Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6553-3:1999

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6553-3:1999 về Hệ thống phòng nổ - Phần 3: Phương pháp xác định chỉ số nổ của hỗn hợp nhiên liệu với không khí trừ hỗn hợp bụi với không khí và khí cháy với không khí qui định phương pháp xác định các chỉ số nổ của các nhiên liệu trong không khí, trừ hỗn hợp bụi với không khí và khí cháy với không khí trong không gian kín.

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 6553-3 : 1999 ISO 6184-3 : 1985 HỆ THỐNG PHÒNG NỔ - PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ NỔ CỦA HỖN HỢP NHIÊN LIỆU VỚI KHƠNG KHÍ TRỪ HỖN HỢP BỤI VỚI KHƠNG KHÍ VÀ KHÍ CHÁY VỚI KHƠNG KHÍ Explosion protection systems - Part 3: Method for determination of explosion indices of Fuel / air mixtures other than dust / air and gas / air mixture Lời nói đầu TCVN 6553-3 : 1999 hoàn toàn tương đương với ISO 6184-3 : 1985 TCVN 6553-3 : 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 nhiên liệu với khơng khí, 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 Tính nguy hiểm nổ nhiên liệu với khơng khí tùy thuộc vào yếu tố sau: a) đặc tính vật lý hóa học nhiên liệu; b) nồng độ nhiên liệu hỗn hợp nhiên liệu với khơng khí; c) tính đồng xáo trộn hỗn hợp nhiên liệu 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 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 khơng khí TCVN 65532 : 1999 Phương pháp xác định số nổ khí cháy 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, bể tồn chứa; b) điều kiện xáo trộn cao thường xảy vùng quạt hút Cần nhận thức mức xáo trộn phát sinh theo hai cách: a) xáo trộn nội nhà máy, điều kiện vận hành bình thường, hậu nhiễu loạn luồng khơng khí; b) xáo trộn suy giảm chướng ngại bên thiết bị làm nở dẫn đến cố nổ HỆ THỐNG PHÒNG NỔ - PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ NỔ CỦA HỖN HỢP NHIÊN LIỆU VỚI KHƠNG KHÍ TRỪ HỖN HỢP BỤI VỚI KHƠNG KHÍ VÀ KHÍ CHÁY VỚI KHƠNG KHÍ Explosion protection systems - Part 3: Method for determination of explosion indices of Fuel / air mixtures other than dust / air and gas / air mixture Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn qui định phương pháp xác định số nổ nhiên liệu khơng khí, trừ hỗn hợp bụi với khơng khí khí cháy với khơng khí khơng gian kín Ví dụ, hỗn hợp nhiên liệu với khơng khí hỗn hợp khí cháy với khơng khí với bụi hỗn hợp chất lỏng bốc với khơng khí Nó đưa chuẩn mà theo kết nhận theo qui trình thử nghiệm khác tương quan với số nổ giới hạn xác định theo phương pháp qui định tiêu chuẩn Lĩnh vực áp dụng Phần tiêu chuẩn áp dụng để xác định số nổ xuất cố nổ nhiên liệu 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 CHÚ THÍCH: Các hỗn hợp bụi khí cháy với khơng khí, hai loại nồng độ thấp dải gây nổ, tạo hỗn hợp nổ chúng kết hợp lại với Loại bụi mà gây nổ, chí với nguồn gây mồi lửa lượng cao trở nên gây nổ khí cháy được trộn thêm vào 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 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): Thông số thực nghiệm khoảng thời gian khởi đầu trình phân tán nhiên liệu 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 nhiên liệu với khơng khí, Kmax, tĩnh thơng số dẫn xuất lý thuyết Hình Phương pháp thử 4.1 Qui định chung Thiết bị mô tả phần tiêu chuẩn chọn làm thiết bị chuẩn so sánh thích hợp để đánh giá số nổ nhiên liệu pha trộn với khơng khí Nếu nhiên liệu khí cháy bụi cháy, cần phải sử dụng qui trình thử nghiệm mô tả điều điều phần tiêu chuẩn Phần tiêu chuẩn qui định qui trình thử nghiệm cho trường hợp nhiên liệu loại hỗn tạp (khí cháy thêm bụi) đưa hướng dẫn qui trình thử cho sương mù cháy (các bụi mịn chất lỏng cháy) khơng khí CHÚ THÍCH 1) Khi mơi trường chất oxi hóa thể khí khơng phải khơng khí, ví dụ hỗn hợp nitơ với oxy có thành phần khác khơng khí, qui trình thử nghiệm mô tả phần tiêu chuẩn sửa lại cho phù hợp thay “khơng khí” cho “mơi trường chất oxy hóa” 2) Khi áp suất nhiệt độ ban đầu hỗn hợp nhiên liệu với khơng khí khơng mơi trường xung quanh, sử dụng qui trình thử nghiệm tương tự với qui trình mơ tả tiêu chuẩn 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 lắp 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 miligiây Bình chứa nối với buồng nổ ống phun dạng nửa tròn kht 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 Nguồn mồi lửa bao gồm hai mồi lửa loại hạt nổ có tổng lượng 10 kJ bố trí mồi lửa chậm sau thời gian so với mồi lửa cố định trước tương ứng với số xáo trộn tv 0,6 giây Tổng khối lượng nguồn mồi lửa 2,4 g, bao gồm 40 % ziriconi kim loại, 30 % bari nitrat 30 % bari peoxit Việc mồi lửa thực kíp nổ điện Bộ mồi lửa bố trí tâm hình học buồng nổ Một truyền áp suất lắp đặt phù hợp để đo áp suất buồng nổ Bộ truyền nối với ghi Hình 4.3 Qui trình thử 4.3.1 Thử hỗn hợp hỗn tạp Chuẩn bị hỗn hợp khí cháy với khơng khí buồng thử m3, ví dụ phương pháp áp suất riêng phần Điều quan trọng bảo đảm hiệu chỉnh tính đồng hỗn hợp khí cháy với khơng khí Đưa mẫu bụi với khối lượng đảm bảo nồng độ thích hợp theo u cầu vào bình chứa lít dùng khơng khí nén đưa áp suất đến 20 bar Khởi động ghi áp suất sau kích hoạt van bình chứa mẫu mồi lửa CHÚ THÍCH: Để việc nạp bụi với khơng khí nén vào buồng nổ khơng gây xáo trộn hỗn hợp khí cháy với khơng khí, cần phải tính đến ảnh hưởng việc nạp bụi với khơng khí nén đến nồng độ sau chất phản ứng nổ Lặp lại qui trình dải rộng nồng độ chất phản ứng để nhận đường cong Pm tính theo bar K tính theo bar mét giây phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng tính theo phần trăm thể tích [% (v/v)] để xác định P max Kmax tương ứng (xem Hình 3) CHÚ THÍCH: Chỉ số xáo trộn làm chậm mồi lửa tv chọn cho thử nghiệm khoảng thời gian cần để làm phân tán toàn bụi buồng nổ, t v tương ứng với mức xáo trộn riêng biệt Tu có ảnh hưởng đến giá trị Kmax đo Vì số xáo trộn ln ln tồn dạng huyền phù bụi, Tu cần thiết lớn Hình 4.3.2 Thử hỗn hợp sương mù với khơng khí Trái ngược với bụi, cỡ hạt sương mù biến đổi rộng tùy thuộc vào tình trạng nhà máy, nên khơng có phương tiện tiêu chuẩn hóa để xác lập hỗn hợp sương mù với khơng khí Do đó, trước thử nghiệm cần phải xác định cỡ bụi nước xảy nhà máy cần lựa chọn thiết bị thử nghiệm để tạo cỡ hạt nước mức xáo trộn Sau hỗn hợp sương mù với khơng khí tạo lập, mồi lửa hỗn hợp thực trung tâm hình học buồng nổ nguồn mồi lửa qui định 4.3.1 4.3.3 Xác định số nổ Để xác định số nổ Pmax Kmax hỗn hợp nhiên liệu với khơng khí, cần phải tiến hành thử nghiệm dải rộng nồng độ chất phản ứng (xem Hình 3) 4.4 Phương pháp thử tùy chọn Các số nổ hỗn hợp nhiên liệu với khơng khí xác định sử dụng trang thiết bị thử nghiệm (hoặc) cách tiến hành tùy chọn khác đảm bảo phương pháp cho kết so sánh với kết nhận dùng thiết bị m số lớn loại nhiên liệu 5 Xử lý kết Các phương pháp thử mô tả điều cho phép xác định số P max Kmax hỗn hợp nhiên liệu với khơng khí Nói chung 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 thông tin sau: a) loại nhiên liệu; b) phân bố thành phần cỡ hạt, c) điều kiện xáo trộn (chỉ số xáo trộn); d) Pmax, tính bar; e) Kmax, tính bar mét giây; f) sai khác so với qui trình thử qui định điều phép, chứng tỏ chúng báo cáo xác; g) chi tiết thiết bị tạo sương mù trường hợp hỗn hợp sương mù với khơng khí; h) ngày, tháng thử  ... khơng khí Nó đưa chuẩn mà theo kết nhận theo qui trình thử nghiệm khác tương quan với số nổ giới hạn xác định theo phương pháp qui định tiêu chuẩn Lĩnh vực áp dụng Phần tiêu chuẩn áp dụng để... nhiên liệu khí cháy bụi cháy, cần phải sử dụng qui trình thử nghiệm mơ tả điều điều phần tiêu chuẩn Phần tiêu chuẩn qui định qui trình thử nghiệm cho trường hợp nhiên liệu loại hỗn tạp (khí cháy... số dẫn xuất lý thuyết Hình Phương pháp thử 4.1 Qui định chung Thiết bị mô tả phần tiêu chuẩn chọn làm thiết bị chuẩn so sánh thích hợp để đánh giá số nổ nhiên liệu pha trộn với không khí Nếu nhiên