SoSo CAD
Bilimsel makalePDF2018

Endüstriyel Kurşun-Asit Batarya Odalarında Havalandırma Sisteminin Hidrojen Patlama Tehlikelerine Etkisi

Özgün başlık Ventilation System Influence on Hydrogen Explosion Hazards in Industrial Lead-Acid Battery Rooms

Energies (MDPI AG) · Dorota Brzezińska

Gerçek ölçekli hidrojen salım testleri ve FDS simülasyonları, 20 m³'lük bir batarya odasında havalandırma arızasında patlayıcı atmosfer oluşabildiğini ve BS EN 62485'e göre boyutlandırılmış beş havalandırma düzeninin hidrojeni LEL'in %20'sinin altında tuttuğunu gösteriyor.

Belgeyi okuİndir (PDF, 3,3 MB)Özgün kaynağa git

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Bu sayfada

Özet

Kurşun-asit bataryalar şarj sırasında hidrojen çıkarır; havalandırması arızalanan bir batarya odasında patlayıcı atmosfer oluşabilir. Hidrojen havada hacimce %4 ile %74 arasında yanıcıdır ve batarya odaları %4 hacim olan alt patlama sınırının (LEL) altında kalmalıdır. Çalışma önce 20 m³'lük bir odada 1,0 × 0,5 m'lik batarya taklidi bir kutuyla gerçek ölçekli hidrojen salım deneyleri yaptı; en yavaş ve en gerçekçi salım hızında hidrojen tavan altında toplanmak yerine odayı oldukça düzgün doldurdu. Dolayısıyla LEL'e ulaşıldığında odanın neredeyse tüm hacmi yanıcı olabilir.

Ardından FDS ile, her biri 2100 Ah'lik yirmi açık kurşun hücreli 20 m³'lük oda modellendi; hidrojen emisyonu BS EN 62485'e göre 9,7 × 10^-5 m³/s olarak tahmin edildi. Havalandırma olmadan %10 LEL (%0,4 hacim), %40 LEL (%1,6) ve %100 LEL'e (%4) ulaşma kuramsal süreleri 840 s, 4260 s ve 8520 s idi; en alt tabaka hidrojensiz kaldığı için simülasyondaki artış biraz daha yavaştı. BS EN 62485 temelli tasarım bu oda için 42,3 m³/sa mekanik tahliye veya 0,12 m² doğal havalandırma açıklığı verdi.

Beş havalandırma senaryosunun tamamı hidrojeni LEL'in %20'sinin altında tuttu. Tavanda egzoz açıklığı olan doğal havalandırma en etkili olandı; mekanik tavan tahliyesi doğal havalandırmadan daha az etkiliydi ve kısa tahliye davlumbazları hidrojeni havalandırılmayan bölgelere sızdırabildi. Algılama ve havalandırma sistemleri yangın veya patlama riskini ortadan kaldırmanın anahtarı olarak doğrulandı.

Sınırlar: tek bir oda boyutu (20 m³) ve tek batarya tipi (açık kurşun hücreler); olay ağacı analizi senaryoları tahmin etse de gerçek odalarda çok farklı geometriler olabilir. Yine de salım hızı düşükken hidrojenin tavan altında birikmeyeceği bulgusu algılayıcı yerleşimi için önemli.

Öne çıkan noktalar

  1. Batarya odaları hidrojeni %4 hacim LEL'in altında tutmalı; hidrojen havada hacimce %4 ile %74 arasında yanıcıdır.
  2. Gerçek ölçekli testler 20 m³'lük oda ve 1,0 × 0,5 m batarya taklidi kutu kullandı; en yavaş, en gerçekçi salım hızında hidrojen tavan altında yoğunlaşmak yerine odayı oldukça düzgün doldurdu.
  3. Modellenen durum: 20 m³ oda, her biri 2100 Ah'lik 20 açık kurşun batarya; BS EN 62485'e göre hidrojen emisyonu 9,7 × 10^-5 m³/s.
  4. Havalandırma olmadan %10 LEL (%0,4 hacim), %40 LEL (%1,6) ve %100 LEL (%4) için kuramsal süreler 840 s, 4260 s ve 8520 s; simülasyondaki artış en alt tabaka hidrojensiz kaldığı için biraz daha yavaştı.
  5. BS EN 62485 temelli tasarım bu oda için 42,3 m³/sa mekanik tahliye veya 0,12 m² doğal havalandırma açıklığı verdi.
  6. Beş havalandırma senaryosu da hidrojeni LEL'in %20'sinin altında tuttu; tavan egzozlu doğal havalandırma en etkili, mekanik tavan tahliyesi daha az etkili, kısa tahliye davlumbazları hidrojeni havalandırılmayan alanlara sızdırabiliyor.

Tasarımda kullanımı

  • Batarya odası havalandırmasını BS EN 62485'e göre hidrojen emisyonundan hesaplayın (burada 20 m³ oda için 42,3 m³/sa veya 0,12 m²) ve havalandırma arızasında LEL'e ulaşma süresini ayrıca gösterin.
  • Mümkünse tavanda egzoz açıklıklı doğal havalandırmayı tercih edin; mekanik tahliye kullanıyorsanız davlumbaz kapsamı dışındaki bölgelere hidrojen sızmasını kontrol edin.
  • Hidrojen algılayıcılarını yalnızca tavana değil, düşük salım hızında oda yüksekliği boyunca düzgün karışan gaz için değerlendirerek yerleştirin ve algılamayı havalandırma arıza alarmına bağlayın.

Aylık bülten · ücretsiz

Referans listeniz güncel kalsın

Ayda bir: yeni eklenen kaynaklar, Türkiye mevzuatındaki değişiklikler ve yaklaşan veri merkezi etkinlikleri.

SoSo CAD

Standart ön kontrollerini projenize taşıyın

SoSo CAD’de TS EN 50600 ve Tier için model tabanlı ön kontrolleri, eksik girdileri ve mühendis incelemesi gereken maddeleri görün.

Demo iste
SoSo CAD standartlar panelinde seçili kontrol paketleri ve bulgular

Kimler okumalı

Kurşun-asit batarya odası havalandırma ve patlama koruma tasarımı yapan elektrik ve yangın güvenliği mühendisleri.

Belgenin bölümleri

  1. 1. Giriş
  2. 2. Batarya odası arıza senaryoları
  3. 3. Gerçekleştirilen gerçek ölçekli deney (3.1 Deney düzeni, 3.2 Deney sonuçları)
  4. 4. Farklı havalandırma sistemlerinin etkinliğinin CFD analizi (4.1 Havalandırmasız batarya odalarında patlama tehlikeleri, 4.2 Batarya odalarında havalandırma sistemleri)
  5. 5. Sonuçlar

İlgili standartlar

  • IEC 62485-2
  • EN 62485-2
  • NFPA 1
  • IEEE 1635

Belgeyi okuyun

lead-acid-battery-room-hydrogen-ventilation-2018.pdf

PDF · 3,3 MB · İngilizce

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

İndir (PDF, 3,3 MB)Tarayıcıda aç

Belge, lisansı yeniden dağıtıma izin verdiği için özgün haliyle ve değiştirilmeden sunulmaktadır.

Yayın bilgileri

Yazarlar
Dorota Brzezińska
Yayıncı
Energies (MDPI AG)
Yıl
2018
Cilt
11
Sayı
8
Sayfalar
2086
Belge dili
İngilizce
Kaynak türü
Bilimsel yayın
Erişim
Açık lisans — indirilebilir
Lisans
CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz
Lisans kanıtı
www.mdpi.com
Özgün lisans notu (İngilizce)

PDF p.11 states the article is distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Künye

Dorota Brzezińska (2018). Ventilation System Influence on Hydrogen Explosion Hazards in Industrial Lead-Acid Battery Rooms. Energies (MDPI AG). 11(8), 2086. https://doi.org/10.3390/en11082086

Yangın güvenliğiUPS (KGK)Hava akışı

Konuyla ilgili etkinlikler

Etkinlik takvimini inceleyin

İçerik ve tüm hakları eser sahiplerine aittir. SoSo CAD yalnızca künye, kendi hazırladığı özet ve kaynağa bağlantı sunar; kaynakların içeriğinden sorumlu değildir.