泄爆原理及安全性分析設計說明書

1 泄爆原理及安全性分析 設計說明書 計基本原則 本次課程設計旨在為以一給定容器及相關參數為基準，通過計算其泄壓面積來設計泄爆管與安全泄放面積等實際問題。因此本次課程設計應遵從實用原則，一切從實踐經驗出發(fā)，應用大量由實踐得出的經驗公式及修正系數，力求得出結果貼近實際應用，使計算結果切實可用。 化原則 ： 由于此次課程設計時間較短，同時以我們現在已有的知識不足以深刻探求過多的實際的復雜問題。因此本次課程設計過程中運用了很多的簡化過程，忽略了許多的影響因素，并做了許多的假設。使設 計計算過程有了一定程度上的簡化。 計任務與設計內容 徑和安裝方位等參數的計算與確定（要求采用帶 45彎頭） 量的計算 計準則 計成果概述 本次的課程設計中，根據課程設計任務書上所給出的已知容器尺寸以及相關參數，通過基本參數的簡單計算后，算出了最小的泄壓面積。隨后通過 L/D、湍流影響、泄壓管影響進行修正得出最終的泄壓面積。之 后根據泄壓面積算出了泄 2 爆管的相關參數，并結合一定的材料初步設計了泄爆管安裝方位，并畫出了簡圖。此外，根據基本參數算出了反沖力及其持續(xù)時間，沖量等。最后根據課程設計書及其他文獻材料確定了安全泄放區(qū)域、防護措施以及泄爆裝置的安裝與維護措施。 通過上面所述的大致過程，編寫出了課程設計書，并進行了簡單的排版。 除此之外，本次課程設計，我從 一開始一臉茫然的狀態(tài) ，到慢慢與同學們探討，向 學長們 請教，一步步的解決了許多問題。這不但讓我 解決了這次困難的課程設計，學會了許多思維方式跟學習方法 ，更讓 我學到了團隊協(xié)作的重要性。 2 泄爆原理及安全性分析 爆原理 泄爆的防護原理： 泄爆是一種可以預防爆炸壓力上升到不可接受水平的措施，泄爆通過使主要爆炸過程發(fā)生在敞開安全的地方而非建筑物內或粉塵加工容器內的方法來實現上述目的。 在容腔壁面上設計一定的薄弱部位，該薄弱部位在爆炸形成的早期階段即可打開。燃燒著的物料以及燃燒產物得以釋放，從而降低容腔內的超壓。泄爆后容腔內的殘余壓力稱為降低的爆炸壓力 線 種情況下，容腔內的最大壓力可達到或超過 10多數廠房建筑都不能承受這種幅值的爆炸壓力作用。在泄爆情況下，其產生的最大壓力相比前者較低，如圖曲線 置位置以及泄壓裝置的開啟壓力等有關，同時還受到其它因素的影響。泄爆系統(tǒng)的正確設計應確保 個容腔的各個部分，例如進出口、滑閥等都可能承受爆炸壓力的作用，因此在估算整個容腔的設計強度時，應考慮到這些承受爆炸壓力作用的部件?？梢杂萌萸蛔畋∪醪糠值脑O計強度來表示整個容腔的設計強度。 3 圖 爆和非泄爆情況下，典型的壓力時間曲線。 全性分析 安全性分析流程圖 4 行下一步安全性分析。 此，當要泄放的物質是有毒的，或者可能造成嚴重的危害，采用泄爆措施是不安全的，此時應該采用承爆或抑爆措施。在本容器設備的工藝中，所泄放是是無毒無害物料，進行下一步的安全性分析。 設備的物料具有燃爆特性，進行下一步安 全性分析。 必須要考慮設備強度、配置情況和內部結構，從而通過計算得到泄爆面積。進行下一步安全性分析。 附： (6)廠房的配置結構。當容器的長徑比增大時，其爆炸效應顯著增強。 (7)內部結構。在某些實際運用過程中，有時會遇到容積非常小的容器，要 對這類容器進行泄爆實際上是非常困難的，因此必須將容器設計為在最大 爆炸壓力作用下而不發(fā)生破裂來加以防護。在某些容積較小的容器中，由 于其具有較大的內表面積，因而其最大爆炸壓力可能降低到低于標 準測試 得到的最大爆炸壓力值。當容器不是按照壓力容器設計規(guī)范進行設計時， 則很難準確估算其強度。此時應根據最薄弱的連接部件的強度（例如連接 銷、鉚釘連接或者其它連接方式的強度）來確定容器能夠承受的爆炸壓力。 容器壁的面積比較，能否提供足夠的泄爆面積。在本容器設備中，泄爆面積及容器壁面積的計算在第二章中，由此可以知道，本容器設備是可以提供足夠的泄爆面積的。進行下一步安全性分析。 附：是否存在足夠泄爆的面積？在尺寸較小的緊湊型容器中，工藝出料口和進料口 都能提供足夠的泄爆面積，但同時還需考慮其發(fā)生傳爆的可能性。 爆或抑爆等系統(tǒng)，必須防止燃燒波沿相互連接的管道發(fā)生傳播。只要采用了合適的隔爆措施，就可以認為泄爆或抑爆過程中發(fā)生的點火總是局限于這兩種防護措施所保護的容器內（即不會發(fā)生燃燒波的傳播）。如果沒有采取合理的隔爆措施，則需假定通過連接管道發(fā)生射流點火現象， 5 因而需要采取更嚴格的安全措施。本容器設備是單獨的泄爆容器，可以不考慮泄爆容器與其他工藝單元的隔爆措施。進行下一步安全性分析。 力，因此容器外必須存在安全泄放區(qū)域。其中，安全泄放區(qū)域的確定詳見第二章。進行下一步安全性分析。 附：（ 12）危險泄放區(qū)。泄爆口的設置應確保不會對人員造成傷害，并盡可能地降低泄爆時所產生側火災和爆炸波效應。對此，需要進行危險性分析，從而合理確定泄爆時可能產生的危險區(qū)域范圍，相應地，應考慮防止人員進入這種危險區(qū)域。在正常運行過程中，必須防止人員進入泄爆口或泄爆管的泄放區(qū)域。 爆噴射出的火球體積可能非常大，盡管可以將爆炸泄放到敞開的區(qū)域，如果不能泄放到敞開的安全區(qū)域，則應考慮采用泄爆管將這種燃燒著 的泄放物泄放到建筑物外比較安全的地方。在本容器設備考慮采用了泄爆管進行安全泄放，進行下一步安全性分析。 第二章有泄壓管的詳細設計，由此可以知道本容器設備可以安裝泄爆管。進行下一步安全性分析。 以確定泄爆措施的安全性，進而可以著手進行泄爆的詳細設計。 要建立確保泄爆系統(tǒng)設計、運行安全性的文件。保證泄爆系統(tǒng)的長期正常的運行。 器尺寸 6 知基本參數 塵處理工藝在常溫 、 （ 注： ； 00大爆炸壓力 0泄爆裝置開啟壓力： 算流程圖 7 入參數確定 000間接計算可得參數 8 腔設計壓力的選取原則 果設備變形可接受，卸壓容腔的 。 。 照 爐與壓力容器標準或類似標準設計的容腔 ，其最大許用工作壓力（用 以通過計算確定。 壓措施應防止容腔內形成的最大壓力 時還應考慮壓力上升速率引起的動態(tài)效應，這種動態(tài)效應可用動載荷因子（ 示如下： 式中： 卸壓過程中產生的最大壓力值 9 在容腔發(fā)生變形或爆炸時根據靜態(tài)壓力計算得到的容腔強度 s 最大沖擊擾度 靜荷載擾度，或者是當以靜態(tài)方式加載最大載荷時系統(tǒng) 產生的位移。 (1) 如果沒有詳細的結構響應分析數據，可以假設在最壞情形下取 根據容腔最薄弱的結構單元進行設計。 (2)可以設置與卸壓面積相當的足夠的卸壓口，防止 （根據靜載荷計算得到）的三分之二。 (3)可以依據對泄爆壓力曲線和容腔結構響應的分析結果，對 （ 1）上半部分圓柱體體積計算： 3m （ 2）下半部分圓臺體積計算： 222 3/ m （ 3）容器體積： 321 （ 1） H 等于料斗底部到泄壓口頂部的垂直距離 10 （ 2） 等于料斗體積加上泄壓口頂部以 下 圓柱的體積 （ a）圓柱部分的體積 321 （ b）直徑為 222 m （ c） = （ d） 是圖 (b)的陰影部分。 （ 3） H/ （ 4） 0 . 54 e = 假定為圓柱形斷面。 （ 5） （ 6） D e f （ 1）泄壓裝置面密度： （ 2）泄壓裝置關系質量： 算容腔所需的最小泄爆面積 （泄爆指導書上）計算必要的泄壓面積 位 式中： 根據式 (計算得到的泄壓面積 泄壓裝置靜態(tài)破裂壓力的標稱值 ( 11 爆燃指數（ V = 容腔體積（ 爆燃最大壓力（ 爆燃泄壓后降低的壓力（ 115 適用于點火前的初始壓力為 1 0.2 的適用范圍為： （ 1） 5 2 （ 2） 10 00 m/ 3） 0.1 V 10,000 m 3 （ 4） （ 1） 足初始壓力適用條件 （ 2） 0足最大壓力適用條件 爆燃過程中產生的最大壓力和最大壓力上升速率是爆燃防護設計中的關鍵參數。密閉容器爆燃的關鍵特征即是能達到的最大壓力 及最大壓力上升速率 (dP/dt)力上升速率較高意味著用于成功泄壓的時間極短。反之，如果壓力上升速率較低，則允許泄壓過程相對較慢而能確保有效泄壓。從所要求的泄壓面積的角度，當其它參數保持不變時，壓力上升速率越大，有效泄壓所需的面積越大。 （ 3） 00足爆燃指數適用條件 粉塵的爆炸特性，即在密閉容器中實驗測定的 兩個參數可以在 10見第 2章 ）。 參數表征了粉塵的爆炸特性，其單位為 m/s，可以根據下述方程計算得到： 12 式中 ,（ dp/dt）大壓力上升速率。 （ 4） V=滿足容腔體積適用條件 。 容腔的特征： 。 般地，容腔容積是指用于泄爆面積計算的自由空間體積，例如收塵器中就不能包括濾塵袋的體積。 L/緊湊型容腔中，火焰的運動不會受到軸向流動的影響，因而在這種密閉容器中的火焰速度可以保持相對較低的速度，且對大多數粉塵而言，其產生的最大超壓大致為 10倍初始壓力。但在長型容器中，容器內的軸向流動能引起火焰加速并達到很高的火焰速度，因而產生很高的爆炸 壓力，特別是當 L/爆炸壓力更高。故此， L/ （ 5） 足爆炸裝置開啟壓力適用條件。（ 泄壓過程中達到的最大壓力即 壓面積和泄壓裝置慣性質量的復雜函數。當泄壓面積與容腔容積之比較大時， 降低泄壓面積時， 泄壓面積趨近于零時， 結論 ：根據本課題給 出條件可以按公式 將上述數據代入，運算得， 據容腔 L/D 修正公式 （ 1）當 L/D 小于等于 2時，應設 0v。 （ 2）當 L/D 值大于 2且小于等于 6時，按照下式計算所需的泄壓面積 式中 ) = ， 13 （ 3）對于頂部給料的儲罐、料斗和筒倉，只要利用所有校正因子后計算得到的基本泄壓面積不超過容腔的斷面積，式 。 由于前面所算 L/D=滿足條件（ 1），因此 應 有 0v。 于是有 01 根據公式及使用條件可得 設備或建筑物進行高速 湍流校正 作用于未燃物料的火焰面積增加，從而導致火焰速度增加。 氧化劑混合物初始處于靜止狀態(tài)，容器中初始湍流導致壓力上升速率增大，其產生的最大壓力也略有增加。湍流導致所需的泄壓面積增加。圖 體和粉塵流動通過容腔內的障礙物時也會產生湍流。在如管道等加長容腔中，湍流的產生得以增強，火焰速度達到很高的值，引起爆燃向爆轟的轉變。在泄壓過程中，由于未燃氣體 流動通過泄壓開口，可能在容腔內部和外部產生湍流。 14 圖 烷空氣混合物中湍流對最大壓力和壓力上升速率的影響。 （ 1）式 都小于 20m/該式可以計算得到所需泄爆面積的最小值。 （ 2）為運用式 向平均空氣 速度可以由下式計算得到： 式中： 流經設備的體積流率（ L = 空氣和產品流動方向上設備的總長度（ m） V = 設備容積 ( （ 3）如果周向（即切向）空氣速度是設備內部的切向空氣速度，則 .5 式中 設備內的最大切向空氣速度。 （ 4） 以及 可以由熟悉設備設計、運行狀況的人員計算得到。 （ 5）實測或計算結果應有詳細的文檔記錄，供泄壓設計人員和有關管理機構應用。 （ 6）如果得到的 0 m/設 1v。 （ 7）如果 0 m/可以利用下式計算 式中 , B) = 是 的最大值。 （ 8）存在粉塵爆炸危險的建筑物泄壓時，可以由 15 （ 9）可以通過利用部分體積公式 當減少這些建筑物所需的泄 壓面積。 根據本題 所給出條件以及具體情況的分析可知 ， 本題應 不考慮動態(tài)因素影響。因此忽略湍流影響。得 12 壓裝置慣性質量的影響 如果無慣性的泄爆裝置，設泄爆面積為 給定 腔內降低的爆炸壓力為 達到同樣的泄爆效果，采 用有慣性的泄爆裝置，其泄爆面積為 泄爆效率 式中 于泄爆面積修正。 16 （ 1）當泄壓裝置的慣性質量小于等于 40 kg/ 50 采用式 壓面積的增大量可按 。 （ 2）當泄壓裝置的慣性質量 過式 要對泄壓面積進行調整。 式中： 慣性質量臨界值（ n = 泄壓裝置數量 V= 體積 ( 50 m/ 3）如果 M 則泄壓面積需要額外增加泄壓面積 算如下： 式中： 由 M = 泄壓裝置的 慣性質量（ kg/ （如果 75 式 5。） （ 4）當 M ， 選取泄壓膜片慣性質量 M=20 kg/n=1 V= 00入公式 得 于 M， 滿足條件（ 4） 17 因此23 A 23 A =筑物體積效應修正 些車間的粉塵爆炸危險性通常與沉積在地板和其它表面的可燃物料，以及加工設備內部的物料等有關。 需的最低泄壓面積可以根據整個建筑物的體積，也可以根據部分體積確定。部分體積的確定方法如下： （ 1）從實際建筑物或與工藝設備和物料相似設施的地板上至少收集三個具有代表性的樣品。樣品的獲取需在計量的地板面積 4 （ 2）對每一個地板粉塵樣品稱量質量，并計算平均質量 位 g）。 （ 3）從計量面積區(qū)域 塵沉積表面上）收集至少兩個具有代表性的樣品。這些沉積表面可以在任何平面上，包括梁、架子和工藝設備和結構的外表面。計算總表面積這些粉塵沉積表面的總表面積 （ 4）對每一個樣品稱量質量并計算其平均質量 位 g）。 （ 5）確定可能從工藝設備中泄漏到建筑物中的可燃粉塵的總質量 （ 6）按照 燃粉塵爆炸壓力與壓力上升速率的測定方法對粉塵樣品進行測試，確定 以及對應于最大的 的最佳粉塵爆炸濃度 （ 7）利 用 筑物體積 V,以及 = 利用式 小節(jié)中的相關規(guī)定計算泄壓面積 泄壓面積是整個建筑物內都充滿可燃粉塵時進行泄壓所需的面積。 （ 8）計算最壞情況下，采用下式計算建筑物部分體積分數 18 式中： 最壞情況下建筑物的部分體 積 分數 M f =地板 樣 品的平均 質 量（ g） 計 量地板面 積 。 最佳粉 塵 爆炸 濃 度 H =建筑物天花板高度 M s =沉 積 表面 樣 品的平均 質 量（ 單 位 g） 沉 積 有粉 塵 的 表面的 總 面 積 沉 積 粉 塵 表面的 計 量取 樣 面 積 V = 建筑物體 積 工 藝設備 可能泄漏到建筑物內的可燃粉 塵 的 總質量 （ a） 計 算 過 程中 應 采用幾種 樣 品 最低 值 。如果沒有 計 量取 樣 面 積 下的 ， 可以在 該 式中取 為 200g/ （ b）如果沒有 計 量取 樣 面 積值 M f / A s/A 且一直根據 造、 加工和可燃固體 顆 粒物 處 理 過 程中火災與粉 塵 爆炸 預 防 標 準使 這 些 設 施得到有 效的清 掃 和 維護 ， 則 上述比 值 可以采用近似 值 ， 這 些近似 值 是基于整個地板區(qū)域 和其它表面上 （注：地板和沉 積 表面由 3）中定 義 ）沉 積 的粉 塵層 厚度 為 1/32 積 密度 為 800 kg/基 礎 上得到的。 對應 上述情況的近似值為 640 g/ （ 9） 如果 計 算得到的 1， 則 最少需要的泄 壓 面 積 等于 （ a）如果 ， 則 無需 進 行爆燃泄 壓 。 （ b）如果 1 ， 則 所需的最低泄 壓 面 積 計 算如下 ： 19 本課程設計中 由于設計所需資料不全，故可近似 忽略建筑物體積效應影響， 因此取34 A =m 壓管影響的修正 則應根據下式計算泄壓管的影響。求解過程是迭代求解，因為 是 式中： 在泄壓口上連接有泄壓管時所需的泄壓面積（ 用式 式中： 泄壓裝置標稱靜態(tài)開啟壓力（ V =容腔體積（ 泄壓管的總長度（ m） 20 得到修正式 的數據進行實驗測試時所用的實驗裝置阻力系數值。 式中： K = 泄壓管道的總阻力系數 種裝配件的阻力系數 U = 流體速度 泄壓管道的水力直徑（ m） 充分發(fā)展湍流的達西（ D摩擦因子。 能得到泄壓面積的兩個解。此時，選擇泄壓面積較小者。 果這些方程得不到泄壓面積的解，在應通過減小泄壓管道長度或增加容腔的強度使容腔能承受較高的 可以兩者同時采用，從而對泄壓設計進行修改。 不能采用式 則不能采用 0%以上， 流式篩漿機和防雨罩，只要能夠通過管道阻力系數 泄壓管道上就可以安裝上述附件。 可以在式 式中： 21 , B) = 的最小值 ( V/0歸納了本章不同粉塵泄壓模型的適用條件 表 粉塵泄壓模型 運用 泄壓管道 1.2 對壓力） 泄壓裝置慣性質量 40 kg/許分部分積泄壓 1 L/D 6 （最后計算泄壓管的影響） 部分體積泄壓 允許采用泄壓管 泄壓裝置慣性質量 40 kg/1.2 對壓力） 1 L/D 6 （最后計算泄壓管的影響） 較高的初始壓力 無泄壓管 泄壓裝置慣性質量 40 kg/4 壓） 整個體積內爆燃 1 L/D 6 （最后計算初始壓力升高的影響） 泄壓裝置慣性質量 對壓力） 無泄壓管 泄壓裝置慣性質量 40 kg/許部分空間泄壓 1 L/D 6 本題中由于條件不足，可以忽略泄壓管對泄壓面積的影響，因此 22 取4A = 爆管長度計算與確定 泄壓管道的最大長度必須滿足下面的不等式： 式中： , B) = 的最小值 ( V/D= 00參數代入公式，計算得 10,泄爆管長度選取 選取 L=35m 爆管半徑計算 假設泄爆管為圓形，則 ，則 D=爆管設計 泄爆管設計見圖 中幾種泄爆管的設計形式是禁止采用的。應明確的問題是，針對特定的設計條件，必須采用合理的設計指南。如果降低的爆炸壓力的計算方法是在實驗 結果的基礎上提出的，也可以采用其它設計方法。 在泄爆管設計中，需要考慮的其它因素包括： 23 彎頭位置設計所依據的實驗條件是在距泄爆管出口 1此，不強調彎頭位置必須靠近泄爆口的位置。建議彎頭位置距離泄爆口至少 2m。 建議在泄爆管上只設置一個彎頭。實驗研究表明，如果在泄爆管上設置有兩個彎頭，則所得到的降低的爆炸壓力將會升高。 泄爆管內的壓力可能達到泄爆容器內的壓力值。因此泄爆管應具備足夠高的強度，從而可以承受相應的爆炸壓 力。有些情況下，盡管泄爆管內的壓力甚至可以高于容器內的壓力，但這些壓力對泄爆管的作用時間極短。 本指南中所規(guī)定的彎頭是急轉式彎頭，因為這種形式的彎頭代表了最壞的情形。如果采用緩變式彎頭，則在其它條件相同的情況下，泄爆管內的壓力要低于急轉式彎頭內的壓力。建議在計算帶緩變式彎頭的泄爆管的 L/用泄爆管的外輪廓線（見圖 ）。如果彎頭曲率半徑 /泄爆管直徑之比小于 2，則泄爆管的長度 將彎頭考慮成急轉式彎頭，并采用附錄 6中的 。 爆炸容 器和泄爆管均應進行緊固安裝，以承受反沖力作用。 只要格柵的網格尺寸不是太小，泄爆管出口端安設的保護格柵對降低的爆炸壓力 24 影響不大。但采用輕質蓋板進行保護時可能導致降低的爆炸壓力增大。 由于本次課程設計要求為水平泄壓，則下圖為車間容器泄爆管安裝方位俯視圖 6 反沖力及持續(xù)時間、沖量的計算 沖力計算 無卸壓管時，應采用下式確定作用在容腔上的反沖力： 式中： 燃燒 卸壓引起的最大反沖力 a = 單位變換因子 100 (1) v = 卸壓面積 m2( 25 卸壓過程中形成的最大壓力 =100 ， m ,略泄爆管的影響，代入公式 反沖力 沖持續(xù)時間計算 應根 據 式中： 卸壓口打開后，脈沖壓力的持續(xù)時間 ( b = 10 3(0 3) 未卸壓情況下產生的最大壓力 卸壓過程中產生的最大壓力 V = 容腔容積 卸壓面積 (無卸爆管 ) m2( 0V= 258.8 代入公式 沖量計算 在爆燃卸壓過程中，卸壓容腔的輔助結構受到的總沖量可以用下式表達： 26 式中： I = 輔 助 結 構受到的 總 沖量 燃 燒 卸 壓過 程中受到的最大反沖力 t f = 卸 壓 口 打開后，脈沖 壓 力的持 續(xù)時間 (數選取及代入計算 由上述 計 算可得，反沖力 脈沖 壓 力的持 續(xù)時間 代入公式 計 算得 總 沖量 I= 安全卸放區(qū)域確定及維護措施 全泄防區(qū) 與泄爆容器內會形成高壓一樣，在泄爆容器外部由于泄放的火球與爆炸波，可能形成泄爆的二次效應。必須考慮到泄爆產生的這些二次效應，從而對人員或附近的設備或者建筑物提供合適的防護。 實際上，泄爆不僅僅是將粉塵云和火焰泄放出來的事情。泄爆過程中釋 放的火焰和粉塵粉塵云的尺寸和量可能很大（見圖 表明粉塵泄爆時的產生的火球）。因此在泄爆區(qū)域以外也存在著一定的危險性，可能造成人員的傷害或設備的損壞。已有相關文獻對泄爆危險區(qū)域范圍的估算方法進行了研究（見第十二章）。 因此，在泄爆過程中將泄放物釋放到一個安全的地方是非常重要的，在工廠布局設計時也應考慮到這種因素的影響。如果粉塵加工設備不能設置在敞開場所，則最好應能夠在泄爆時采用泄爆管將燃燒著的粉塵云泄放到安全的地方（見 一般地，如果工廠尚未進行正常生產過程中，且廠房屋頂部分的人員通行可以得到 嚴格限制，應優(yōu)先選擇使泄爆口或泄爆管穿過廠房屋頂使其出口朝上。如果樓上設置有相關工藝設備，且周圍建筑物有足夠的間距，則采用側向泄爆，同時要求不會形成危險。 27 球尺寸 危險距離 應采取措施降低火球溫度與壓力導致人員傷亡和設備損壞的風險 編制文件的風險評價結果可以用于減小 于粉塵爆燃泄壓，距離 表示： 1/ 3(式中： D =（正面）到泄壓口的軸向距離 (m) K = 火焰長度系數 K = 10,對金屬粉塵 ;K = 8，對化學和農業(yè)粉塵 V = 泄壓容腔的體積（ n =均勻布置的泄壓口的數量 據式 0m。 泄壓口中心線算起）應計算為 的尺寸相同，火球一半的高度位于泄壓口中心線以上，火球的另一半位移中心線以下。 假定 K=10， n=1， 由上述計算知 V=將以上參數代入公式 D=此安全泄放區(qū)域為以容器為中心，以 部爆炸波壓力分布 如果是立方體容器進行泄壓， a 值可以用式 28 式中： a =外部壓力 ( 降低的壓力 ( 泄壓面積 (V = 容腔體積 (根據前面計算知： =258.8 m ,代入 a=最大外部壓力計算 對于較長的距離 r (單位 m)，最大外部壓力 r ,可以用式 式中： r = 最大外部壓力 a = 外部壓力 (D = 火球的最大長度 (m) r = 距離泄壓 口的距離 (m) 根據上述計算， D=a=代入公式，得 :r=r(護措施 為減小泄爆危險區(qū)的范圍，運用導流板是一種可行的途徑。對此，英國健康與安全管理局（ 驗中，采用的爆炸容器容積為 體上，這些實驗研究表明，當導流板面積增加時，或者增大導流板的安裝角度均改善了裝置的運用效果。但這種導 29 流板對降低的爆炸壓力幾乎沒有影響。圖 板設計實踐的一些修改情況，以及導流板可能采用的設計和安裝情況。 導流板的面積應至少是泄爆口面積的三倍，且導流板的尺寸不應小于 流板應與水平面之間至少保持 45 的傾角（但 60 效果更佳），從而將泄放出的火球朝向上方噴出。導流板的安裝位置距泄爆口應有一定的距離，以確保導流板不會對泄放過程形成阻礙，從而導致泄爆容器內的最大降低壓力升高。但同時應注意導流板的安裝位置也不宜距泄爆口太遠。如圖 炸測試表明 中 以取得較為滿意的效果，在實際設計中，也可 以根據實際情況對該距離加以修正。所安裝的導流板應能承受泄爆過程中產生的力的作用，該作用力可可以用降低的爆炸壓力乘以導流板面積計算得到。 導流板的安裝運用可以限制泄爆火球在水平方向的延展程度，實驗表明，當如圖 球長度大致是無導流板時火球長度的一半左右。第十二章將介紹泄爆時產生的火球長度的估算方法。導流板以遠的隔離距離，應根據工廠運行期間人員隔離該危險區(qū)域的要求來進行規(guī)定。導流板側向和橫向的隔離范圍的設置，原則上應確保泄放物的側向噴射不至引起對人員傷害。當容腔體積大于 20，不應安 裝導流板。 30 爆措施的聯合運用 泄爆與在向泄爆口附近的火焰陣面噴撒抑爆劑聯合運用幾乎肯定有助于減小危險區(qū)域范圍。發(fā)生點火后立即向容器內噴入抑爆劑，可降低車間內的壓力的上升速率， 因而可有效降低泄爆面積。這種系統(tǒng)的設計需要向相關專業(yè)人員進行咨詢。 圖 管原理，過濾和熄火效應共同作用，且無需考慮流動阻力問題。 阻火泄爆裝置是設計用于可進行泄爆，同時 不產生泄爆火球的爆炸防護措施。 圖 種裝置都是由一個專用的泄爆板、外殼和阻火器單元構成。火焰穿過阻火單元時由于消耗能量使燃燒著的燃料溫度降到點火溫度以下，從而發(fā)生熄火。 31 針對容腔容積高達 1000塵爆炸等級為 些實驗測試驗證了阻火泄爆功能的有效性，但這種防護措施在實際運用時僅限于點火溫度較低的粉塵。在泄爆板上安裝短電線圈，可以實現一旦發(fā)生爆炸時工廠自動緊急停車的功能。 使用泄爆 管的目的是將爆炸泄放到安全的地方，通常是從建筑物內的設備將泄放物導向敞開空間。但這種泄爆管可能對泄爆過程產生阻礙作用，從而造成設備內的降低的爆炸壓力升高。盡管對容器自身而言，可能所設計的泄爆參數是合理的，但由于安裝有泄爆管，則容器內降低的爆炸壓力可能上升到容器設計強度以上。 有三種方法計算泄爆管所產生的效應，即歐洲標準方法、美國化學工程師協(xié)會方法（ 工廠互助研究（ 法。 8 泄爆裝置安裝與維護措施 爆裝置 泄爆裝置：泄爆板（一旦打開后就不能復用）和泄爆門（可重復使用），可以采 用鉸鏈或彈簧壓緊緊固 32 裝與維護 泄爆裝置的正確設計只能確保裝置本身的可靠運行，如果將這些泄爆裝置正確安裝并以較高的標準進行維護，則可確保安全。在泄爆裝置的安裝和維護過程中，應符合制造商的相關說明和要求。 同時，在安裝和維護過程中，必須考慮如下方面的重要問題： 防止人員接近泄爆區(qū)域