7.3.2.3.5流速及vd限值
7.3.2.3.5.1说明性注释
通常直接用速度或间接以流速与管道直径乘积(vd)的形式表示流量限值。影响这些限制的关键因素如下:
a)罐体的尺寸及形状:最危险尺寸范围为3m~10m,高面且细的罐体通常产生的电压最高。大于或小于上述尺寸的罐体、水平细长的罐体或者长和宽(或者直径)远大于高度的罐体,其电势较低。
注1:极细的罐体电压也可能较低，但其长宽比超出正常范围。
b)采用中央导体:在接近方形的罐中(即所有尺寸相差不大),实心导体垂直放置在中心可使最大电势减小一半。因为电势减小了，所以流速可以增大。在细长的水平罐体中或高、宽比例较小的罐体中,中央导体减小电势的作用就不太明显了。采用中央导体发挥作用的例子如:上部装载的公路排车(填充整为导体)以及用导管进行底部装载的公路罐车。
c)液体特性:最重要的是电导率,是液体是否为多相的表现。另外,在石油工业中发现,当车辆装载低硫成分(质量分数50x)的中度蒸馏燃料时,静电点燃危险增大。
注2:低硫柴油可提高静电点燃危险,主要是由柴油加工流程相关的因素引起。但是，没有证据表明其他低硫液体也会受此影响(例如·汽油,纯化学品或溶剂可能硫含量很低，但是没有证据表明它们的静电点感危险会提高)。
d)固定罐或移动罐:移动罐加注设施只能处理一系列尺寸范围及形状的罐，而固定罐加注设施可设计用于特定用途的罐。对于移动罐，速度及vd限值宜适用于最不利情况。为了运输中的稳定性移动罐倾向于细长水平放置,而固定式罐一般是高而窄(高与直径比1)。
因为这些实际情况不同，所以对于固定式罐、公路罐车及轨道罐车,其流速及d限值也不同。同样,对于公路罐车和轨道罐车,对于中度硫化烃类以及其他液体的限值也不同。
7.3.2.3.5.2流量限值适用的区域
如果规定了流速和vd限值，则在储罐上游的“释放区域”也宜满足这些限值，释放区域包括30滞留时间内或储罐上游3倍释放时间液体流经的管道,两者中的较低值。如果要用释放时间来计算滞留时间,则宜按照可能的最低电导率计算。如果最低电导率未知则官采取30s方案。
为了保证流速或vd限值在整个释放区域都符合要求,需要保证它们在区域中最严苛部分符合要求。
对于无分支系统,最严苛部分为管道直径最小处,如果最小直径的管道长度小于5m,且是唯一小干第二小直径的标称尺寸管道部分，那么该部分认为是管道最严费部分。
对于有分支的管道系统(例如,大型输送管道分成小管道从而使上游多管段供给多个罐,而下游管道仪供给一个播),严苛部分为Fold佰最高外，且中F。为通过多管道区的最大流量。ds为多管道区管道直径,在评估w限值时m=2.在评估速度限值时m=3(参见A.1.4)。
同时加注多个储罐的关键部分最大可接受流量为N。乘以单个储罐最大可接受流量，其中：
Fs为通过多管道区的最大可能流量，Ft为进人储罐的体积流量。多管道区流量增大可以接受。因为液体被输送到不同储罐。因为流体流量会根据流速的平方面变化。所以对于多管道区允许的最大流速或vd限值要相应地调整为单个储罐限值倍(参见A.1.4)。
7.3.2.3.5.3对于固定罐的限值
初始缓慢开始阶段与主要加注阶段所采用的限值不同。
缓慢开始:对于罐体可能形成水底或沉淀物的中低电导率液体,初始流速不宜超过1m/s.直到注管出口浸入液面2倍于注管直径以下。缓慢开始加注是为了控制与沉淀物扰乱相关的危险。对于没有底水及沉淀物的液体是否有必要缓慢开始加注仍有不同意见。测量表明在这种情况下缓慢开始加注并没有显著降低最大电压。但是,仍然建议采用这些措施,避免替换管道中的水可能产生的问题。
如果分不同的阶段加注储罐,建议每个阶段都以不超过1m/s的速度缓慢开始加注。全流量，全流量阶段的流速与ad限值取决于液体特性及储错。如下所示：
a)所有高电导率液体及中电导率单相液体:对于流速没有强制性的限制，但是建议警戒流速为7m/s。如果仅是由于用静电耗散添加剂(SDA)增加液体电导率提高流速,则最基本的是保证SDA添加的可靠性,因为添加剂吸收不充分很可能导致着火或爆炸。如果不能保证SDA添加的可靠性,则宜采用低电导率液体的流速限值。
b)被污染或两相中电导率或低电导率液体:将两相混合物(例如,被污染的液体、有悬浮水或固体的液体)注人储罐时,如果其连续液相为中电导率或低电导率，则其固定流速限制为1m/s这个限值也适用于注人中电导率或低电导率的液体时底水或沉淀物可能被搅拌起来的情况。
如水一直在积聚直到产品/水交界面靠近(距离不超过1倍注管直径)或超过入口平面。速率不宜低于1m/s太多,因为水可能在注管较低处积聚。
c)未被污染的低电导率液体:对于未被污染的(洁净的),单相低电导率液体,其流速的限制要么直接以数值方式给出流速,要么以vd限值进行划分，其中v为在管道中的平均流速(单位:m/s),d为管道直径(单位:m)。对于垂直罐和水平罐的限值也不相同,区别如下:1)垂直圆筒形罐或具有方形或近似方形横截面的容器:
注1:近似方形罐是指长宽比不超过1.5的罐。
通过无分支管路加注时，释放缓冲区域严苛部分(见7.3.2.3.5.2)的加注速率v宜为:
最大流速不超过7m/s。
其中,D为罐体直径,对于长L.宽W的近似方形容器,其有效直径可通过D=2(LW元)1/(因为方形截面的容器L=W)来确定:d为管道直径(D和d单位相同):K为常数。
主要取决干液体流速而受滴体介电常数影响较小。在B2.2中,当e=2时，K=0.7m/s.
在低电导率液体(c不高于5)介电常数下,最大偏离不超过6.3%。这样的小偏差在分析的不确定度和安全余量范围内，所以普遍采用0.7m/s的限值。
当通过分支管路加注多个储罐时,严苛部分可能出现在为多个储罐加注的地方。在这种情况下，严苛部分的最大流速可在上述值的基础上乘以系数NV其中N。为严苛部分最大流量与进入罐体流量之比(见7.3.2.3.5.2和A.1.4)。
根据上述说明，得出用schedule40壁厚管通过未分支管路加注储罐的流量见表9a)(单位:m/min)和表9b)(单位:USG/min)。
注2:在北美管道按照NPS(标称管道尺寸,外径以英寸为单位)划分,并有专门的表格规定其璧厚。在欧洲，管道按照DN(外径标称·外径以mm为单位)以及IN(内径标称·外径以mm为单位)划分。
2)对于其他中型罐的vd限值(例如,水平罐或窄长非方形截面的垂直安装容器)：
-vd≤Nx0.50m2/s有中央导体,顶部注入或底部注入；
vd≤Nx0.38m2/s无中央导体,底部注入。
最大流速不超过7m/s。
上述限值描述中，N表示受罐体长度L(水平最大尺寸)影响的因数。当L4.6时，N=1.5。在确定罐体长度时,挡板之类的内部结构不需要计算在内,如果储罐被分割为几个完全独立的腔,则每个腔都官被视为一个独立的罐。
这些限值适用于罐体上游释放区域管道的严苛部分(见7.3.2.3.5.2),当通过分支管路加注多个储罐时，严费部分可能出现在为多个储罐加注的地方。在这种情况下，严苛部分的最大流速可在上述值的基础上乘以系数,其中Ns为严苛部分最大流量与进入罐体流量之比(见7.3.2.3.5.2和A.1.4)。
结合vd和流速限值可得出可用的管道尺寸范围，通过未分支管路加注水平罐的流速及体积流量限值见表10。
表10使用schedule40管向固定水平矮罐(N=1)注入低电导率液体时的流速和注入流量限值8基于管道严苛部分直径(见7.3.2.3.5.2)。
本部分给出的流速、d、流量限值前提是假设的所有要求都满足。有时候很难保证全部满足要求(例如,不能一直保证加注时没有飞溅)。如有任何疑问，宜进行危险评定,并采取适当的附加控制措施，这些措施可包括:
a)将流速限制在表10规定的限值以下:
b)通过SDA增加电导率(见7.2.4)。
7.3.2.3.5.4对于公路罐车的限值
本条描述了用公路罐车装载未被污染的单相低电导率液体时，其流速和x限值与固定罐(7.3.2.3.5.3)的差异。本条中没有明确提及的流速和ad限值(例如，对干缓慢开始加注的限值和被污染液体的限值),仍参考7.3.2.3.53对于固定罐给出的数值。
石油燃料之外的液体;可使用7.3.2.3.53中对于固定罐的流速限值,但不包含用同一注口加注不同长度腔体的情况。对于这种情况，通常用最短腔体的N值计算vd限值和流速。如果最短腔体的长度未知，则宜取N=1。这样可以保证最大流速适用于最不利腔体长度(L≤2m)。对于这种情况的流速及流量见表10。
石油中间馏分燃料:为了适应不同的车辆设计,石油工业已经开始把可以承受高流速液体的罐车划分为“适合高速加注的车辆”。这些车辆具有表11列出的特性,可以有效减少电势,而且在地方法规允许的情况下,可以将标准车辆加注速度提高33%。宜设置较高流速加注限制点，规定仅加注适合高速加注的车辆。
夷11给出了被认为活合高速加洋车辆的定义。用此定义对车辆分米时，宜限制流速.使vd不超过表12给出的相应限值。表12给出的vd限值取决于产品类型[低硫化(质量分数或其他中间馏分产口].厢体特性(是否适合高速加注)以及产品电导率。
汽油:成品汽油的加注流量由通用限制vd≤0.5m2/s(v≤7m/s)确定，不考虑车辆类型、汽油的电导率及含硫量。该流量是基于对高挥发性和底部注入式车辆空气进入的有限范围的保护,以及操作经验验证。该流量不适用于加注单一石油成分,如挥发性明显低于石油的石脑油。此类成分宜按照中间馏分产品的加注要求加注。
根据表12的vd限值及最大流速不超过7m/s的要求,得出不同管道尺寸的流速及体积流量，见表13。
表11符合ADR车辆要求适用于高速加注的车辆及厢体
表12硫含量对公路罐车中间馏分产品vd限值的影响
表13用schedule40管道对公路罐车进行加注时流速及流量限值(用软管加注限值类似)
基于管道严苛部分直径(见7.3.2.3.5.2)。
如果车辆不符合ADR要求，则需要对车辆是否适合高速加注进行细致的评估。
表12的vd限值以及表13的速度和加注流量的前提是假设满足7.3.2.3.3的所有要求。有时候很难保证全部满足要求(例如,并不能一直保证加注时没有飞港)。如有任何疑问，官进行危险评定,并采取适当的附加控制措施,这些措施包括:
a)将流速限制在表12要求的vd限值以下
b)在低电导率产品中使用SDA(见7.2.4)。
7.3.2.3.5.5对铁路罐车的限值
本条描述了用铁路罐车装载未被污染的单相低电导率液体时，其流速和ad限值与固定罐(7.3.23.5.3的差异。本条中没有明确提及的流速和ud限值(例如,对干缓慢开始加注的限值和被污染液体的限值),仍参考7.3.2.3.5.3对于固定罐给出的数值。
给出这些限值的前提是,假设使用的标准铁路罐车箱体远大于公路罐车厢体。如果不是这种情况，宜进行风险分析考虑是否采用(较低的)公路罐车vd限值。
注：对于标准铁路罐车厢体，没有顶部加注，底部加沣或中央导体的区别,因为这类厢体通常都较长，中央导体对减少最大表面电压无效。
装载不同液体时的vd限值如下:
a)低硫(质量分数50x10-6)石油中间馏分燃料(柴油等)的vd限值:vd≤0.53m2/s;
b)对其他液体的vd限值:vd≤0,75m2/s；
在对产品分类有疑问时，宜使用0.53m2/s的vd限值。
根据vd限值及最大流速不超过7m/s的要求得出不同管道尺寸的流速及体积流量,见表14。
表14加注铁路罐车时的流速及流量限值
基于管道严苛部分直径(见7.3.2.3.5.2)。
表14的vd限值以及表13的速度和加注流量的前提是假设满足7.3.2.3.4的要求。有时候很难保证全部满足要求(例如,不能一直保证加注时没有飞溅)。如有任何疑问,宜进行危险评定,并采取适当控制措施,这些措施包括:
a)将流速降限制在表14要求的vd限值以下;
b)在低电导率产品中使用SDA(见7.2.4)。