爆炸性環(huán)境的通風(fēng)和稀釋

2023年3月6日來(lái)源：防爆云平臺(tái)--防爆產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)平臺(tái) 防爆空調(diào) 防爆電氣防爆電機(jī) 防爆風(fēng)機(jī) 防爆通訊瀏覽 1868 次評(píng)論 0 次

爆炸性環(huán)境的通風(fēng)（空氣流動(dòng)）和稀釋

1總則

釋放到大氣中的氣體或蒸氣可通過(guò)逸散或擴(kuò)散的方式在空氣中被稀釋并且在較小程度上通過(guò)濃度梯度驅(qū)動(dòng)的擴(kuò)散稀釋，除非是在一個(gè)有限和密閉空間釋放，否則氣體會(huì)完全擴(kuò)散且濃度基本為零。自然或人工通風(fēng)導(dǎo)致的空氣流動(dòng)將促進(jìn)擴(kuò)散。通風(fēng)速率適當(dāng)，可以降低爆炸性氣體環(huán)境的持久性，從而影響區(qū)域類型。

通孔足夠空氣自由通過(guò)建筑物的全部結(jié)構(gòu)通常視為通風(fēng)良好的露天區(qū)域,例如側(cè)面敞開(kāi)和頂部有通風(fēng)口的遮棚。

氣體或蒸氣向大氣中的擴(kuò)散或消散是將氣體或蒸氣的濃度降低到低于可燃下限的關(guān)鍵因素。通風(fēng)和空氣流動(dòng)有兩個(gè)基本功能:

a）增加稀釋率并促進(jìn)擴(kuò)散以限制區(qū)域范圍;

b）避免可能影響區(qū)域類型的爆炸性環(huán)境持續(xù)存在。

隨著風(fēng)量或空氣活動(dòng)的加大，危險(xiǎn)區(qū)域范圍通常會(huì)減小。阻礙通風(fēng)或空氣活動(dòng)的障礙物能使危險(xiǎn)區(qū)域范圍擴(kuò)大。某些障礙物如堤壩、圍墻或天花板限制了通風(fēng)或空氣活動(dòng)的范圍，也可能限制危險(xiǎn)區(qū)域范圍。

注1:露天液體表面的蒸發(fā)增加的空氣流動(dòng)也可能加大蒸氣的釋放速率。然而，空氣流動(dòng)增加的益處通常超過(guò)釋放速率的增加。

對(duì)于低速釋放，大氣中的氣體或蒸氣擴(kuò)散速率隨風(fēng)速增加而增加，但在穩(wěn)定的大氣下，可能出現(xiàn)氣體或蒸氣的分層和安全擴(kuò)散距離的加大。對(duì)于存在障礙物（如圍墻和天花板〉的低速釋放，天花板上可能會(huì)出現(xiàn)比空氣輕的氣體或蒸氣分層，安全擴(kuò)散的距離大大增加。

注2∶在通風(fēng)受阻的工廠區(qū)域，如大型容器和結(jié)構(gòu)，即使在低風(fēng)速下，也可能在這些障礙物后面形成渦流，進(jìn)而形成氣團(tuán)或蒸氣，且沒(méi)有足夠的湍流來(lái)促進(jìn)擴(kuò)散。

在日常實(shí)踐中,不考慮區(qū)域劃分中分層的趨勢(shì),因?yàn)楫a(chǎn)生這種效果的情況很少并僅在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生。但是，在特定情況下如果預(yù)期有長(zhǎng)時(shí)間的低風(fēng)速，則該區(qū)域范圍宜考慮到實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散所需的額外距離。

注3:在某些特定應(yīng)用中，分層可能是一個(gè)相關(guān)因素，例如室內(nèi)與室外的空氣交換很少。

在釋放量有限的應(yīng)用中，可以使用封閉空間內(nèi)的循環(huán)氣流提供足夠的混合以稀釋釋放物。

2通風(fēng)的主要類型

2.1總則

下面兩種主要通風(fēng)類型:

a)自然通風(fēng)；

b)人工通風(fēng)，釋放源的整體或局部。

2.2自然通風(fēng)

建筑中的自然通風(fēng)是由于風(fēng)和/或溫度梯度作用造成壓力差引起的。自然通風(fēng)在某些戶內(nèi)場(chǎng)所（例如，在墻壁上和/或房頂有通孔的建筑物）也可安全有效地稀釋排放。

自然通風(fēng)舉例:

——敞開(kāi)式建筑物，考慮到涉及的氣體和/或蒸氣的相對(duì)密度，在建筑物的壁上和/或屋頂通孔處，其尺寸和位置保證建筑物內(nèi)部通風(fēng)效果等效于危險(xiǎn)場(chǎng)所分類的露天場(chǎng)所;

——非敞開(kāi)建筑物，建有永久性的通孔，使其具有自然通風(fēng)的條件(一般低于敞開(kāi)式建筑物的通風(fēng)效果）。

氣體或蒸氣浮力可能是考慮建筑物的自然通風(fēng)的一個(gè)重要因素，因此，宜通風(fēng)以促進(jìn)擴(kuò)散和稀釋。如果釋放的氣體或蒸汽相對(duì)于空氣的密度較高或較低，則靠近通孔處的混合物前端的壓力也可用于產(chǎn)生自身通風(fēng)防爆云平臺(tái)www.m.4729d.com。

本質(zhì)上自然通風(fēng)產(chǎn)生的通風(fēng)速率是非常多變的。一般來(lái)說(shuō)，自然通風(fēng)的通風(fēng)速率較低時(shí)可用性水平更高，反之亦然。如果通過(guò)自然通風(fēng)稀釋釋放，最好考慮以最壞情況確定通風(fēng)速率。這時(shí)可用性水平更高，將補(bǔ)償在估計(jì)通風(fēng)速率時(shí)作出的過(guò)于樂(lè)觀的假設(shè)。

有些情況需要特別注意。尤其是在通孔主要限于外殼的一側(cè)的情況。在一些不利的環(huán)境條件下，例如風(fēng)吹到外殼通風(fēng)面上的大風(fēng)天時(shí)，外部空氣運(yùn)動(dòng)可能妨礙熱浮力機(jī)制的運(yùn)作。在這種情況下，通風(fēng)水平和可用性都很差，導(dǎo)致更嚴(yán)格的劃分。

2.3 人工通風(fēng)

2.3.1總則

通過(guò)人工的方法，使空氣流動(dòng)，例如，通風(fēng)機(jī)或排氣裝置。雖然人工通風(fēng)主要用于戶內(nèi)或封閉空間，但它也可用于露天場(chǎng)所，補(bǔ)償由于障礙物對(duì)自然通風(fēng)的限制或阻礙。

人工通風(fēng)可以是整體通風(fēng)(如整個(gè)房間)，也可以是局部通風(fēng)（如釋放源附近的排氣系統(tǒng))，對(duì)于這兩種通風(fēng)，可達(dá)到不同程度的空氣流動(dòng)和置換。

采用人工通風(fēng)可達(dá)到:

——降低區(qū)域類型和/或縮小區(qū)域范圍;——縮短爆炸性氣體環(huán)境持續(xù)的時(shí)間;——防止爆炸性氣體環(huán)境的產(chǎn)生。

2.3.2通風(fēng)要素

人工通風(fēng)能夠使室內(nèi)獲得有效、可靠的通風(fēng)系統(tǒng)。人工通風(fēng)系統(tǒng)宜滿足下列要求:

a）對(duì)排氣系統(tǒng)內(nèi)部和外部排放點(diǎn)以及排氣系統(tǒng)的其它通孔，應(yīng)考慮其分類;

b）對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域的通風(fēng)，一般情況下，通風(fēng)用空氣宜從非危險(xiǎn)區(qū)域中抽取，并考慮周邊區(qū)域的吸力作用;

c）在確定通風(fēng)系統(tǒng)的規(guī)模（尺寸）和設(shè)計(jì)前，宜首先確定場(chǎng)所、釋放等級(jí)以及釋放速率。另外，下列因素將會(huì)影響人工通風(fēng)系統(tǒng)的質(zhì)量:

a）通常，可燃性氣體和蒸氣的比重（密度）與空氣比重不同，因此，它們?cè)诮咏孛婊蚍忾]場(chǎng)所的頂部積聚，在這些地方，空氣流動(dòng)常常是緩慢的;

b)人工通風(fēng)與釋放源的接近程度;靠近釋放源的人工通風(fēng)通常會(huì)更有效，可能需要充分控制氣體或蒸氣的運(yùn)動(dòng);

c）氣體的比重隨溫度的變化而變化;

d〉阻擋和障礙物可能會(huì)引起空氣流動(dòng)減少甚至不流動(dòng)。也就是說(shuō)，場(chǎng)所中的某些部分不通風(fēng);

e）空氣湍流和循環(huán)氣流的流型。

宜考慮通風(fēng)裝置中空氣再循環(huán)的可能性或需要。這可能會(huì)影響通風(fēng)系統(tǒng)在減少危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)的背景濃度和有效性。在這種情況下，可能需要相應(yīng)地修改危險(xiǎn)區(qū)域的劃分。在某些應(yīng)用中也可能需要再循環(huán)空氣，例如，對(duì)某些工藝或在需要補(bǔ)充冷卻或加熱空氣的高或低環(huán)境溫度下提供人員或設(shè)備的需要。在需要再循環(huán)空氣的情況下，還可能需要額外的安全控制。例如，帶阻尼器的氣體分析儀控制新鮮空氣的進(jìn)氣量。

2.3.3人工通風(fēng)示例

人工通風(fēng)包括在建筑物的壁上和/或頂部安裝通風(fēng)機(jī)以改變建筑物中的整體通風(fēng)狀況;

通風(fēng)機(jī)的作用可能是雙重的。它們可以增加通過(guò)建筑物的氣流，幫助建筑物排出氣體。建筑物內(nèi)的通風(fēng)機(jī)也可以增加湍流稀釋房間內(nèi)比房間小得多的氣云，即使沒(méi)有氣體被排出房間。在戶外情況下，通風(fēng)機(jī)也可能通過(guò)增加湍流來(lái)加強(qiáng)稀釋。

局部人工通風(fēng)可能是:

a）用在連續(xù)地或周期地釋放可燃性蒸氣的加工設(shè)備上的空氣/蒸氣排出系統(tǒng)

b)用在不進(jìn)行通風(fēng)可能會(huì)出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的小的局部通風(fēng)場(chǎng)所的強(qiáng)制通風(fēng)或附加的抽風(fēng)系統(tǒng)。

2.4稀釋等級(jí)

控制爆炸性環(huán)境擴(kuò)散和持續(xù)時(shí)間的通風(fēng)效果取決于稀釋等級(jí)、通風(fēng)的可用性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。例如，通風(fēng)不能有效防止爆炸性環(huán)境形成，但能避免爆炸性環(huán)境持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。

稀釋等級(jí)是衡量通風(fēng)或大氣條件下將釋放物稀釋到安全水平的能力。因此，對(duì)給定的一組通風(fēng)/大氣條件，較大的釋放對(duì)應(yīng)低稀釋等級(jí)。對(duì)給定大小的釋放，較低的通風(fēng)率對(duì)應(yīng)低稀釋等級(jí)。

如果采用其它通風(fēng)形式，例如，考慮到冷卻通風(fēng)機(jī)，要注意通風(fēng)的可用性。其他目的的通風(fēng)也可能以正面或負(fù)面的方式影響稀釋。

稀釋等級(jí)也會(huì)影響稀釋體積。稀釋體積等于可能高于LFL的體積，包括安全系數(shù)，即可能易燃的體積。然而，危險(xiǎn)場(chǎng)所的邊界另外考慮了其他因素，例如，由于釋放的方向、速度以及周圍空氣體積影響可能發(fā)生的釋放運(yùn)動(dòng)。危險(xiǎn)區(qū)域通常比稀釋體積大得多。稀釋體積的概念以及與危險(xiǎn)場(chǎng)所分類的關(guān)系如圖1所示。