TIÊU CHUẨN QUỐC GIA HỆ THỐNG PHÒNG NỔ - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ NỔ CỦA KHÍ CHÁY TRONG KHÔNG KHÍ

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 6553-2 : 1999 ISO 6184-2 : 1985 HỆ THỐNG PHÒNG NỔ - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ NỔ CỦA KHÍ CHÁY TRONG KHƠNG KHÍ Explosion protection systems - Part 2: Method for determination of explosion Indices of combustible gases in air Lời nói đầu TCVN 6553-2 : 1999 hồn tồn tương đương với ISO 6184-2 : 1985 TCVN 6553-2 : 1999 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 21 Thiết bị phòng cháy chữa cháy biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học,Công nghệ Môi trường (nay Bộ Khoa học Công nghệ) ban hành Tiêu chuẩn chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định khoản Điều 69 Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm a khoản Điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 Chính phủ quy định chi tiết thi hành số điều Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật Lời giới thiệu Việc đánh giá phép đo để đưa khả phòng ngừa nguy hiểm nổ liên quan đến hỗn hợp khí cháy với khơng khí cháy u cầu phải xác định trước tính nguy hiểm nổ tiềm ẩn, việc đo số nổ Ngược lại, việc đo hiệu đặc tính làm việc hệ thống phòng nổ yêu cầu hệ thống phải thử nghiệm khả chống lại cố nổ có tính nguy hiểm biết trước Tính nguy hiểm nổ khí tùy thuộc vào yếu tố sau: a) đặc tính vật lý hóa học khí cháy; b) nồng độ khí dễ bắt cháy hỗn hợp khí với khơng khí; c) tính đồng xáo trộn hỗn hợp khí cháy với khơng khí; d) kiểu, loại, mức lượng vị trí nguồn mồi lửa; e) đặc tính hình học bình chứa; f) nhiệt độ, áp suất độ ẩm hỗn hợp khí cháy với khơng khí Tiêu chuẩn phần TCVN 6553 : 1999 nhằm giải vấn đề hệ thống phòng nổ Các TCVN khác là: TCVN 6553-1 : 1999 Phương pháp xác định số nổ bụi cháy không khí TCVN 6553-3 : 1999 Phương pháp xác định số nổ hỗn hợp nhiên liệu với khơng khí, trừ hỗn hợp bụi với khơng khí khí cháy với khơng khí TCVN 6553-4 : 1999 Phương pháp xác định hiệu hệ thống triệt nổ Cần hiểu rõ giải thích số nổ xác định theo phương pháp qui định tiêu chuẩn mối quan hệ chúng với xuất cố nổ điều kiện nguy hiểm nổ thường gặp Cụ thể, mức xáo trộn ảnh hưởng cách đáng kể đến mức độ nguy hiểm Trong thực tế, mối liên hệ mức xáo trộn biết loại hình nguy hiểm đặc thù trách nhiệm nghiên cứu chuyên gia lĩnh vực nổ phòng nổ Hai thái cực xáo trộn thường gặp phải nhà máy công nghiệp là: a) điều kiện xáo trộn thấp thường xảy bồn tồn chứa; b) điều kiện xáo trộn cao thường xảy vùng quạt hút Cần nhận thức tính xáo trộn phát sinh theo hai cách: a) xáo trộn nội nhà máy, hậu nhiễu loạn luồng khơng khí điều kiện vận hành bình thường; b) xáo trộn suy giảm chướng ngại bên thiết bị làm nở dẫn đến cố nổ HỆ THỐNG PHÒNG NỔ - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ NỔ CỦA KHÍ CHÁY TRONG KHƠNG KHÍ Explosion protection systems - Part 2: Method for determination of explosion Indices of combustible gases in air Phạm vi áp dụng Phần tiêu chuẩn qui định phương pháp xác định số nổ khí cháy lơ lửng khơng khí khơng gian kín Nó đưa chuẩn mà theo kết nhận sử dụng qui trình thử nghiệm khác so sánh với số nổ giới hạn xác định theo phương pháp qui định phần tiêu chuẩn Lĩnh vực áp dụng Phần tiêu chuẩn áp dụng để xác định số nổ xuất cố nổ khí cháy với khơng khí sau mồi lửa Phần không áp dụng cho số liên quan đến điều kiện cần thiết để gây mồi lửa chất phản ứng Nếu qui trình thử nghiệm qui định để xác định số nổ không dẫn tới xảy mồi lửa hỗn hợp khí cháy với khơng khí, khơng kết luận loại khí nghiên cứu khơng xảy nổ Việc giải thích trường hợp chuyên gia lĩnh vực nổ phòng nổ tiến hành Định nghĩa Phần tiêu chuẩn sử dụng định nghĩa sau: 3.1 Sự nổ: Sự lan truyền nhanh lửa hỗn hợp ban đầu khí cháy, (loại) bụi lơ lửng, cháy, sương mù hỗn hợp loại kể với chất oxi hóa thể khí, như: khơng khí, bình kín kín trực tiếp 3.2 Chỉ số nổ: Giá trị số, xác định theo phương pháp thử qui định phần tiêu chuẩn, đặc trưng cho cố nổ tồn trữ nồng độ xác định chất phản ứng bình chứa tích m3 CHÚ THÍCH: Hình đường cong quan hệ áp suất thời gian, tính tương ứng theo bar giây nổ điển hình (1 bar = 105 Pa) 3.2.1 Chỉ số nổ Pm: Quá áp lớn đạt so với áp suất bình thời gian mồi lửa nổ 3.2.2 Chỉ số nổ Pmax: Giá trị lớn số nổ Pm xác định thử nghiệm theo dải rộng nồng độ chất phản ứng 3.2.3 Chỉ số nổ K: Hằng số tốc độ tăng lớn áp suất theo thời gian (dp/dt) m mộ nổ thể tích V, xác định theo cơng thức: K dp dt V 1/ m CHÚ THÍCH: Trong số tình huống, cơng thức khơng có giá trị bình chứa có tỷ số chiều dài so với đường kính lớn 2:1 tích nhỏ 1m 3.2.4 Chỉ số nổ Kmax: Giá trị lớn số nổ K xác định thử nghiệm theo dải rộng nồng độ chất phản ứng Tính mãnh liệt nổ đánh giá theo giá trị Kmax 3.3 Chỉ số xáo trộn: Giá trị số đặc trưng cho mức xáo trộn điều kiện thử nghiệm mà số nổ xác định 3.3.1 Chỉ số xáo trộn tv (trì hỗn mồi lửa): Thơng số thực nghiệm khoảng thời gian khởi đầu q trình bơm khí cháy với khơng khí vào thiết bị thử nghiệm kích hoạt nguồn mồi lửa Nó đặc trưng cho mức xáo trộn chiếm ưu thời điểm mồi lửa 3.3.2 Chỉ số xáo trộn Tu: Tỷ số số nổ Kmax, xáo trộn xác định theo qui định phần tiêu chuẩn với số nổ Kmax, tĩnh chất phản ứng tĩnh, xác định theo cơng thức: Tu = Kmax, xáo trộn Kmax,tĩnh CHÚ THÍCH: Đối với hỗn hợp bụi với khơng khí, Kmax, tĩnh thơng số dẫn xuất lý thuyết Hình Phương pháp thử 4.1 Qui định chung Thiết bị thử nghiệm mô tả phần tiêu chuẩn chọn làm thiết bị chuẩn so sánh thích hợp để đánh giá số nổ khí cháy khơng khí 4.2 Thiết bị Thiết bị bao gồm buồng nổ hình trụ tích 1m3 tỷ số hình học danh nghĩa 1:1 theo dẫn Hình Một bình chứa dung tích xấp xỉ lít gắn với buồng nổ có khả chịu áp suất khơng khí đến 20 bar Bình chứa lắp với van mở nhanh 19 mm (3/4 in) cho phép bơm lượng chứa bình chứa khoảng thời gian mở van 10 mili giây Bình chứa nối với buồng nổ ống phun dạng nửa tròn khoét lỗ (đường kính lỗ đến mm) có đường kính 19 mm (3/4 in) Số lượng lỗ khoét chọn cho tổng diện tích mặt cắt xấp xỉ 300 mm2 Các hỗn hợp khí cháy với khơng khí phải mồi lửa kíp nổ điện có lượng mồi lửa lớn lượng mồi lửa nhỏ vật liệu đem thử nghiệm Ví dụ, nguồn mồi lửa thích hợp loạt kíp nổ cảm ứng với thời gian 0,5 giây CHÚ THÍCH: Nguồn mồi lửa thích hợp chế tạo việc dùng biến cao áp (xấp xỉ 300 VA) có điện áp hiệu dụng đầu 15 kV Khe hở kíp nổ phải từ đến mm phải đặt vào trung tâm hình học thiết bị thử Thiết bị bố trí cho làm chậm mồi lửa (chỉ số xáo trộn t v) thay đổi cần phải thay đổi từ thử nghiệm đến thử nghiệm khác Bộ truyền áp suất lắp đặt phù hợp để đo áp suất buồng nổ Bộ truyền nối với ghi CHÚ THÍCH: Nếu chọn lượng mồi lửa cao có khả kết sai lệch với kết nhận dùng nguồn mồi lửa lượng thấp mơ tả Hình 4.3 Qui trình thử 4.3.1 Thử nổ khí tĩnh Chuẩn bị hỗn hợp khí cháy với khơng khí buồng thử m 3, ví dụ, phương pháp áp suất riêng phần, hỗn hợp nhận có áp suất mức áp suất khí Điều quan trọng phải hiệu chỉnh tính đồng hỗn hợp khí cháy với khơng khí Đảm bảo giữ cho hỗn hợp ổn định Khởi động ghi áp suất sau kích hoạt nguồn mồi lửa Khi hồn thành xong lần thử, thổi khí làm buồng nổ Lặp lại cách tiến hành dải rộng nồng độ khí cháy để nhận đường cong Pm tính theo bar K tính theo bar mét giây phụ thuộc vào nồng độ khí cháy tính theo phần trăm thể tích [(% (v/v)] để xác định Pmax Kmax tương ứng (xem Hình 3) Cần ý số trường hợp đó, tính khơng ổn định bắt cháy xảy hậu yếu tố hình học mồi lửa Tính khơng ổn định dẫn tới kết đường cong áp suất thời gian khơng có dạng chữ s đối xứng hình Trong trường hợp vậy, việc giải thích kết trách nhiệm chuyên gia lĩnh vực nổ phòng nổ 4.3.2 Thử nổ khí xáo trộn Chuẩn bị hỗn hợp khí cháy với khơng khí buồng nổ m theo phương pháp mô tả 3.3.1 Điều áp khơng khí cho bình chứa lít đạt đến 20 bar Khởi động ghi áp suất sau kích hoạt van bình chứa mẫu nguồn mồi lửa Việc mồi lửa hỗn hợp xáo trộn khí cháy với khơng khí thực thiết bị mồi lửa chậm chọn, số xáo trộn thu tv sau bơm lượng nạp khơng khí nén làm thay đổi dần dẫn tới nổ khí xáo trộn (xem Hình 4) CHÚ THÍCH: Cần phải tính tới ảnh hưởng lượng nạp khơng khí nén đến nồng độ cuối khí nổ Khi hồn thành xong lần thử, thổi khí làm buồng nổ Lặp lại qui trình thử dải rộng nồng độ khí cháy để nhận đường cong P m K để sau nhận Pmax Kmax tương ứng 4.4 Phương pháp thử tùy chọn Các số nổ hỗn hợp khí cháy với khơng khí dễ bắt cháy xác định việc sử dụng trang thiết bị thử (hoặc) qui trình thử nghiệm tuỳ chọn với điều kiện phương pháp cho kết so sánh với kết nhận dùng thiết bị m3 số lớn loại khí (xem 4.3.1) Xử lý kết Các phương pháp thử mô tả điều cho phép xác định số nổ P max Kmax hỗn hợp khí cháy với khơng khí tĩnh xáo trộn Có thể cơng bố rằng, độ xác việc xác định Pmax ± % Độ xác việc xác định Kmax phụ thuộc vào điều kiện xáo trộn hỗn hợp thời điểm mồi lửa Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm thơng tin sau: a) loại khí cháy; b) điều kiện xáo trộn (chỉ số xáo trộn) tĩnh; c) nồng độ khí cháy tương ứng với kết đo P max Kmax; d) số nổ Pmax, tính bar; e) số nổ Kmax, tính bar mét giây; f) sai khác so với qui trình thử qui định điều phép, chứng tỏ chúng báo cáo xác; g) ngày, tháng thử;