VDI 3673 Blatt 1-2002 Pressure venting of dust explosions.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREDruckentlastung von StaubexplosionenPressure venting of dust explosionsVDI 3673Blatt 1 / Part 1Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishKommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLVDI-Kompetenzfeld Betrieblicher Umweltschutz und UmweltmanagementAussc

2、huss Druckentlastung von StaubexplosionenVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 6VDI-Handbuch UmwelttechnikVDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002Vervielfltigung a

3、uchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 13.220.00 November 2002No guarantee can be given with respect to the English transla-tion. The German version of this guideline shall be taken a

4、sauthoritative.Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 52 Begriffsbestimmungen . . . . . . . . . . . . . 53 Explosionsablauf in Behltern, Silos, Rohrleitungen und deren Komb

5、inationen. . . 124 Explosionsdruckentlastung von Behltern, Silos und Apparaturen . . . . . . . . . . . . . 135 Explosionsdruckentlastung von Rumen. . . 136 Druckentlastungseinrichtungen . . . . . . . . 146.1 Berstscheiben/Berstfolien . . . . . . . . . . 146.2 Explosionsklappen . . . . . . . . . . .

6、. . 166.3 Unterdrucksicherungen . . . . . . . . . . . 177 Dimensionierung von Entlastungsflchen . . 187.1 Druckentlastung von Behltern, Silos und Apparaturen . . . . . . . . . . . . . . 197.2 Druckentlastung von Rumen inGebuden . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 Gefahren durch Flammen und Druck

7、 . . . . . 228.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 228.2 Anlagen im Freien . . . . . . . . . . . . . 238.2.1 Flammenausbreitung . . . . . . . . . 238.2.2 Druckausbreitung. . . . . . . . . . . 248.2.3 Anlagen in geschlossenen Rumen . 259 Abblasrohre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

8、59.1 Einfluss von Abblasrohren auf den reduzierten Explosionsberdruck . . . . . . 259.2 Konstruktive Gestaltung von Abblasrohren 2710 Bercksichtigung von Rckstokrften . . . 27Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1Sc

9、ope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Course of explosions in vessels, silos, pipelines and their combinations . . . . . . . 124 Explosion pressure venting of vessels, silos and equipment . . . . . . . . . . . . . . 135 Explosion pres

10、sure venting of enclosures . . 136 Pressure venting devices . . . . . . . . . . . 146.1 Rupture disks/bursting foils . . . . . . . . 146.2 Explosion doors . . . . . . . . . . . . . . 166.3 Vacuum breakers . . . . . . . . . . . . . . 177 Sizing of vent areas . . . . . . . . . . . . . . 187.1 Pressure

11、 venting of vessels, silos and equipment . . . . . . . . . . . . . . . 197.2 Pressure venting of building enclosures . . 218 Hazards due to flame and pressure . . . . . . 228.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228.2 Open air installations . . . . . . . . . . . . 238.2.1 Flame propagatio

12、n . . . . . . . . . . 238.2.2 Pressure propagation. . . . . . . . . 248.2.3 Installation in enclosed areas . . . . 259 Vent ducts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259.1 Effect of vent ducts upon the reduced explosion overpressure . . . . . . . . . . . 259.2 Design of vent ducts . . . . . . . .

13、 . . . . 2710 Consideration of recoil forces . . . . . . . . 27Frhere Ausgaben: 07.95, 12.00 EntwurfFormer editions: 07/95, 12/00 draftB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 2 VDI 3673 Blatt 1 / Part 1Seite1

14、1 Explosionsdruckentlastung von Behltern, die durch Rohre verbunden sind. . . . . . . 2812 Explosionsdruckentlastung von Rohrleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 2913 Hybrides Gemisch. . . . . . . . . . . . . . . 3014 lnstandhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . 32Anhang A Dimensionierung v

15、on Druckentlastungs-einrichtungen bei speziellen Beschickungsbedingungen . . . . . . 33A1 Pneumatische Frderung mit axialem Eintritt des Produktes in Behlter und Silos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33A2 Pneumatische Frderung mit tangentialemEintritt des Produktes in Behlter undSilos . . .

16、. . . . . . . . . . . . . . . . . 34A3 Befllung im freien Fall . . . . . . . . . . 35Anhang B Berechnungsbeispiele . . . . . . . . . 36B1 Berechnung der erforderlichenEntlastungsflche von Behltern und Silos. 36B2 Einfluss von Abblasrohren auf die erforderliche Behlterfestigkeit. . . . . . . 37B3 Fla

17、mmenreichweite und Auendruck druckentlasteter Behlter . . . . . . . . . . 38B4 Rckstokrfte . . . . . . . . . . . . . . . 38Anhang C Ermittlung des Lngen/Durchmesser-Verhltnisses des zu schtzenden Behlters/Silos bei der Bemessung von Druckentlastungsflchen . . . . . 39C1 Zylindrisches Silo mit Konus,

18、 ber Dach entlastet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39C2 Rechteckiger Zerstuber, seitlich entlastet . 40C3 Quadratischer Filter mit Konus, seitlich entlastet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Page11 Explosion pressure venting of vessel

19、s interconnected with pipelines . . . . . . . . 2812 Explosion pressure venting of pipelines . . 2913 Hybrid mixtures . . . . . . . . . . . . . . . . 3014 Maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Annex A Sizing of pressure venting devices for special conveying systems . . . . . . . 33A1 Pneu

20、matic conveying of product with axial, release into vessels and silos. . . . . 33A2 Pneumatic conveying of product withtangential release into vessels and silos . . 34A3 Free fall filling . . . . . . . . . . . . . . . 35Annex B Calculation examples. . . . . . . . . . 36B1 Calculation of needed vent

21、areas for vessels and silos . . . . . . . . . . . . . . 36B2 Influence of vent ducts upon the design strength of vessels . . . . . . . . . 37B3 Reach of flames and external pressures of pressure vented vessels . . . . . . . . . 38B4 Recoil forces . . . . . . . . . . . . . . . . 38Annex C Determinati

22、on of the length/diameterratio of the vessel/silo to be protectedwhen calculating vent areas . . . . . . 39C1 Cylindrical vessel with cone, vented at the roof . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39C2 Rectangular dryer, vented at the side. . . . 40C3 Square filter with cone, vented atthe side . . .

23、 . . . . . . . . . . . . . . . . 41Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 VDI 3673 Blatt 1 / Part 1 3 VorbemerkungIn der Kommission Reinhaltung der Lu

24、ft im VDI undDIN Normenausschuss KRdL erarbeiten Fach-leute aus Wissenschaft, Industrie und Verwaltung infreiwilliger Selbstverantwortung VDI-Richtlinienund DIN-Normen zum Umweltschutz. Diese be-schreiben den Stand der Technik bzw. den Stand derWissenschaft in der Bundesrepublik Deutschlandund diene

25、n als Entscheidungshilfen bei der Erarbei-tung und Anwendung von Rechts- und Verwaltungs-vorschriften. Die Arbeitsergebnisse der KRdL flie-en ferner als gemeinsamer deutscher Standpunkt indie europische technische Regelsetzung bei CEN(Europisches Komitee fr Normung) und in dieinternationale technisc

26、he Regelsetzung bei ISO(Internationale Organisation fr Normung) ein.Folgende Themenschwerpunkte werden in vier Fach-bereichen behandelt:Fachbereich I Umweltschutztechnik“Produktionsintegrierter Umweltschutz; Verfahrenund Einrichtungen zur Emissionsminderung;ganzheitliche Betrachtung von Emissionsmin

27、de-rungsmanahmen unter Bercksichtigung vonLuft, Wasser und Boden; Emissionswerte frStube und Gase; anlagenbezogene messtechni-sche Anleitungen; UmweltschutzkostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbreitung von Luftverunreinigungen in derAtmosphre; strfallbedingte Freisetzungen;mikro- und m

28、esoskalige Windfeldmodelle; Wech-selwirkung zwischen Atmosphre und Oberfl-chen; meteorologische Messungen; angewandteKlimatologie; Lufthygienekarten; human-bio-meteorologische Bewertung von Klima und Luft-hygiene; bertragung meteorologischer DatenFachbereich III Umweltqualitt“Wirkung von Luftverunre

29、inigungen auf Mensch,Tier, Pflanze, Boden, Werkstoffe und Atmosphre;wirkungsbezogene Mess- und Erhebungsverfah-ren; Erfassung und Wirkung mikrobieller Luftver-unreinigungen; Olfaktometrie; UmweltsimulationFachbereich IVUmweltmesstechnik“Emissions- und Immissionsmesstechnik fr anor-ganische und organ

30、ische Gase sowie fr Partikel;optische Fernmessverfahren; Messen von Innen-raumluftverunreinigungen; Messen von Boden-luftverunreinigungen; Verfahren zur Herstellungvon Referenzmaterialien; Prfplne fr Mess-Preliminary noteIn the Commission on Air Pollution Prevention ofVDI and DIN Standards Committee

31、 KRdL ex-perts from science, industry and administration, act-ing on their own responsibility, establish VDI guide-lines and DIN standards in the field of environmentalprotection. These describe the state of the art in sci-ence and technology in the Federal Republic of Ger-many and serve as a decisi

32、on-making aid in the pre-paratory stages of legislation and application of legalregulations and ordinances. KRdLs working resultsare also considered as the common German point ofview in the establishment of technical rules on theEuropean level by CEN (European Committee forStandardization) and on th

33、e international level byISO (International Organization for Standardization).The following topics are dealt with in four subdivi-sions: Subdivision I ”Environmental Protection Techniques“Integrated pollution prevention and control for in-stallations; procedures and installations for emis-sion contro

34、l; overall consideration of measures foremission control with consideration given to theair, water and soil; emission limits for dusts andgases; plant-related measurement instructions; en-vironmental industrial cost accountingSubdivision II ”Environmental Meteorology“Dispersion of pollutants in the

35、atmosphere; emis-sions from accidental releases; micro- and meso-scale wind field models; interaction between theatmosphere and surfaces; meteorological measure-ments; applied climatology; air pollution maps;human-biometeorological evaluation of climateand air hygiene; transfer of meteorological dat

36、aSubdivision III ”Environmental Quality“Effects of air pollutants on man, farm animals,vegetation, soil, materials, and the atmosphere;methods for the measurement and evaluation ofeffects; determination of microbial air pollutantsand their effects; olfactometry; environmentalsimulation Subdivision I

37、V”Environmental Measurement Techniques“Techniques for emission and ambient air measure-ments of inorganic and organic gases as well asparticulate matter; optical open-path measurementmethods; measurement of indoor air pollutants,measurement of soil air pollutants; procedures forestablishing referenc

38、e material; test procedures forB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 4 VDI 3673 Blatt 1 / Part 1gerte; Validierungsverfahren; Messplanung; Aus-werteverfahren; QualittssicherungDie Richtlinien und Normen wer

39、den zunchst alsEntwurf verffentlicht. Durch Ankndigung im Bun-desanzeiger und in der Fachpresse erhalten alle inte-ressierten Kreise die Mglichkeit, sich an einemffentlichen Einspruchsverfahren zu beteiligen.Durch dieses Verfahren wird sichergestellt, dassunterschiedliche Meinungen vor Verffentlichu

40、ng derendgltigen Fassung bercksichtigt werden knnen.Die Richtlinien und Normen sind in sechs Bndendes VDI/DIN-Handbuches Reinhaltung der Luft zu-sammengefasst.EinleitungDie vorliegende Richtlinie beschreibt eine der mg-lichen Manahmen zur Minderung der Auswirkun-gen von Staubexplosionen und gibt Hin

41、weise fr dieAuswahl und die Bemessung von Druckentlastungs-einrichtungen. Die in dieser Richtlinie angegebeneMethode zur Auswahl und Dimensionierung derarti-ger Einrichtungen bietet dazu einen wirksamenSchutz. Im Allgemeinen ist es notwendig, Manah-men zur explosionstechnischen Entkopplung durch-zuf

42、hren (z.B. Schnellschlussorgane, Lschmittel-sperren, Entlastungsschlote oder Zellenradschleu-sen). Die Explosionsdruckentlastung“ gilt alsSchutzmanahme fr Apparate, in denen brennbareStube gehandhabt werden. Stube im Sinne dieserRichtlinie sind feinkrnige Feststoffe, die mit Luftexplosionsfhige Gemi

43、sche bilden knnen, z.B. Pul-ver, Puder und Mehle. Explosionsgefhrliche Stoffeim Sinne des Sprengstoffgesetzes unterliegen beson-deren Vorschriften.Aus Grnden der Luftreinhaltung und der Produk-tionstechnik ist trotz des Einbaus von Druckentlas-tungseinrichtungen anzustreben, Zndquellen zu ver-meiden

44、 und dadurch eine der Vorbedingungen fr dasEntstehen von Explosionen einzuschrnken. Sprichteine Druckentlastung an, so kann dies schdlicheUmwelteinwirkungen zur Folge haben. Es ist nichtAufgabe dieser Richtlinie, zu Fragen der rechtlichenPrioritt von Explosionsschutz oder Immissions-schutz Stellung

45、zu nehmen. Diese Richtlinie soll diestaatlichen und berufsgenossenschaftlichen Vor-schriften durch technische Einzelheiten ergnzen.Dem Ingenieur, der sich mit den Fragen der Druck-entlastung an den Apparaten seines Betriebes befas-sen muss, gibt diese Richtlinie grundstzlich die Mit-tel in die Hand,

46、 solche Aufgaben zu lsen. Bei derVielseitigkeit der Betriebsverhltnisse lsst sich nichtjeder in der Industrie vorkommende Fall standardm-measurement devices; validation procedures;measurement planning; evaluation methods; qual-ity assuranceThe guidelines and standards are first published asdrafts. T

47、hese are announced in the Bundesanzeiger(Federal Gazette) and in professional publications inorder to give all interested parties the opportunity toparticipate in an official objection procedure. Thisprocedure ensures that differing opinions can be con-sidered before the final version is published.T

48、he guidelines and standards are published in the six-volume VDI/DIN Reinhaltung der Luft (Air Pollu-tion Prevention) manual.IntroductionThe present guideline describes one of the possiblemeasures to mitigate the effects of dust explosions.The guideline aids in the selection and the design ofpressure

49、 venting devices. The specified method forthe selection and the design of such devices gives aneffective protection. In general measures for explo-sion decoupling are required (e.g. rapid action de-vices, suppression barrier, diverters or rotary valves).”Pressure venting“ is a protective measure for equip-ment in which combustible dusts are processed.Dusts in the sense of this guideline are finely dividedsolids which may form explosible mixtu