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甲乙类厂房泄压比取值探讨新*孙王铁红 中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院 吉林132002摘要针对有爆炸危险的甲、乙类厂房泄压比的取值，参照美国消防协会标准 防爆泄压标准 NFPA 68 2007 对 建筑设计防火规范 GB 50016 2006 中泄压比取值进行补充。关键词 甲乙类厂房 爆炸介质 泄压比式中，A 为泄压面积，m2 ;为厂房的内表面面有爆炸危险的甲、乙类厂房的防爆设计主要采用泄压设施进行有效泄爆。泄压比是影响泄压 面积的主要因素，建筑设计防火规范 GB 50016 2006 第 3. 6. 3 条规定 “厂房容积为 1000m3 时的 泄压比 C，按表 3. 6. 3 选取。” 表 3. 6. 3 中列出了 部分爆炸介质的 C 值。对于粉尘类爆炸介质的泄 压比可以按爆炸指数从表中查到，对于气态或液 态的爆炸介质该表只列 出 了 氢 气、 乙 烯、 乙 炔、 汽油、甲烷等几种典型的爆炸介质，这给石油化 工装置中甲、乙类厂房的防爆设计带来困难。石 油化工中甲、乙类厂房防爆设计涉及的爆炸介质 较多，如何恰当的选取泄压比是甲、乙类厂房设 计的一个至关重要的问题。本文根据规范中泄压 比的定义，参照 NFPA 68 2007 的规定对泄压比 的取值进行讨论和补充。As积，m2 ; C 为 泄 压 参 数;力，bar。这里泄压参数 C 与爆炸介质的基本燃烧速度Su 有关，根据 NFPA68 2007 中 7. 2. 2. 1 的规定，P为 最 大 泄 爆 压red对于 Su 60cm / s 的介质，泄压参数 C 可按式计算:( 3)C = 1. 57 10 5 S2 + 1. 57 10 4 S + 0. 0109( 3)uu1. 1正方体空间泄压比的确定对于 一 个 边 长 为 L 的 正 立 方 体 空 间， L 为1 /32 /3，则其内表面面积 As 为 6V ，这样式( 2 )V可以转化为:A = C( 6V2 /3 ) / P1 /2( 4)( 5)= A / V = 6redA / V = 6 C / ( V1 /3 P1 /2 )red当 V = 1000m3 时，立方体泄压比 Cc泄压比的计算方法根据 建筑设计防火规范 GB 50016 2006第 3. 6. 3 条，有爆炸危险的甲、乙类厂房的泄压面1C /10P1 /2 ，如果取建筑物的最大泄爆压力 P为red0. 1bar，则Cc = A / V = 1. 90 Cred( 6)根据 NFPA 68 2007 附录 D 中提供的可燃气体基本燃烧速度，得到立方体泄压比，见表 1。积按式计算:( 1)A = 10CV2 /3式中， A 为 泄 压 面 积， m2 ;1000m3 时的泄压比，m2 / m3 ;( 1)C 为 当 厂 房 容 积 为V 为厂房的容积，m3 。1. 2厂房泄压比的确定对于甲、乙类厂房而言，立方体空间只是一泄压比 C 是一个与爆炸介质的特性有关的参个特例，大多数厂房都属于长方体。如果将长方体按体积相等原则等效为立方体的话，则长方体 的内表面积与立方体的内表面积的比值为:数，当厂房容积为 1000m3 时按式( 1 )计算的泄压面积即等于 C 值。NFPA 68 2007 中 7. 2. 2 规定，对于低强度封闭物的泄压面积按式( 2 )确2 /3( 7)( 8) ( 9) = As /6V定，这里的低强度封闭物是指它所能够承受的最大泄爆压力不超过 0. 1bar，一般的建筑物都处在这 个范围内。A = C( 6 V2 /3 ) / P1 /2redC = A / V = 6 C / ( V1 /3 P1 /2red ) = Cc式中， 为长方体内表面积系数; Cc 为立方体泄压比。1 /2A = CAs / Pred( 2)* 孙 新: 高级工程师。1987 年毕业于大连工学院工民建专业。现从事土建设计技术管理工作。联系电话: ( 0432 ) 63958492，E mial: jly sx0270 petvo china. com. cn212012，22( 2)孙 新等 甲乙类厂房泄压比取值探讨表 1可燃气体的基本燃烧速度和立方体泄压比值Su ( cm / s)Cc ( m2 / m3 )这样，通过 和 Cc ，可以确定厂房的泄压比C 值，厂房为立方体时， 为 1. 0，C 为 Cc ; 当厂 房的长径比大于 3 时，需要将厂房划分为长径比小于等于 3 的多个计算单元，分别计算泄压比和泄压面积。房划分为长径比小于等于 3 的计算单元，则，3Dh = 3 7. 2 = 21. 6 m厂房按长度为 21. 6m 和 14. 4m 两个计算单元 计算。2. 2厂房的内表面积系数( 1)计算单元的体积:实例某化工装置厂房，长 36m，宽 9m，高 6m，钢 筋混凝土框架结构，其生产类别为甲类，厂房内 爆炸危险性介质为苯，计算厂房的泄压面积。2. 1确定厂房计算单元水力直径:Dh = 4A / P式中，A 为截面积，P 为该截面的周长。23V1 = 21. 6 9 6 = 1166. 4 m3V2 = 14. 4 9 6 = 777. 6 m( 2)计算单元的内表面积:As1 = 2( 21. 6 9 + 21. 6 6)As2 = 2( 14. 4 9 + 14. 4 6)( 3) 系数:2+ 9 6 = 702 m+ 9 6 = 486 m2 702 1 = 6 1166. 42 /3 = 1. 055 486 2 =2 /3 = 0. 966 777. 6Dh = 4( 9 6) /2( 9 + 6)厂房的长径比:L / Dh = 36 /7. 2 = 5= 7. 2 m2. 3求泄压比查表 1，苯的泄压比 Cc 为 0. 104。根据 建筑设计防火规范 第 3. 6. 3 条将厂( 下转第 10 页)可燃气体 基本燃烧速度 立方体泄压比Su ( cm / s) Cc ( m2 / m3 )可燃气体 基本燃烧速度 立方体泄压比丙烯腈 500. 110苯 480. 104 正丁烷 450. 094 丁酮 420. 0861 丁烯 510. 1132，3 二甲基 2 丁烯 440. 091 二硫化碳 58 0. 138 一氧化碳 46 0. 097 环己烷 460. 097 环戊二烯 46 0. 097 环戊胺羧酰胺440. 091 环丙烷560. 131 反式十氢化萘 360. 070 正癸烷 430. 0891 癸烯 440. 091 二乙醚 47 0. 100 二甲醚 54 0. 124 乙烷 470. 100 乙酸乙酯380. 075 二甲亚胺 460. 097 正庚烷 46 0. 097 十六烷 44 0. 091乙烯 80氢 3121，5 己二烯 520. 117正己烷 460. 0971 己烯 500. 1101 己炔 570. 1343 己炔 530. 120二氟甲烷 6. 70. 0241，1，2 三氟乙烷 13. 1 0. 030 异丙醇 410. 083 异丙胺 310. 059 航空煤油 40 0. 080顺 1，3 戊二烯 550. 127反 1，3 戊二烯 540. 1241，4 戊二烯 550. 1272，3 戊二烯 600. 146戊烷 460. 0971 戊烯 50 0. 110 顺 2 戊烯 51 0. 113 丙烷 460. 097 丙醛 580. 138 四氢吡喃酮 48 0. 104 四氢化萘 390. 078 甲苯 410. 083乙炔 16610CHEMICAL ENGINEERING DESIGN化工设计 2012，22( 2)( 5)根据式( 9)计算生产时管道的疏水量:G5 = G3 N = 27. 9 kg / h2. 4. 5蒸汽压力饱和蒸汽设计压力为 1. 2 MPa ( G) ，可确定疏水阀允许压力范围为 1. 4 1. 6 MPa2. 5分析选型( G) 。( 1)比较开工和生产时管道的疏水量: 相差近 10 倍，但由于生产时管道的疏水量( 27. 9 kg /h) 太小，不好选型且相比开工时管道的疏水量图 1 排量图( 4) 主、支蒸汽管道和有背压蒸汽伴热管的 疏水阀选用机械型。( 291 kg / h)在价格上无明显优势，因此按开工时疏水量 291 kg / h 选型。( 2) 考虑到过冷度、疏水量等因素，决定选 择额定疏水量较小、动作灵敏的倒吊桶式 ( 机械 型) 疏水阀。( 5)水阀。无背压蒸汽伴热管道选用热静力型疏 ( 6) 高压、过热蒸汽选用热动力型疏水阀。( 3)根 据 压 差( 1. 0 MPa( G ) ) 、 疏 水 量结语( 1) 蒸汽疏水阀的疏水量随压差动态变化，压差越大，疏水量越大。4( 291 kg / h) 、允许压力( 1. 4 1. 6 MPa( G) ) ，查甘肃某公司的产品 样 本 可 知:ES921 14 ( 1. 0MPa ( G) /370kg / h)求。见图 1。倒吊桶式疏水阀能够满足要( 2)过冷度、背压率、压差、疏水量、蒸汽压力五个方面可确定蒸汽疏水阀的具体型号。选型建议3参 考 文 献( 1) 当排水量15 t / h 时，选用杠杆浮球式疏水阀。12GBT 12712 1991，蒸汽供热系统凝结水回收 S中井多喜雄著 李坤英译 蒸汽疏水阀 M 北京: 机械 工业出版社，1989( 修改回稿 2011 11 30)( 2)当排水量为 8 15 t / h 时，选用自由浮球式疏水阀。( 3) 当排水量 8 t / h 时，选用倒吊桶式 疏 水阀。檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪( 上接第 21 页)度和厂房的形状有关，本文补充了一部分燃烧速度不大于 60cm / s 的可燃性气体的泄压比，对于燃 烧速度大于 60cm / s 的可燃气体，其泄压比建议根 据其燃烧速度参照 建筑设计防火规范 乙烯、 乙炔和氢气等介质的泄压比值确定; 对于雾状的 可燃性介质的泄压比建议按丙烷确定。C1 = 1 Cc = 1. 055 0. 104 = 0. 11C2 = 2 Cc = 0. 96 0. 104 = 0. 099计算泄压面积( 1) 根据式 ( 1) ，计算每个单元的泄压面积:2. 42 /32 /32A1 = 10C1 V1 = 10 0. 11 1166. 4= 121. 89 m2 /32 /32A2 = 10C2 V2 = 10 0. 099 777. 6= 83. 72 m( 2)总的泄压面积:参 考 文 献2A = A1 + A2 = 205. 61 m1GB 50016 2006，建筑设计防火设计规范 S 北京: 中国计划出版社，2006NFPA68 Standard on Explosion Protection by Deflagration Ven- ting S 2007，Edition( 收稿日期 2012-02-17)结语32在泄压面积的计算中，泄压比是个关键参数。通过讨论得出，泄压比主要与爆炸介质的燃烧速12012，22( 2)ABSTRACTS OF CHEMICAL ENGINEERING DESIGNrelief ratioABSTRACTSStudy of Equipment Layout Design of ZSK Type ExtrusionPelletizing UnitLu Xinjun( Sinopec Ningbo Engineering Company Limited，Ningbo 315103)By combination of process flow and engineering design experience， elaborate the key points of equipment layout design of ZSK type extrusion pelletizing unit for the design personnels referenceKey words extrusion pelletizing unit layoutApplication of Aspen Plus in Cryogenic PurificationAmmonia Process SimulationXu Bin( China Chengda Engineering Co.，Ltd.，Chengdu 610041)Using Aspen Plus as a tool to predict and calculate the gas-liquid phase equilibrium inside the cold box of cryogenic purification process Calculation selecting the Peng-Robinson state equation，by regression and correction on the binary interaction parameters to obtain satisfactory results On this basis，the whole process simulation is performed for ammonia plant with cryogenic purification process，and study the impact of process parameters change on cold box and its downstream ammonia synthesis systemApplication of Depressurization Startup Technologyin Syngas CompressorZhang Xide，et al( Tarim Petrochemical Company，Korla 841000)Introduction of the syngas compressor dry gas seal， including the primary sealing flow，operating control parameters，factors resulting in damage to the dry gas seal，the role of the booster pump in the dry gas seal and the details of operating procedures and key points of compressor depressurization startup technologyKey words cryogenic purification process simulationhydrogen to nitrogen ratio inert gas contentcold boxThe Principle for Steam Trap SelectionLuo Hui( Hualu Engineering Technology Co.，Ltd.，Xian 710065)According to national standards of the steam trap and the practical effects，using qualitative and quantitative combination method to analyze the selection principle for steam trap， and put forward the selection proposalsKey words steam steam trap selectionKey wordssyngas compressorbooster pumpdamagedepressurization startup technology successful applicationAttentions to Process System Discipline in CatalystTechnical NegotiationGuo Kelun，et al( China Huanqiu Contracting Engineering Corporation， Beijing100029)By the instance of technical negotiation for C4 hydrogenation catalyst， introduce the points for attention in technical negotiation of catalyst by process system discipline，including check the conditions of the civil foundation， materials circulation rate， pump flow requirements， activation and regeneration conditions and other issues，in order to make the selected catalyst meet the production and design requirementsKey wordscatalystactivationregeneration conditionsbed pressure drop process system technical negotiationStudy of Earthquake Action Computation ModelFor Full Containment LNG Storage TankZheng Jianhua，et al( China100029)Corporation， BeijingHuanqiu Contracting EngineeringThe introduction of the three kinds of earthquake action computationmodels commonly used in the international engineering industry，analyze and compare the advantages and disadvantages of various computation models，and summarize the key points for earthquake action calculation of LNG storage tankStudy of Trichlorosilane Synthesis Off Gas Recovery MethodZheng Kaixue( Hualu Engineering Technology Co.，Ltd.，Xian 710065)Explore the trichlorosilane synthesis off gas recovery method，in order to reduce the trichlorosilane production cost and conducive to environmental protectionKey words polysilicon trichlorosilane off gas recoveryKey wordsfull containment LNG storage tankcomputation modelearthquakeAntiknock Structure Design of Petrochemical Control RoomZhou Yu( China Chengda Engineering Co.，Ltd.，Chengdu 610041)With an engineering example，introduce the scope，structural style， explosion load，design concept，design procedures and key points of the antiknock structure design for petrochemical control roomOptimization of Exhaust Treatment Process Technologyof Acetone Cyanohydrin PlantZhang Lihua，et al( PetroChina Northeast Refining Chemicals Engineering Co.，Ltd Jilin Design Institute，Jilin 132002)By practical examples to describe the exhaust gas treatment process technology in acetone cyanohydrin plant， and