1、 中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准 GBXXXXX201X 粉尘爆炸泄压装置技术要求 Technicalrequirementsof dustexplosion venting devices （征求意见稿） 201XXXXX 发布 201XXXXX 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会会 发布 ICS: UDC 622.814/.817 II 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 一般要求 . 5 4.1 通则 . 5 4
2、.2 无火焰爆炸泄压装置 . 5 4.3 背压支撑装置 . 6 5 常规爆炸泄压装置的型式试验 . 6 5.1 一般要求 . 6 5.2 静开启压力试验 . 6 5.2.1 一般要求 . 6 5.2.2 压力试验方法 . 6 5.2.3 机械试验方法 . 7 5.2.4 温度影响 . 7 5.2.5 测试数量 . 7 5.3 爆炸试验 . 7 5.3.1 一般要求 . 7 5.3.2 机械完整性 . 7 5.3.3 泄压效率 . 8 6 无火焰爆炸泄压装置的型式试验 . 8 6.1 一般要求 . 8 6.2 试验粉尘的要求 . 9 6.3 测试容器的容积和标称保护容积 . 9 6.4 灭火性能
3、 . 9 6.5 泄压效率 . 10 6.6 对外部环境的影响 . 10 6.7 试验报告 . 10 7 使用信息 . 11 8 标识 . 12 附录 A （资料性附录）典型的爆炸泄压装置 . 14 A.1 概述 . 14 A.2 自动复位式爆炸泄压装置 . 14 A.2.1 配重式泄爆门 . 14 A.2.2 弹簧式泄爆门 . 14 II A.3 手动复位式爆炸泄压装置 . 15 A.4 带有不可重用泄压元件的爆炸泄压装置 . 16 A.4.1 爆破板 . 16 A.4.2 弹出式泄压板 . 16 A.4.3 背压支撑装置 . 17 附录 B （资料性附录）典型的无火焰爆炸泄压装置 . 19
4、 附录 C （资料性附录）无火焰泄压设计示例 . 21 C.1 假设工况 . 21 C.2 泄压设计举例 . 21 附录 D （资料性附录）有效泄压面积的计算示例 . 22 附录 E （资料性附录）无火焰泄压的条件 . 23 E.1 可燃粉尘的性质，燃烧热和火焰温度 . 23 E.2 灭火元件的堵塞 . 23 附录 F （资料性附录）安装、维护和保养 . 26 附录 G （资料性附录）无火焰爆炸泄压对周围区域的压力 . 27 前 言 本标准除 1、2、3 章和 7.8 外的全部技术内容为强制性。 本标准的附录 A、附录 B、附录 C、附录 D、附录 E、附录 F 和附录 G 为资料性附录。 本
5、标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准使用重新起草法参考欧盟标准 EN 14797:2006爆炸泄压装置和 EN 16009:2011无火 焰爆炸泄压装置编制，与 EN 14797:2006 和 EN 16009:2011 的一致性程度为非等效。 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这些专利的责任。 本标准由国家安全生产监督管理总局提出。 本标准由全国安全生产标准化技术委员会粉尘防爆分技术委员会归口。 本标准起草单位：东北大学、沈阳因斯福环保安全科技有限公司、沈阳特种设备检测研究院。 本标准主要起草人：钟圣俊、李刚、苗楠、蒋关宇、丁春辉、胡熙玉
6、、刘刚、孙少辰。 本标准为新制定标准。 爆炸泄压装置技术要求 1 范围 本标准规定了用于常规爆炸泄压装置和无火焰爆炸泄压装置的技术要求。 本标准适用于粉尘爆炸危险场所用爆炸泄压装置。 本标准不适用于有毒性或腐蚀性的粉尘、烟花爆竹、火炸药、含能材料或其它不需要助燃气体 能自身发生爆炸的粉尘。 本标准不适用于可能发生粉尘爆轰和热失控反应的设备。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本 文件。凡是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。 GB 12476.1 可燃性粉尘环境用电气设备第 1 部分：通用要求 GB
7、15605 粉尘爆炸泄压规范 GB/T 15604 粉尘防爆术语 3 术语和定义 GB 15605 和 GB/T 15604 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为便于使用，以下重复列 出了 GB 15605 中的某些术语和定义。 3.1 围包体 enclosure 内部存在空间，围包可燃粉尘的物体，包括房间、建筑物、容器、设备和管道等。 GB 15605-2018，定义 3.1 3.2 爆炸泄压 explosion venting 泄压，泄爆 一种控制围包体内爆炸压力的防护方法，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围包体。 GB 15605-
8、2018，定义 3.2 3.3 爆炸泄压装置 explosion venting device 泄压装置，泄爆装置 采用爆炸泄压方法保护围包体的装置，在正常作业时封闭泄压口，在爆炸时打开泄压口释放爆 2 炸压力。爆炸泄压装置的示例参见附录 A。 GB 15605-2018，定义 3.15 3.4 无火焰爆炸泄压 flameless explosion venting 无火焰泄压，无火焰泄爆 一种可以防止火焰传播到被保护围包体和泄压装置的外部，并降低爆炸对外部造成危害的爆炸 泄压方法。 GB 15605-2018，定义 3.16 3.5 无火焰爆炸泄压装置 flameless explosion
9、 venting device 无火焰泄压装置，无火焰泄爆装置 带有灭火元件，采用无火焰爆炸泄压方法保护围包体的装置。无火焰爆炸泄压装置的示例参见 附录 B。 GB 15605-2018，定义 3.17 3.6 可重用爆炸泄压装置 explosion venting device with reusable elements 发生爆炸泄压后，无需更换泄压元件，并可通过自动或手动方式复位，可以重复使用的爆炸泄 压装置。 3.7 不可重用爆炸泄压装置 explosion venting device with non-reusable elements 发生爆炸泄压后，需要更换一个或多个泄压元件才
10、能重新使用的爆炸泄压装置。 3.8 背压支撑装置 back pressure supports 背压托架 用来防止爆炸泄压装置由于出现内外压差而发生意外破坏的支撑架。 3.7.1 开启型背压支撑装置 opening back pressure supports 爆炸泄压时，与泄压元件同时开启的背压支撑装置。 3.7.2 非开启型背压支撑装置 non-opening back pressure supports 爆炸泄压时，不开启的背压支撑装置。 3.9 保持元件 retaining element 爆炸泄压装置上用于确定静开启压力的一个或多个元件。 注：保持元件可以是可重用的或不可重用的。 3
11、.10 泄压元件 venting element 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：泄压元件可以包含或不包含保持元件，可以是可重用的或不可重用的。 3.11 基准泄压元件 baseline venting element 单位面积重量小于 0.5kg m-2且在惯性作用下不阻碍泄压过程的泄压元件。 示例： 爆破板。 GB 15605-2018，定义 3.18 3.12 约束元件 restraining element 爆炸泄压装置上，用于防止形成危险抛射物的一个或多个元件。 3.13 灭火元件 flame quenching element 无火焰爆炸泄压
12、装置上，用于防止火焰传播到被保护容器外部从而降低爆炸泄压对容器外部造 成危害的一个或多个元件。 3.14 爆破板 rapture panel 爆破膜 一种不能重新关闭泄压口，且不能再次使用的基准泄压元件，它在一定的开启压力下破裂打开 泄压口。 GB 15605-2018，定义 3.19 3.15 泄爆门 explosion venting door 在给定的开启压力下打开泄压口，且在爆炸泄压后能自动或手动关闭泄压口的一种可重用爆炸 泄压装置。 GB 15605-2018，定义 3.20 3.16 受控爆炸压力 reduced explosion overpressure pred 采取了爆炸控
13、制措施后，受保护围包体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。 GB 15605-2018，定义 3.6 3.17 最大受控爆炸压力 maximum reduced explosion overpressure pred, max 系统地改变可燃物的浓度所测得的受控爆炸压力 pred的最大值。 注：如果爆炸控制措施为爆炸泄压，最大受控爆炸压力也称最大泄爆压力。 GB 15605-2018，定义 3.7 4 3.18 静开启压力 static activation pressure pstat 按标准的测试方法，通过压力缓慢上升使泄压装置动作的内外压力差
14、。 GB 15605-2018，定义 3.8 3.19 静开启压力允差 static activation pressure tolerance range 爆炸泄压装置的最大静开启压力和最小静开启压力与其标称静开启压力的差值。 3.20 归一化爆炸压力上升速率 normalized rate of explosion overpressure Km 在规定的测试条件下，在密闭容器中采用特定的可燃物质与空气混合物测得的爆炸压力上升速 率(dp/dt)m与测试容器容积的立方根 V1/3的乘积，即： （1） 式中： (dp/dt)m爆炸压力上升速率。 注：Km是一个与浓度相关的参数，同一种粉尘，浓
15、度不同，Km可能不同；而 KSt是一个与浓度无关的参数，是 多种反应物浓度下，最大的 Km。 3.21 几何泄压面积 geometric venting area AV 在考虑流通截面积减小的情况下，包括背压支撑装置、约束装置和爆炸泄压后的残留部件，爆 炸泄压时泄压口的最小流通截面积。 GB 15605-2018，定义 3.9 3.22 有效泄压面积 effective venting area 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。 GB 15605-2018，定义 3.10 3
16、.23 泄压效率 venting efficiency EF 为有效泄压面积与几何泄压面积的比值，表示泄压装置因为存在惯性或灭火元件而降低泄压效 果的无量纲数。 示例： 某泄爆门的几何泄压面积为 1m2， 如果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：基准泄压元件的泄压效率为 1。 GB 15605-2018，定义 3.12 3.24 标称保护容积 nominal protection volume Vmax, FV 根据制造商提供的设计，允许仅被单一无火焰爆炸泄压装置保护的容器的最大容积。 4 一般要求 4
17、.1 通则 4.1.1 爆炸泄压装置在所受压力超过其静开启压力时（在其静开启压力允差范围内）应开启。 4.1.2 所有未设计为爆裂的部件不应爆裂。 4.1.3 泄压元件应设计为不产生碎片形成的危险抛射物。 4.1.4 爆炸泄压装置应通过型式试验。 4.1.5 爆炸泄压装置的性能应包括以下参数： a）静开启压力 pstat及其允差； b）预期用途的爆炸指数 KSt； c）最大受控爆炸压力 pred, max； d）泄压效率 EF。 4.1.6 爆炸泄压装置的设计应适合环境条件和工艺条件，包括防止积雪和积冰，防止物料在泄压装置 的内表面积累等。 4.1.7 爆炸泄压装置的部件材料应适合其使用场所的
18、化学和物理条件，包括腐蚀环境，高温环境，低 温环境，机械振动环境，潮湿环境等。 4.1.8 应使用探测装置感知泄压装置的开启，发出报警并与工艺连锁（例如启动停机程序） 。该探测 装置应符合 GB 12476.1 的要求。 4.1.9 如果爆炸泄压装置的应用环境存在热量散失或结露的情况，则装置的内外表面应设计安装隔热 材料。 4.1.10 爆炸泄压装置的垫片和密封件应与制造商规定的型号规格一致，且应满足使用场所的化学和 物理条件，包括腐蚀环境，高温环境，低温环境，机械振动环境，潮湿环境等。 4.1.11 背压支撑装置不应影响爆炸泄压装置正确实现其功能。当使用背压支撑装置时，应考虑其对 于泄压面积
19、和泄压效率的影响。 4.1.12 爆炸泄压装置的设计和材料规格应充分考虑潜在点燃源，包括静电、热表面和探测装置。 4.2 无火焰爆炸泄压装置 4.2.1 无火焰爆炸泄压装置的灭火元件应适合其使用场所的化学和物理条件，包括温度范围，机械强 度，粉尘类型，腐蚀环境，机械振动环境，潮湿环境等。 4.2.2 无火焰爆炸泄压装置的应避免因泄漏的工艺粉尘进入灭火元件而导致泄压效率的降低。 4.2.3 采用单一无火焰爆炸泄压装置时，被保护的容器容积应不超过无火焰爆炸泄压装置标称保护容 积 Vmax, FV（参见附录 C） 。 4.2.4 采用多个无火焰爆炸泄压装置时，如果被保护容器容积是单一无火焰爆炸泄压装
20、置标称保护容 6 积 Vmax, FV的 n 倍 （不足 n 倍时按 n 倍计算） ， 则至少应使用 n 个无火焰爆炸泄压装置 （参见附录 C） 。 4.3 背压支撑装置 4.3.1 如果泄压装置本身不足以承受内外压差，则应采用背压支撑装置。 4.3.2 背压支撑装置应对泄压元件提供足够的支持，并安装在正确的一侧。 4.3.3 背压支撑装置应与泄压元件永久贴合或设计为泄压装置的一部分。 4.3.4 背压支撑装置应不影响泄压装置的开启。 4.3.5 泄压元件开启时，开启型背压支撑装置应能同时开启。 5 常规爆炸泄压装置的型式试验 5.1 一般要求 5.1.1 型式试验的评估内容应包括： a）静开
21、启压力 pstat； b）功能和机械完整性； c）泄压效率。 5.1.2 功能和机械完整性应通过爆炸试验来验证。 5.1.3 只采用基准泄压元件的泄压装置应直接认定其泄压效率为 1，否则应通过爆炸试验来确定。 5.1.4 所有型式试验都应有文档记录。 5.2 静开启压力试验 5.2.1 一般要求 5.2.1.1 根据泄压装置的类型，静开启压力的试验应采用以下方法之一进行： a） 压力试验方法： 通过在泄压元件上施加一个持续上升的液压或气压来确定静开启压力的方法； b）机械试验方法：通过在泄压元件上施加一个持续上升的机械压力来确定静开启压力的方法。 5.2.1.2 泄压装置的约束元件和泄压元件应
22、按制造商的使用说明正确安装在测试容器上。 5.2.1.3 静开启压力试验进行之前，爆炸泄压装置的内外压应相等。 5.2.1.4 静开启压力应在以下情况下确定： a）测试介质从测试设备中被释放时； b）泄压元件从约束元件上脱离时。 5.2.1.5 试验过程的压力-时间曲线应有记录。 5.2.1.6 对于含有可重用元件的爆炸泄压装置，静开启压力试验应在每次爆炸试验后重新进行，并验 证装置的密闭性。 5.2.1.7 试验时，应采取合适的安全措施。 5.2.2 压力试验方法 5.2.2.1 压力检测装置与爆炸泄压装置的连接方式应尽可能减少压降。 5.2.2.2 升压过程应按如下程序进行：压力应首先在
23、5 秒内升至预期最小静开启压力的 90%；然后在 120 秒内，稳定缓慢的升高至试验结束。 5.2.3 机械试验方法 5.2.3.1 机械压力的施加方向应与泄压元件的开启方向一致。 5.2.3.2 机械压力的施力点应根据泄压装置的设计来确定。 5.2.3.3 机械压力的升压速率应不超过 10kPa/min。 5.2.4 温度影响 5.2.4.1 静开启压力试验应在（1530）的温度范围内进行。 5.2.4.2 如果爆炸泄压装置使用的环境温度对静开启压力有影响，则试验应在该装置设计的使用温度 范围内进行。 5.2.5 测试数量 5.2.5.1 对于不可重用爆炸泄压装置，每一批次的测试数量应根据表
24、 1 确定。 表 1 不可重用爆炸泄压装置的测试数量 批次数量 测试数量 10 2 1015 3 1630 4 31100 6 101250 4%但不少于 8 2511000 3%但不少于 10 5.2.5.2 泄压装置生产过程中的质检测试不应计算到静开启压力的测试数量中。 5.2.5.3 对于可重用元件，每个元件均应至少进行三次测试，并验证其密封性是否完好。 5.2.5.4 试验测得的静开启压力值均应在静开启压力允差范围内。 5.3 爆炸试验 5.3.1 一般要求 5.3.1.1 制造商应规定泄压装置的标称尺寸，pstst，适用的 KSt和 pmax，和 pred,max。 5.3.1.2
25、如果爆炸泄压装置采用了相同的设计，且具有一系列标称尺寸，则应按以下方法选取进行试 验的尺寸： a）最小尺寸和最大尺寸； b）如果该系列标称尺寸不少于 5 个，则至少还应选取一个中间尺寸进行试验。 5.3.1.3 爆炸泄压装置应直接或通过一个合适的连接器安装在测试容器上，且爆炸泄压装置的泄压面 积应不大于测试设备的开口面积。 5.3.2 机械完整性 5.3.2.1 爆炸试验所采用粉尘的 Km应不低于装置设计适用的 KSt。 5.3.2.2 爆炸试验的 pred应不低于装置设计适用的 pred, max的 1.1 倍。 5.3.2.3 机械完整性应满足： a）未设计为爆裂或失效的部件应保持其机械完
26、整性； 8 b）未设计为开启的部件应保持其原始位置； c）没有危险的抛射物产生。 5.3.3 泄压效率 5.3.3.1 待测泄压装置（包括泄压元件和影响泄压性能的附加元件）的几何尺寸和静开启压力 pstat， 应与带有基准泄压元件的泄压装置相同。 5.3.3.2 爆炸试验的Km值应包括泄压装置的标称KSt和其与5 MPa m s-1之间均匀分布的至少3个值。 5.3.3.3 泄压效率 EF应按式（2）进行计算： （2） 5.3.3.4 有效泄压面积 AE的测试和计算步骤如下： a）在指定的测试条件（测试容器的容积 V，爆炸泄压装置的泄压面积 AV，静开启压力 pstat，长 径比 L/D）下，
27、测试出基准装置的受控爆炸压力 pred, baseline； b）根据 GB15605，计算出基准装置受控爆炸压力对应的 pm Km值； c）在相同的测试条件下，测试待测装置的受控爆炸压力 pred, test device； d）根据之前计算的 pm Km值和待测装置的受控爆炸压力 pred, test device，计算出有效泄压面积 AE。 5.3.3.5 图 1 为计算有效泄压面积 AE的流程图，附录 D 为计算示例。 测试 待测装置基准装置 测试结果 pm Km V, AV, pstat, L/DV 依据标准 GB 15605 EF=1爆炸试验 V, AV, pstat, L/D EF pred,baselinepred, test divice AE 测试 测试结果 说明： V测试容器的容积； L/D测试容器的长径比； pred, baseline基准装置的受控爆炸压力； pred, test device待测装置的受控爆炸压力。 图 1 直接比较法计算有效泄压面积 6 无火焰爆炸泄压装置的型式试验 6.1 一般要求 6.1.1 制造商应提供以下内容： a）工艺条件，包括环境温度和环境压力； b）装置的几何泄压面积； c）装置的静开启压力 pstat； d）最大被保护容积； e）标称保护容积 Vmax,FV； f）最大受控爆炸压力 pred, m
