压导管的长度,单位为米(m)。

式(A.14)的应用条件如下。

———容器容积:0.1m3<V<10000m3。

———泄压管道的长径比:0.5<L/D≤20。

———泄压管道的长度:L≤10m。

———泄压装置的静开启压力:0.01MPa≤pstat≤0.02MPa。

注:允许静开启压力pstat小于0.01MPa,但计算泄压面积时,pstat的最低取值为0.01MPa。

———有泄压导管情况下的最大受控爆炸压力:p'red,max≤0.2MPa。

———无泄压导管情况下的最大受控爆炸压力:0.01MPa<pred,max≤0.2MPa,且pred,max≥(1+2r) pstat, r为pstat的相对允差。

———粉尘爆炸参数pmax与KSt:0.5MPa<pmax<1.2MPa,且1MPa·m/s<KSt<40MPa·m/s,如为 金属粉尘,则KSt<20MPa·m/s。

A.5.4 对于pmax、KSt和pstat等参数,如任何一个参数的值小于式(A.14)规定的有效范围,则应取该参 数有效范围的最小值。

A.5.5 如泄压管道的长度达到临界长度lS,则泄压导管的影响达到极限,泄压导管的长度l应按

10


GB 15605—2024


式(A.15)确定:


l =lS =1.947· pr-e0d.,3m7


(A.15)


A.5.6 如泄压导管的长度大于临界长度lS,则应将l=lS代入式(A.14)计算p'red, A.5.7 式(A.15)不适用于金属粉尘,式(A.14)的应用条件也适用于式(A.15)。

A.5 .8 泄压导管应满足以下要求:

a) 设计强度不小于被保护设备的强度;

b) 截面积等于泄压口面积;

c) 泄压面的轴线与泄压导管之间的夹角不超过20°;

d) 泄压导管内沿泄压方向截面不减小。

A.5.9 图A.1所示泄压导管的布置方式符合式(A.14)和式(A.15)的应用条件。



带有弯头的泄压导管


图A.1 符合式(A.14)和式(A.15)应用条件的泄压导管的设计示意图


A.5.10 图A.2所示泄压导管的布置方式不符合式(A.14)和式(A.15)的应用条件,除非有爆炸泄压试 验作为依据,可预测泄压导管对最大受控爆炸压力的影响,否则不可采用图A.2所示的任意一种泄压 导管布置方式。


泄压导管的截面积小于泄压面积


泄压导管的截面积大于泄压面积



90°拐弯


45°拐弯


图A.2 不符合式(A.14)和式(A.15)应用条件的泄压导管的设计示意图


A .6 异相混合物

A.6.1 A.6所规定的计算方法只适用于主要成分为可燃性粉尘的异相混合物。

A.6.2 如可燃气体或可燃溶剂蒸气的浓度在容器中任意空间的浓度低于其爆炸下限LELg或LELV 的20%,则应采用混合物中粉尘的爆炸性参数来评估异相混合物的爆炸风险。

A.6.3 如所处理产品中包含0.5%(质量分数)的可燃溶剂,则应将异相混合物的爆炸风险纳入考虑。

A.6.4 如存在异相混合物,则应采用式(A.1)~式(A.5)计算泄压面积,且应用条件满足:粉尘的爆炸指 数KSt<30MPa·m/s,可燃气体或可燃蒸气的爆炸指数KG<10MPa·m/s,且下列参数应作为 式(A.1)~式(A.5)的输入参数:


11


GB 15605—2024


———最大爆炸压力pmax=1MPa;

———粉尘爆炸指数KSt=50MPa·m/s。

A.6.5 对于由KSt>30MPa·m/s的可燃性粉尘或反应活性比丙烷强的可燃气体组成的异相混合 物,在进行泄压设计前应测定该异相混合物的爆炸特性。


12


GB 15605—2024


B .1 容器、料仓泄压面积的计算


附 录 B (资料性) 泄压面积计算示例


B .1 .1 容器的设计强度对泄压面积的影响


下面将应用A.2中的式(A.2)与式(A.5)计算容积为20m3的容器(长径比L/D=1)的泄压面积 A。此容器内无障碍物,并用爆破片(泄压效率EF=1)封闭泄压口。

对粉尘爆炸等级为St1、最大爆炸压力pmax=0.9MPa、爆破片的静开启压力pstat=0.01MPa的条 件,计算出来的不同设计强度p的容器所需泄压面积A如表B.1所示。


表B.1 长径比为1 ,不同设计强度的容器所需的泄压面积

(V=20m3,L/D=1,pmax=0.9 MPa,Kmax=20 MPa·m/s,pstat=0.01 MPa,EF=1)


最大受控爆炸压力(p=pred,max) MPa

泄压面积(A) m2

0.025

1.23

0.050

0.83

0.100

0.56

0.150

0.45


B .1 .2 容器的长径比对泄压面积的影响


对于设计强度低的容器,容器长径比L/D对所需有效泄压面积有显著影响。此影响随最大受控 爆炸压力的增大而减小,并在pred,max=0.15MPa时消失。

如将B.1.1算例中20m3容器的长径比改为L/D=3,其他条件不变,则所需泄压面积如表B.2 所示。


表B.2 长径比为3,不同设计强度的容器所需的泄压面积


(V=20 m3,L/D =1,pmax=0.9 MPa,Kmax=20 MPa·m/s,pstat=0.01 MPa,EF=1)


最大受控爆炸压力(p=pred,max) MPa

泄压面积(A) m2

0.025

3.21

0.050

1.65

0.100

0.76

0.150

0.45


13


GB 15605—2024


B .1 .3 泄压装置的泄压效率对泄压面积的影响

泄压装置的惯性会妨碍泄压过程进行,因此需要确定泄压装置的泄压效率EF。泄压装置的泄压效 率EF或有效泄压面积AE可从泄压装置检验书上获得。

几乎无惯性的泄压装置(例如聚乙烯薄膜或铝箔)的泄压效率EF=1(理想条件下)。泄爆门泄压效 率的典型数据范围为EF=0.5~0.8。

取设计强度p=pred,max=0.05MPa,将不同的泄压效率EF值代入式(A.2),对B.1.1算例中20m3 容器所需泄压面积进行计算,其结果如表B.3所示。


表B.3 泄压效率对泄压面积的影响

(V=20m3,L/D=1,pred,max=0.05MPa,pmax=0.9MPa,Kmax=20MPa·m/s,pstat=0.01MPa)


泄压效率(EF)

泄压面积(A) m2

1

0.83

0.8

1.04

0.6

1.38


B .2 泄压导管对容器设计强度的影响

如在爆破片的下游装有泄压导管,则容器的设计强度p需要按式(A.14)增至p'red,max,如表B.4 所示。


表B.4 根据不同长度泄压导管计算出的最大受控爆炸压力

(V=20m3,L/D=1,pmax=0.9MPa,Kmax=20MPa·m/s,pstat=0.01MPa,EF=1)


最大受控爆炸压力 (pred,max) MPa

泄压面积

(A) m2

泄压导管临界长度 (ls)

m

泄压导管长度(l) m

2m

4m

8m

设计强度(p=p'red,max)

MPa

0.025

1.23

7.62

0.057

0.090

0.150

0.050

0.83

5.90

0.084

0.119

0.153

0.100

0.56

4.56

0.137

0.174

0.185

0.150

0.45

3.93

0.187

0.226

0.226


B .3 泄压容器外部火焰长度与外部峰值压力

用D.1给出的式(D.1)和D.2给出的式(D.5)和式(D.7)估算火焰伸出容器泄压口后的最大长度LF 与二次爆炸的外部峰值压力pext,max。表B.5中列出了两个不同容积容器的外部压力pext,r,其随距泄压 口距离r的增大而降低。

14


GB 15605—2024


表B.5 泄压容器的火焰长度与外部峰值压力

(pmax=0.9MPa,L/D=1,EF=1,Kmax=20MPa·m/s,pstat=0.01MPa)


容器容积

(V)

m3

火焰长度 (LF)

m

泄压面积

(A) m2

最大受控 爆炸压力 (p red,max) MPa

外部峰值 压力 (pext,max) MPa

外部峰值压力 出现距离 (Rs)

m

距泄压口距离(r )

m

10

20

40

外部压力(pext,r) MPa

20

27.14

1.23

0.025

0.0088

6.79

0.0049

0.0017

0.0006

0.83

0.050

0.0168

0.0094

0.0033

0.0012

0.56

0.100

0.0322

0.0181

0.0064

0.0023

60

39.15

2.83

0.025

0.0116

9.79

0.0112

0.0040

0.0014

1.90

0.050

0.0223

0.0216

0.0076

0.0027

1.28

0.100

0.0428

0.04155

0.0147

0.0052


B .4 反冲力

表B.6列出了St1爆炸指数等级的粉尘,在两个向上爆炸泄压的容器中,泄爆时所施加给容器支撑 结构的反冲力FR,max［见式(D.8)］,反冲力持续时间tR［见式(D.9)］和所导致的冲量IR［见式(D.10)］。


表B.6 有关反冲力的计算示例

(pmax=0.9 MPa,L/D=1,Kmax=20 MPa·m/s,pstat=0.01 MPa,EF=1)


容器容积(V) m3

泄压面积(A) m2

最大受控爆炸压力

(pred,max) MPa

反冲力(FR,max) kN

反冲力持续时间 (t R)

s

冲量(I R) kN·s

20

1.23

0.025

36.59

1.30

24.75

0.83

0.050

49.39

0.96

24.75

0.56

0.100

66.64

0.71

24.75

60

2.82

0.025

3.90

1.70

74.26

1.90

0.050

113.05

1.26

74.26

1.28

0.100

152.32

0.94

74.26


15


GB 15605—2024


附 录 C (资料性) 计算泄压面积时确定被保护容器/料仓的长径比


C.1  概述


C.1.1 应用式(A.2)、式(A.6)、式(A.7)和式(A.11)计算泄压面积时,需要确定长径比L/D。L/D与 容器的形状和泄压口的位置有关,其值与容器表观上的长径比不一定相等。

C.1.2 式(A.2)、式(A.6)、式(A.7)和式(A.11)能用于最坏的情况,即泄压口设置在容器的顶部。因为 在此情况下,火焰在泄出前可能从容器的一端通过整个容器的长度才到达泄压口。

C.1.3 在上述情况下,如容器是圆筒形或矩形,则可直接从容器的物理尺寸(长度和直径或宽度与深 度)计算长径比L/D。如容器由圆筒部分和圆锥部分组成,或者泄压装置设置在容器的侧面,则长径比 L/D只能根据容器或料仓的设计、容器内有效火焰传播距离(火焰在泄压前通过的距离)Leff,和有效火 焰体积(火焰在泄压前通过的体积)Veff进行估算求得。

C.1 .4 长径比L/D的简易计算步骤如下:

a) 计算有效火焰传播距离Leff;

b) 计算有效火焰体积Veff;

c) 用有效火焰体积Veff除以有效火焰传播距离Leff得到有效横截面积Aeff;

d) 通过有效横截面积Aeff计算出有效直径Deff;

e) 长径比L/D=Leff/Deff。

C.1.5 长径比L/D的计算示例见C.2~C.9。

C.2 圆筒形容器顶部泄压


圆筒形容器的顶部泄压示例如图C.1所示。

此例中,火焰从容器底部传播至顶部泄压口,长径比L/D等于容器表观上的长径比,计算步骤 如下:

a) 有效火焰传播距离Leff=6m;

b) 有效火焰体积Veff=(πD2/4)H=(π×1.82/4)×6=15.27m3(见图C.1中阴影部分);

c) 有效横截面积Aeff=Veff/H=15.27/6=2.545m2;

d) 有效直径Deff=(4Aeff/π)0.5=(4×2.545/π)0.5=1.8m;

e) 长径比L/D=Leff/Deff=6/1.8=3.333。


16


GB 15605—2024



标引序号（符号）说明:

1 ———泄压口;

H ———容器底部至顶部泄压口的高度;

D ———容器直径。

图C.1 圆筒形容器顶部泄压示意图

C .3 圆筒形容器侧面泄压

圆筒形容器的侧面泄压示例如图C.2所示。



标引序号（符号）说明:

1 ———泄压口;

H ———容器底部至泄压口上边界的高度;

D ———容器直径。


图C.2 圆筒形容器侧面泄压示意图


17


GB 15605—2024


此例中,火焰从容器底部传播至顶部泄压口上边界,长径比L/D不等于容器表观上的长径比,计 算步骤如下:

a) 有效火焰传播距离Leff=H=4m;

b) 有效火焰体积Veff=(πD2/4)H=(π×1.82/4)×4=10.18m3(见图C.2中阴影部分);

c) 有效横截面积Aeff=Veff/H=10.18/4=2.545m2;

d) 有效直径Deff=(4Aeff/π)0.5=(4×2.545/π)0.5=1.8m;

e) 长径比L/D =Leff/Deff=4/1.8=2.22。

C .4 带锥体的圆筒形容器顶部泄压

带锥体的圆筒形容器的顶部泄压示例如图C.3所示。

此例中,火焰从容器底部传播至顶部泄压口,计算步骤如下:

a) 由于火焰在锥体中不能充分伸展,有效火焰传播距离为锥体高度的1/3加上圆筒高度,即 Leff=1/3×2+4=4.667m;

b) 火焰通过的全部有效体积Veff为锥体容积的1/3加上圆筒的容积,即有效火焰体积Veff=(π× 1.82/4)×4+2×π/3×(0.92+0.9×0.25+0.252)/3=10.18+0.77=10.95m3(见图C.3中阴 影部分);

c) 有效横截面积Aeff=Veff/H=10.95/4.667=2.346m2;

d) 有效直径Deff=(4Aeff/π)0.5=(4×2.346/π)0.5=1.728m;

e) 长径比L/D=Leff/Deff=4.667/1.728=2.70。



标引序号(符号)说明:

1 ———泄压口;

H ———锥体高度的1/3处至泄压装置上边界的高度。

图C.3 带锥体的圆筒形容器顶部泄压示意图

C.5 带锥体的圆筒形容器侧面泄压(泄压口靠近锥体)

带锥体的圆筒形容器的侧面泄压示例如图C.4所示。

此例中,火焰从容器顶部传播至泄压口下边界,计算步骤如下:

a) 有效火焰传播距离Leff=4m;


18


GB 15605—2024


b) 有效火焰体积Veff=(π×1.82/4)×4=10.18m3(见图C.4中阴影部分);

c)  有效横截面积Aeff=Veff/H=10.18/4=2.55m2;

d) 有效直径Deff=(4Aeff/π)0.5=(4×2.55/π)0.5=1.80m;

e)  长径比L/D =Leff/Deff=4/1.80=2.22。



标引序号（符号）说明:

1 ———泄压口;

H ———容器顶部到泄压口下边界的高度。


图C.4 带锥体的圆筒形容器侧面泄压（泄压口靠近锥体）示意图


C .6 带锥体的方形容器侧面泄压

带锥体的方形容器的侧面泄压示例如图C.5所示。


19


GB 15605—2024



标引序号(符号)说明:

1 ———泄压口;

H ———锥体高度的1/3处至泄压装置上边界的高度。

图C .5 带锥体的方形容器侧面泄压示意图

此例中,火焰从容器底部传播至泄压口上边界,计算步骤如下:

a) 由于火焰在锥体中不能充分伸展,方形容器内的有效火焰传播距离为锥体高度的1/3加上方 形容器底部至泄压装置上边界的垂直距离,即Leff=1/3×2+3=3.667m;

b) 火焰通过的全部有效体积Veff为锥体容积的1/3加上方形容器底部至泄压口上边界的空 间,即有效火焰体积Veff=1/3×[0.5×2×(1.5-0.3)/2+0.3×2×(1.8-0.5)/2+2× (1.8-0.5)×(1.5-0.3)/3+0.5×0.3×2]+1.8×1.5×3=1/3×2.33+8.1=8.877m3(见 图C.5中阴影部分);

c)  有效横截面积Aeff=Veff/H=8.877/3.667=2.42m2;

d) 有效直径Deff=(4Aeff/π)0.5=(4×2.42/3.14)0.5=1.756m;

e) 长径比L/D=Leff/Deff=3.667/1.756=2.089。

C.7 带锥体的方形容器侧面泄压(泄压口靠近锥体)

带锥体的方形容器的侧面泄压(泄压口靠近锥体)示例如图C.6所示。


20


GB 15605—2024


标引序号(符号)说明:


1 ———泄压口;



H ———容器顶部到泄压口下边界的高度。


图C.6 带锥体的方形容器侧面泄压(泄压口靠近锥体)示意图


此例中,火焰从容器顶部传播至泄压口下边界,计算步骤如下:

a) 有效火焰传播距离Leff=4.5m;

b) 有效火焰体积Veff=4.5×1.8×1.5=12.15m3(见图C.6中阴影部分);

c) 有效横截面积Aeff=Veff/H=12.15/4.5=2.7m2;

d) 有效直径Deff=(4Aeff/π)0.5=(4×2.7/3.14)0.5=1.854m;

e) 长径比L/D=Leff/Deff=4.5/1.854=2.427。


C.8 方锥和圆锥的体积计算


方锥的体积计算示例如图C.7所示。


21


GB 15605—2024



标引序号(符号)说明：

aι 底面长，单位为米(m)； bi 底面宽，单位为米(m)；

ha——方锥的高，单位为米(m);

a2——顶面长，单位为米(m);

b2——顶面宽，单位为米(m);

Vs——方锥的体积，单位为立方米(m3)。

图C.7方锥体积计算示意图

方锥的体积按式(C.1)计算：

Vs =ha∕3[αι bi + (ai bi α2 62)"5 + α2 b2]     ........................( C.1 )

圆锥的体积按式(C.2)计算：

Vc =π(h)(D2 +Di D2 +D2)∕12        ........................( C.2 )

式中：

Vc——圆锥的体积，单位为立方米(m3);

h——圆锥的高，单位为米(m);

Di——底面直径，单位为米(m);

D2--顶面直径，单位为米(m)。

C.9带有锥体(料斗)的方形布袋除尘器的侧面泄压(泄压口靠近锥体)

带锥体(料斗)的方形布袋除尘器的侧面泄压(泄压口靠近锥体)示例如图C.8所示。


22


GB 15605—2024



标引序号（符号）说明：

1  ——洁净室；

2  ——含尘室；

3  --泄压口 ；

Leff——有效火焰传播距离。

图C.8带有锥体（料斗）的方形布袋除尘器的侧面泄压（泄压口靠近锥体）示意图

此例中，泄压口均匀分布在除尘器的两侧，除尘器内上半部分网格结构的过滤元件在计算时属于可 忽略的类型。因此计算时,需按火焰从除尘器底部开始传播,计算步骤如下：

a）有效火焰传播距离Lef = 1.2 + 0.6 = 1.8m;

b）有效火焰体积 Veff = 1.2×6.2×2.8 + 1∕3×{1.8∕3×[5×0.4+（5×0.4×6.2×2.8）0∙5+6.2×

2.8]}=20.83+ 1∕3× 16.56 = 26.35 m3;

c）有效横截面积 Aef=Vef/Lef = 26.35/1.8 = 14.64 m2;

d）有效直径 Deff = （4Aeff∕π）0.5 = （4×14.64∕π）0.5=4.32 m；

e）由于 Leff∕Deff = 1.8/4.32 = 0.42≤1,所以长径比 L/D = 1。


23


GB 15605—2024


附 录 D (资料性) 容器爆炸泄压的附加影响及其防护

D.1 火焰范围

D.1.1 泄压口外部的火焰长度需按式(D.1)和式(D.2)计算:

水平泄压:

LF =10· V1/3            ……………………(D.1)

垂直泄压:

LF =8· V1/3            ……………………(D.2)

式中:

LF———火焰长度,单位为米(m);

V ———被保护容器的容积,单位为立方米(m3)。

式(D.1)和式(D.2)的应用条件如下。

———容器容积:0.1m3≤V≤10000m3。

———静开启压力:0.01MPa≤pstat≤0.02MPa。

注:允许静开启压力pstat小于0.01MPa,但计算泄压面积时,pstat的最低取值为0.01MPa。

———最大受控爆炸压力:0.01MPa<pred,max≤0.2MPa。

———粉尘最大爆炸压力:0.5MPa≤pmax≤1.0MPa。

———粉尘爆炸指数:1MPa·m/s≤KSt≤30MPa·m/s。

———容器的长径比:L/D<2。

———如计算结果超过60m,则火焰长度LF取60m。

D.1.2 水平或垂直方向爆炸泄压的火焰宽度需按式(D.3)计算:

WF = 2.8· V1/3           ……………………(D.3)

式中:

WF———火焰宽度,单位为米(m);

V ———容器容积,单位为立方米(m3)。

式(D.3)的应用条件如下。

———粉尘爆炸指数:KSt≤20MPa·m/s。

———式(D.1)和式(D.2)的其他应用条件也适用于式(D.3)。

D.1.3 泄压口附近的影响区域需按以下方法设置:火焰区域向外延伸1m的范围,火焰长度和火焰宽 度按D.1的要求计算,如图D.1所示。


24


GB 15605—2024



标引序号(符号)说明:

1———泄压口;

l———火焰长度;

b———火焰宽度。

图D .1 泄压口附近危险区域的平面示意图

D.2 压力的外部影响

D.2 .1 爆炸泄压的外部影响需要考虑泄压口外部区域的粉尘云爆炸产生的压力和容器内部爆炸泄压

所产生的压力的叠加效应。

注:爆炸泄压产生的压力有很强的方向效应,泄压口外部区域的粉尘云爆炸产生的压力没有方向效应。

D.2.2 泄压口外部区域的粉尘云爆炸产生的外部峰值压力需按式(D.4)计算:

pext,max =0.2 × pred,max ×A0V.1 ×V0.18       ……………………(D.4)

式中:

pext,max———外部峰值压力,单位为兆帕(MPa);

pred,max———最大受控爆炸压力,单位为兆帕(MPa);

AV  ———几何泄压面积,单位为平方米(m2);

V  ———容器容积,单位为立方米(m3)。

式(D.4)的应用条件如下。

———容器容积:0.1m3≤V≤250m3。

———泄压装置的静开启压力:pstat≤0.01MPa。

———最大受控爆炸压力:0.01MPa<pred,max≤0.1MPa。

———距泄压口的距离:r>RS。

———粉尘最大爆炸压力:pmax≤0.9MPa。

———粉尘KSt值:KSt≤20MPa·m/s。

———容器的长径比:L/D<2。

D.2.3 外部峰值压力pext,max的出现距离需按式(D.5)计算:

RS =0.25· LF           ……………………(D.5)

式中:

LF———火焰长度,单位为米(m),按D.1.1中的式(D.1)或式(D.2)计算。

25


GB 15605—2024


注:式(D.5)的应用条件与式(D.4)的应用条件相同。

D.2.4 在距泄压口距离大于RS的较远位置r处,泄压口外部区域的粉尘云爆炸产生的外部压力pext,r 会降低,需按式(D.6)对其进行计算:

pext,r =pext,max·(RS/r)1.5           ……………………(D.6)

式中:

r———外部压力计算位置距泄压口的距离,单位为米(m)。

注:式(D.6)的应用条件与式(D.4)的应用条件相同。

D.2.5 容器内部爆炸泄放所产生的外部压力pext,r需按式(D.7)计算:

pext,r=1.24· pred,max·(D/r)1.35/[1+(α/56)2]……………………(D.7) 式中:

r———距离泄压口的距离,单位为米(m),且r>RS;

D———泄压口的水力直径,单位为米(m);

α———泄压方向角,单位为度(°),且泄压面正方向的α=0°,泄压面侧方向的α=90°。

注:式(D.7)的应用条件与式(D.4)的应用条件相同。

D.3 反冲力

D.3.1  最大反冲力FRmax需按式(D.8)计算:

FRmax =1190· AV· pred,max        ……………………(D.8)

式中:

FRmax ———反冲力,单位为千牛(kN);

AV  ———几何泄压面积,单位为平方米(m2);

pred,max ———最大受控爆炸压力,单位为兆帕(MPa)。

D.3.2 在泄压设计时,需要考虑:在容器的两侧对称布置相同面积的泄压口,因为泄压口不能保证同时 开启,所以不能保证反冲力会互相抵消。

D.3.3 泄压容器支撑结构的设计需要考虑反冲力的持续时间tR,且需按式(D.9)计算:

tR=(KSt·V ·10-4)/(AV· pred,max)     ……………………(D.9)

式中:

tR  ———反冲力脉冲的持续时间,单位为秒(s);

KSt ———粉尘爆炸常数,单位为兆帕米每秒(MPa·m/s);

V   ———容器容积,单位为立方米(m3);

pred,max———最大受控爆炸压力,单位为兆帕(MPa);

AV  ———几何泄压面积,单位为平方米(m2)。

D.3.4 反冲力产生的冲量IR需按式(D.10)计算:

I R =0 .52· F Rmax· t R          ……………………(D.10)

式中:

IR———反冲力冲量,单位为千牛秒(kN·s)。

D.4 真空消除器

为防止容器内产生不可接受的高真空,需按式(D.11)确定真空消除器的尺寸。

Asuc =[-0.00219·lnpvac -0.00617] ×V(-0.0207·lnpvac+0.6240)

……………………(D.11)


26


GB 15605—2024


式中：

Asuc——有效抽吸面积，单位为平方米（m\）；

力皿——耐真空强度，单位为兆帕（MPa）；

V——容器容积,单位为立方米（mD。

式（D.11）的应用条件如下。

-容器容积：5 m3≤V≤5 OOO m3 0

—容器耐真空强度：0.002 5 MPaWPVaCWO.05 MPa


27


GB 15605—2024


附 录 E （资料性） 导向板

E.1 为了限制爆炸泄压时火焰向外喷射造成危害,需采用导向板限制火焰长度。图E.1所示为导向板 的一种设计安装模式。

E.2 在导向板外围需规定一个危险区域,当设备运行时禁止人员进入此区域。危险区需具有足够的横 向伸展以避免火焰横向偏转产生的危险。由于火焰会围绕导向板,因此导向板的正后方区域也是不安 全的。

E.3 导向板的面积需至少为泄压口面积的3倍,其长度需至少为泄压口长度的1.6倍。

E.4 导向板的水平倾角需至少为45°~60°,以便使喷射火焰向上偏转。泄压口的中心轴线需穿过导 向板的中心。

E.5 导向板需设置在离泄压口合理的位置,以保证不会阻碍泄压过程,同时发挥设计的导向性能。

注:图E.1给出的1.5D的距离能满足要求,其中D为泄压口的水力直径,在实际应用中视不同情况予以修正。

E.6 需对导向板进行牢固安装以使其能承受泄爆受力,此受力等于最大受控爆炸压力乘以导向板的 面积。

注:上述设计准则只适用于容积为20m3以内的容器。



标引序号（符号）说明:

1 ———爆炸泄压装置;

2———容器;

3 ———距危险区域的距离;

4 ———牢固安装的导向板;

D ———泄压口的水力直径。


图E .1 爆炸导向板的设计


28


GB 15605—2024


F.1 外滤式袋式除尘器


附 录 F

(资料性) 除尘器爆炸泄压设计的特殊考虑


F.1 .1 外滤式袋式除尘器的洁净室需包括滤袋、滤筒和支撑结构的内部容积。计算含尘室容积时,需 扣除过滤元件占用的体积。

F.1 .2 当外滤式袋式除尘器的滤袋或滤筒之间的距离a小于滤袋或滤筒的半径r或宽度b时,如


图F.1所示,则计算含尘室容积时,可扣除整个过滤单元外部包络线占用的空间。



标引符号说明:

a———滤筒或滤袋之间的距离;

b———滤筒或滤袋的宽度;

r———滤筒或滤袋的半径。

图F.1 过滤单元排列形式的举例(a≤r ;a≤b)

F.1 .3 当洁净室内含有可燃性粉尘,或爆炸时含尘室和洁净室的隔离结构不能保持完整时,则洁净室 需进行爆炸泄压设计。

F.1 .4 外滤式袋式除尘器的泄压口正前方不能有滤袋或滤筒阻挡,需设置防止滤筒阻挡泄压口的滤筒 固定装置,例如靠泄压口一侧设置约束钢条。最靠近泄压口的滤筒与泄压口之间的间距X需保证泄压 口前方通道面积不小于泄压面积。如图F.2所示。


29


GB 15605—2024



a) 移除滤袋或滤筒

标引符号说明:

X ———泄压口正前方至滤筒或滤袋的距离;

D ———泄压口的直径。


b) 截短滤袋或滤筒


图F .2 泄压口前方的滤袋或滤筒处理


F.2 旋风除尘器


F.2.1 旋风除尘器的爆炸泄压设计需考虑旋风除尘器沉降段的容积。被保护容器的容积为图F.3中


圆柱体积V1、圆锥体积V2和沉降段体积V3之和。


标引符号说明:

a ———进气流方向;

b ———出气流方向;

A ———泄爆口;

V1 ———圆柱段范围;

V2 ———圆锥段范围;

V3 ———沉降段范围。



图F .3 旋风除尘器结构的举例


30


GB 15605—2024


F.2.2典型的旋风除尘器泄压口设置在出气管道的顶部和除尘器主体的肩部（环绕分布在出气管道周 围）。

F.2.3如将旋风除尘器的出气口顶部作为泄压口，则出气管道需作为泄压导管考虑，且其长度为 La,并按有泄压导管的条件计算泄压面积。

F.24如将旋风除尘器的出气口顶部作为泄压口，且出气管道为渐扩管，则需采用较小的横截面积 （图F.3中的直径X对应的面积）计算最大受控爆炸压力。


31


GB 15605—2024


附 录 G (资料性) 管道的爆炸泄压设计

如果初始爆炸在已采取爆炸保护措施的容器中发生,且最大受控爆炸压力pred,max不超过0.05MPa,爆 炸在无障碍管道中的传播距离L与该距离处的爆炸压力pL的关系采用式(G.1)、式(G2)、式(G.3)


估算:

a) 如KSt≤10MPa·m/s,L/D≤100

L=D ·{324.8·[1-exp(- 1.072· pL)]}  ……………………(G.1)

b) 如10MPa·m/s<KSt≤20MPa·m/s,L/D≤50

L=D ·[83.57-81.99·exp(-1.64· pL)]  ……………………(G.2)

c) 如20MPa·m/s<KSt≤30MPa·m/s,L/D≤50


L=D ·[63.76-62.42·exp(-1.484· pL)]

……………………(G.3)

式中:

L ———爆炸在无障碍管道中的传播距离,该距离处的爆炸压力为pL,单位为米(m);

D ———管道直径,单位为米(m),且0.2m≤D≤0.6m;

pL ———爆炸传播距离L处的局部压力,单位为兆帕(MPa)。


32


GB 15605—2024


附 录 H （资料性） 斗式提升机爆炸泄压设计


H.1 强度未知的斗式提升机爆炸泄压设计

强度未知的斗式提升机宜按以下要求进行泄压设计。

a） 在头部的顶面或侧面设置爆炸泄压装置。

b） 在底部设置泄压装置。

c） 设置在头部和底部的泄压装置,满足以下条件之一:

• 单位体积的有效泄压面积不宜低于0.05m2/m3;

• 宜设置尽可能大的有效泄压面积。

d） 腿部长度不低于12m的,在腿部侧面每隔12m至少设置1个泄压装置,且其有效泄压面积 不小于箱体截面积。

e） 泄压装置的静开启压力不大于0.01MPa。


H.2 双腿方筒斗式提升机


H.2.1 处理爆炸指数KSt<10MPa·m/s的粉尘的斗式提升机,如其耐压强度大于0.1MPa,则无论 其长度如何,可不采用泄压设计。

H.2.2 处理爆炸指数KSt≥10MPa·m/s的粉尘的斗式提升机,如其最低耐压强度pmin和粉尘爆炸指 数KSt符合图H.1的条件,则需按表H.1的要求进行泄压设计。



图H.1 斗式提升机耐压强度与粉尘爆炸指数的关系


表H.1 斗式提升机爆炸泄压设计要求


图H.1中曲线编号

泄压位置

1

头部+底部+箱体（最大间隔3m）

2

头部+底部+箱体（最大间隔6m）


33


GB 15605—2024


表H.1 斗式提升机爆炸泄压设计要求(续)


图H.1中曲线编号

泄压位置

3

头部+箱体(最大间隔3m)

4

头部+箱体(最大间隔6m)

5

长度大于12m的:头部+箱体(最大间隔12m);

长度小于12m的:头部


H.2.3 图H.1中5条曲线的表达式如式(H.1)所示:

10· pmin =exp[a × (10 × KSt)c +b]    ……………………(H.1)

式中参数按表H.2选取。


表H.2 式(H.1)中的参数


序号

a

b

c

1

3.292×10-6

-1.957

2.5

2

0.438

-5.761

0.5

3

-67.98

5.467

-0.5

4

-401.6

2.78

-1

5

0.673

-7.74

0.5


H.2.4 表H.1需符合如下应用条件:

a) 点火源仅位于提升机内部(连接设备不会引入爆炸);

b) 有机粉尘;

c) 横截面为矩形;

d) 横截面未占据的空间＜60%;

e) 金属料斗;

f) 粉尘爆炸指数KSt≤15MPa·m/s的料斗间距≤280mm;

g) 粉尘爆炸指数KSt≤20MPa·m/s的料斗间距≤140mm;

h) 每个泄压位置的有效泄压面积不小于横截面积;

i) 静开启压力pstat≤0.01MPa;

j) 粉尘最大爆炸压力pmax≤1MPa;

k) 粉尘爆炸指数KSt≤20MPa·m/s。

H.2.5 因为塑料材质的料斗吸热性能不如金属,所以采用塑料料斗的提升机强度需根据表H.3的要求 进行修正。


34


GB 15605—2024


表H.3 采用塑料料斗的提升机最低强度修正


粉尘爆炸指数(KSt) MPa·m/s

斗式提升机最低强度提升率 %

KSt<10

20

10≤KSt≤15

35

15<KSt≤20

50


H.2.6 根据表H.1,应用条件符合以下要求的设计举例如下:

a) 泄压面积≥提升机横截面积;

b) 静开启压力pstat≤0.01MPa;

c) 泄压效率EF=1;

d) 提升机双腿之间无空气平衡口;

e) 提升机底部的泄压装置如图H.2所示位于双腿之间,或位于底部侧面。如受限于安装空 间,底部的泄压装置可直接安装在靠近底部的双腿上(提升机底部和泄压装置下沿的最大间距 为0.3m)。

示例1 :［如图H.2a)所示］:

a) 粉尘爆炸指数KSt≤15MPa·m/s;

b) 泄压装置位置:提升机头部和双腿,最大间距为12m(从提升机底部上沿开始计算);

c) 最低耐压强度pmin=0.17MPa;

d) 如采用塑料材质的料斗,则最低耐压强度pmin=0.17×1.35=0.23MPa。

示例2:［如图H.2b)所示］:

a) 粉尘爆炸指数KSt≤15MPa·m/s;

b) 泄压装置位置:提升机头部、底部及双腿,最大间距为6m(从提升机底部上沿开始计算);

c) 最低耐压强度pmin=0.07MPa;

d) 如采用塑料材质的料斗,则最低耐压强度pmin=0.07×1.35=0.10MPa。


35


GB 15605—2024



∈ O^w UI9 ∈



a）泄压位置：头部和双腿       b）泄压位置：头部、底部及双腿

图H.2斗式提升机爆炸泄压设计举例


H.3双腿圆筒斗式提升机


双腿圆筒斗式提升机的整体耐爆强度需至少为双腿方筒斗式提升机的2倍。


36


参 考 文 献


[1] GB/T16426 粉尘云最大爆炸压力和最大压力上升速率测定方法


[2]


EN14491:2012 Dustexplosionventingprotectivesystems


[3]


EN14797:2006 Explosionventingdevices


[4]


EN16009:2011 Flamelessexplosionventingdevices


GB 15605—2024


[5]


NFPA61:2020 StandardforthePreventionofFiresandDustExplosionsinAgricultural


andFoodProcessingFacilities

[6] NFPA654:2020 StandardforthePreventionofFireandDustExplosionsfromtheManu-facturing,Processing,andHandlingofCombustibleParticulateSolids

[7] NFPA68:2023 StandardonExplosionProtectionbyDeflagrationVenting

[8] VDI2263part8.1:2011  Dustfiresanddustexplosions—Hazards-assessment-protec-

tivemeasures—Fireandexplosionprotectiononelevators—Examples


37