粉尘爆炸控制措施-泄爆法

泄爆法是当粉尘爆炸发生时能显著降低粉尘爆炸破坏性的有效方法。当爆炸发生时及时通过固定的泄压口进行卸压，同时将高温高压粉尘和助燃气体排放到外界，把粉尘爆炸时的压力限制在容器材料强度所能承受的某一数值。减少爆炸对设施和人员造成的伤害。卸压装置可分为一次性(如爆破膜)和重复使用的装置(如安全阀)，对泄压口大小的设计需要考虑所有影响粉尘爆炸严重程度的决定因素。包括粉尘浓度、初始压力、初始温度、初始湍流、点火源、存在易燃气体或惰性气体／粉尘等。所有这些因素都会影响爆炸压力的升高速率。另外需要考虑爆炸压力降低、泄压口各单元的几何形状、泄压口的压力、泄压口面积、泄压口的分布等。

对于泄压口面积的计算方法，国内修订的泄压标准GB／T 15605—2008《粉尘爆炸泄压指南》中给出了如式(2)～式(6)的计算公式。

式中：P_red,max为最大泄爆压力有效范围，0.01 MPa≤P_red,max≤o.02 MPa；P_star为泄压设备开启压力有效范围，0.01 MPa≤P_star≤0.1 MPa且P_red,max≤P_star；V为设备的容积有效范围，0.1m³≤V≤10 000m³；L/D_E≤20为设备的长度；D_E为设备的直径，L/D_E≤20；P_max为粉尘的最大爆炸压力；K_max为粉尘的最大压力上升速率。对粉尘爆炸参数特性值为1MPa·m/s≤K_max≤30MPa·m/s的粉尘，0.5 MPa≤P_max≤1MPa；对粉尘爆炸参数特性值
为30 MPa·m/s≤K_max≤80 MPa·m/s的粉尘，0.5MPa≤P_max≤1.2 MPa。

对于泄压口的计算方法．国内粉尘爆炸泄压标准GB/T 15605—2008与欧盟标准prEN 14491一致．但在欧盟标准prEN 1,1491中，上述公式被标明只针对未连接管道的泄压口径计算。然而，在没有应用管道的情况下通过加泄压口对容器、筒仓与设备进行泄压保护时，泄压口喷出的火焰对于周围的环境非常危险，如果大量的未燃尽粉尘由泄压孔喷出，甚至可能造成二次爆炸。此种情况下，在泄压口上应用泄压管道能有效避免类似情况的发生。为此在以上公式的基础上给出了式(7)，用于表示具有管道的泄压口的泄压口径计算。

式中：P_red,max为无泄爆管道时的最大泄爆压力；P_^¹red,max为具有泄爆管道的最大泄爆压力；A为通风口的面积；V为设备的容积；L为设备的长度。