第一章 定义
1.1 一般定义.
1.1.1 燃烧速度 burning velocity. 火焰相对于其前方未燃气体的传播速率。
1.1.1.1 基本燃烧速度 Fundamental Burning Velocity. 在给定未燃气体组成、温度和压力条件下，层流火焰的燃烧速度。
1.1.2 可燃粉尘 Combustible Dust. 当悬浮在空气中或其它氧化剂介质中并处于一定的浓度范围时具有火灾或爆燃危险的固体颗粒，与颗粒尺寸或形状无关。
1.1.3 燃烧 Combustion. 反应速率较快的氧化过程，能产生热量且通常伴随有炽热发光或火焰。
1.1.4 爆燃 Deflagration. 燃烧反应区以一定速度传播，该传播速度低于未反应介质的声速。
1.1.5 爆燃指数 Deflagration Index. 用变量表示的值。
1.1.6 爆轰 detonation. 燃烧反应区以高于未反应介质声速的速度传播。
1.1.7 粉尘 dust. 直径小于420 μm的细微的固体颗粒（即能通过美国标准40号筛的物料）。
1.1.8 容腔 enclosure. 密闭或部分密闭的空间。
1.1.9 当量直径 Equivalent Diameter. 见1.1.18 水力直径。
1.1.10 爆炸 explosion. 由于爆燃产生的内部压力作用所导致的容腔或容器破裂或爆炸。
1.1.11 火焰速度 Flame Speed. 火焰阵面相对于固定参考点的速度。
1.1.12 可燃极限 Flammable Limits. 可燃物料与气态氧化剂均匀混合后，能传播火焰的最低浓度和最大浓度值。
1.1.12.1 可燃下限 LFL. 在给定的测试条件下，能传播火焰的可燃物质与气态氧化剂的混合物的最低浓度值。
1.1.12.2 可燃上限 UFL. 能传播火焰的可燃物质与气态氧化剂的混合物的最高浓度值。
1.1.13 可燃范围 Flammable Range. 可燃下限和可燃上限之间的浓度范围。
1.1.14 闪点 Flash Point. 能释放出足量的蒸气，并在液体或固体的表面附近形成可点燃的蒸气/空气混合物的最低温度。
1.1.15 摩擦系数 Friction Factor fD. 关联直管道压降、流动速度和湿润表面积的无量纲系数。
1.1.16 基本燃烧速度. 见1.1.1.1.
1.1.17 气体 gas. 物质的一种状态，这种物质的特点是物质分子完全自由运动、物质可自由膨胀。也可以用同义词蒸气代替。
1.1.18 水力直径 Hydraulic Diameter. 非圆形断面的水力直径为4(A/p)，其中 A 是与长轴方向垂直的断面面积，p 是该断面的周长。
1.1.19 KG. 气云爆燃指数。
1.1.20 KSt . 粉尘云的爆燃指数。
1.1.21 最大压力 Pmax. 见1.1.27.1.
1.1.22 最低可爆浓度 MEC. 在规定的测试条件下，能在均匀的粉尘空气混合物中传播爆燃的可燃粉尘云的最低浓度值。
1.1.23 最低点火能量 MIE. 在规定的测试条件下，在可燃混合物中某一点处释放能量，使火焰能够传播离开该点所需释放的最低能量。
1.1.24 液雾 mist. 分散在气相介质中的细微液体颗粒。
1.1.25混合物 Mixture.
1.1.25.1 杂混物 Hybrid Mixture. 可燃气体混合物含量高于可燃下限10%的可燃粉尘或可燃液雾。
1.1.25.2 最佳爆炸混合物 Optimum Mixture. 在规定的测定参量下，燃烧最快的燃料氧化剂混合物，或点火能量最低或爆燃压力最大的燃料氧化剂混合物。
1.1.25.3化学剂量混合物 Stoichiometric Mixture 燃料和氧化剂恰好可以完全反应、燃烧完毕后两者均不会有过量的平衡混合物。
1.1.26 氧化剂 Oxidant. 能与燃料（气体、粉尘或液雾）反应形成燃烧的气相物质。
1.1.27 压力 Pressure.
1.1.27.1 最大压力 Maximum Pressure (Pmax). 密闭空间内最佳爆炸混合物发生爆燃时产生的最大压力。
1.1.27.2 降低的压力 Reduced Pressure (Pred). 爆燃泄压过程中，泄爆容腔内产生的最大压力。
1.1.27.3 静态动作压力 Static Activation Pressure (Pstat). 当压力缓慢增加时（压力增加速率小于0.1bar/min），泄压片发生动作时的压力。
1.1.28 压力上升速率 Rate of Pressure Rise (dP/dt). 压力增加量除以发生该压力增加所需的时间间隔。
1.1.28.1 最大压力上升速率 Maximum Rate of Pressure Rise [(dP/dt)max]. 密闭容器内发生爆燃时，压力－时间曲线最陡峭部分的斜率。
1.1.29 降低的压力 Reduced Pressure (Pred). 见 1.1.27.2.
1.1.30 替代 Replacement-in-Kind. 满足
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
规定的替代物或
方法
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
。
1.1.31 静态动作压力 Static Activation Pressure (Pstat). 见1.1.27.3.
1.1.32 强度 Strength.
1.1.32.1 容腔强度 Enclosure Strength (Pes). 对强度较低的容腔，为2/3极限强度；对强度较高的容腔，为可承受Pred 的容腔设计压力。
1.1.32.2 极限强度 Ultimate Strength. 使容腔最薄弱的结构件或部位发生失效时的压力。
1.1.33 蒸气 Vapor. 见1.1.17, 气体.
1.1.34 泄爆口 Vent. 设置在容腔上的开口，以泄放容腔内爆燃产生的压力。
1.1.35 泄爆片 Vent Closure. 设置在泄压开口上用于压力泄放的板或片。
第二章 一般要求
2.1 目的. 编写本指南的目的是，对具有潜在爆燃危险的容腔提供有效的爆燃泄压。
2.2 目标
2.2.1 生命安全.
2.2.1.1 对有人员的容腔采取爆燃泄压措施，可防止容腔发生结构失效以及减小容腔外部相邻区域人员的伤亡。
2.2.1.2 对无人员的容腔结构进行爆燃泄压，可以防止容腔发生破裂。
2.2.1.3 爆燃泄压措施的设置应能避免在泄爆过程中造成人员的伤害。
2.2.2 财产保护
2.2.2.1 爆燃泄压的设计应能限制泄爆容腔的破坏程度。
2.2.2.2 爆燃泄压的设计应能避免点燃邻近物质。
2.2.2.3 爆燃泄压措施的设置应能避免造成邻近财物受爆炸波的破坏。
2.2.2.4 爆燃泄压措施的设置应能避免抛射造成邻近财物的损失。
第三章 爆燃卸压基础
3.1 基本概念.
3.1.1 爆燃指数K, 可由体积为V的密闭容器中得到的压力上升速率的最大值计算得到，爆燃指数的定义如下：
(3.1.1)
3.1.2 对粉尘，其 KSt 和Pmax 可按照ASTM 1226《可燃粉尘爆炸压力与爆炸压力上升速率标准测试方法》的规定，采用已校验的容积不小于20L的近似球形测试系统确定。
3.1.2.1 可以根据ISO 6184/1《爆炸防护系统－第1部分：可燃粉尘空气混合物爆炸指数确定》的测试方法确定KSt 与Pmax 。
3.1.3 KG的最准确值应直接根据实验确定。
3.1.3.1 对特定的气体，如果不能进行试验测定其KG 值，允许在这些气体的基本燃烧速度和丙烷的基本燃烧速度（46m/s）的基础上，根据丙烷的KG 值（100 bar-m/sec）外推近似得到。
3.1.3.2 对气体，其 Pmax 值可以采用已校验且容积不少于5L的近似球形系统确定，实验测定时混合物处于静止状态，且点火源能量低于100J。
3.2 混合物.
3.2.1 气体混合物.
3.2.1.1 当存在可燃气体混合物危险时，应根据混合物的KG值或基本燃烧速度确定卸压面积。
3.2.1.2 如果气体混合物组成不确定，则应根据KG值或基本燃烧速度最高的组分的爆燃特性确定卸压面积。
3.2.2 粉尘混合物
3.2.2.1当存在粉尘混合物危险时，应根据混合物的KSt 值和Pmax值确定卸压面积。
3.2.2.2如果粉尘混合物组成不确定，则应根据所有组分中KSt的最大值和所有组分中Pmax的最大值确定卸压面积。
3.2.3 杂混物.
3.2.3.1 对杂混物，应根据实验测定的相当的混合物的KSt 值确定卸压面积。
3.2.3.2 如果杂混物与空气的混合物的燃烧特性与丙烷、St-1和St-2级粉尘的燃烧特性相近（基本燃烧速度不超过1.3倍丙烷基本燃烧速度），允许根据Pmax = 10 bar 与 KSt = 500 bar-m/sec进行泄爆设计。
3.2.4 可燃液体泡沫. 可燃液体泡沫的爆燃卸压设计应依据针对特定泡沫所进行的测试结果进行卸压设计。
3.3 容腔设计与支撑结构.
3.3.1 容腔设计压力的选取原则
3.3.1.1 如果设备变形可接受，卸压容腔的Pred不能超过容腔极限强度的2/3。
3.3.1.2 如果容腔变形不可接受，则Pred不能超过卸压容腔屈服强度的2/3。
3.3.1.3 按照ASME《锅炉与压力容器标准》或类似标准设计的容腔，其最大许用工作压力（用Pmawp表示）可以通过计算确定。
3.3.1.3.1 应计算确定容腔结构材料的许用应力，该许用应力低于实际测得的屈服应力与容腔材料极限应力。
3.3.1.3.2 在给定 Pmawp时，应根据3.3.1.3.2a 式或3.3.1.3.2b式定义的条件选取Pred 值：
(1) 容器发生永久变形但不破裂可接受。
（3.3.1.3.2a）
（2）容腔发生永久变形不可接受。
(3.3.1.3.2b)
式中：
Pred = 卸压容器中达到的最大压力 [bar (psi)]
Fu =容腔极限应力与许用应力（根据ASME《锅炉与压力容器标准》确定）之比
Pmawp = 根据ASME《锅炉与压力容器标准》确定的容腔设计压力 [bar (psi)]
Fy =容腔屈服应力与容腔材料许用应力（根据ASME《锅炉与压力容器标准》确定）之比
3.3.1.4 对如铸铁等可能发生脆性破坏的材料，应考虑采用延性设计。
3.3.1.4.1 应考虑采用增强容腔强度的措施
3.3.1.4.2 如果不能采取措施加强容腔强度，容腔的最大许用设计应力不应超过极限强度的25%。
3.3.2 卸压措施应防止容腔内形成的最大压力Pred不超过容腔的强度Pes，同时还应考虑压力上升速率引起的动态效应，这种动态效应可用动载荷因子（DLF）表示如下：
(3.3.2)
式中：
Pred = 卸压过程中产生的最大压力值[bar (psi)]
Pes = 在容腔发生变形或爆炸时根据静态压力计算得到的容腔强度[bar (psi)]
DLF = Xm/Xs
Xm =最大冲击扰度
Xs = 静荷载扰度，或者是当以静态方式加载最大载荷时系统产生的位移。
3.3.2.1 如果没有详细的结构响应分析数据，可以假设在最坏情形下取DLF＝1.5，并根据容腔最薄弱的结构单元进行设计。
3.3.2.2 可以设置与卸压面积相当的足够的卸压口，防止Pred超过的Pes 值（根据静载荷计算得到）的三分之二。
3.3.2.3 可以依据对泄爆压力曲线和容腔结构响应的分析结果，对DLF值进行修正。
3.3.3 在设计计算中应考虑到所有的结构单元和支撑件。
3.3.3.1 应特别注意确保考虑到最薄弱的结构单元，以及由该单元支撑的任何设备或其它装置。
3.3.3.2 在容腔防护设计中，如果允许容腔发生永久性变形，而不允许发生灾难性破坏时，不能根据正常条件下的静载荷或动载荷来确定容腔的约束或支撑条件。
3.3.3.3 应设计相应的构件来承载总载荷。
3.3.3.4 用于承压的墙体上的门、窗户、管道或开口也应能够设计成可以承受Pred。
3.3.4 卸压墙或卸压顶棚
3.3.4.1 可以采用卸压墙或卸压顶棚进行卸压，但应充分考虑到这些设施可能造成的破坏或伤害。
3.3.4.2只要这些轻质屋顶在卸压过程中允许发生移动，同时屋顶的移动不会受到冰、雪等的阻碍，可以采用轻质屋顶进行卸压。
3.3.5 容腔的支撑
3.3.5.1 容腔的支撑结构应有足够的强度，可以承受爆炸卸压过程中产生的反冲力，以及反冲力加载时引起的动态效应（用DLF表达）。
3.3.5.2 无卸压管时，应采用下式确定作用在容腔上的反冲力：
(3.3.5.2)
式中：
Fr = 燃烧卸压引起的最大反冲力[kN (lbf)]
a = 单位变换因子[100 (1)]
DLF = 1.2
Av = 卸压面积[m2 (in2)]
Pred = 卸压过程中形成的最大压力[bar (psi)]
3.3.5.3 可以根据爆炸卸压压力曲线和结构响应分析结果对DLF进行修正。
3.3.5.4 总反冲力作用在卸压口的几何中心。
3.3.5.4.1 当满足下列全部条件时，可以不进行容腔反冲力计算：
(1) 卸压板为泄爆膜型。
(2) 卸压板对称设置在容腔的两侧。
(3) 每一个卸压板的Pstat不大于0.1bar。
(4) 卸压板的面积相等。
3.3.5.5 应根据3.3.5.5式计算反冲力的持续时间：
(3.3.5.5)
式中：
= 卸压口打开后，脉冲压力的持续时间 (sec)
b = 4.3× 10－3(1.3×10－3)
Pmax =未卸压情况下产生的最大压力[bar (psi)]
Pred = 卸压过程中产生的最大压力 [bar (psi)]
V = 容腔容积[m3 (ft3)]
Av =卸压面积 (无卸爆管) [m2(ft2)]
3.3.5.6 在爆燃卸压过程中，卸压容腔的辅助结构受到的总冲量可以用下式表达：
(3.3.5.6)
式中：
I = 辅助结构受到的总冲量[kN-sec (lbf-sec)]
Fr = 燃烧卸压过程中受到的最大反冲力 [kN (lbf)]
= 卸压口打开后，脉冲压力的持续时间 (sec)
3.4 容腔的长径比和卸压参数
3.4.1 对筒仓以及只能在一端进行卸压的容腔，用于确定期望的Pred值时，所采用的最大有效卸压面积应取容腔的断面面积。
3.4.2 对于可以在主轴方向上设置多个点卸压的容腔，可以沿主轴设置卸压口，卸压口之间的间距应根据长径比（L/D）确定。
3.4.2.1 沿容腔主轴任一点处的最大有效卸压面积为容腔断面积。
3.4.3 长型容腔的长径比L/D.
3.4.3.1 应根据容腔的整体形状、卸压口位置、任一料斗的突出部位以及距离爆燃处卸压口的最远距离确定长型容腔的L/D值，
3.4.3.2 应根据沿主轴方向容腔的最远端到另一端的卸压口的最大距离，确定火焰能穿行的最大长度H 。
3.4.3.2.1 当设置多个卸压口时，可以根据最远端的卸压口确定H和L/D值。
3.4.3.2.2 如果沿主轴设置多个卸压口，可以根据一个卸压口的最近端到下一个卸压口的最远端之间的最大距离来确定每一段容腔的H和L/D值。
3.4.3.3 应根据火焰穿行该部分容腔的最大长度H来确定容腔的有效容积Veff 。
3.4.3.3.1 如果卸压口的设置满足5.7.1（1）或5.7.1（2）的要求时，在确定长型容腔的有效容积时，可以不确定收尘袋、滤尘器等的内部容积。
3.4.3.3.2 在确定容腔每一段的有效容积时，不应考虑部分体积的影响（见5.）。
3.4.3.3.3 当设置多个卸压口时，可以根据最远端的卸压口确定容腔的有效容积Veff。
3.4.3.3.4 当沿容腔的中心轴设置多个卸压口时，可以根据一个卸压口的最近端与下一个卸压口最远端之间的距离的最大值，来确定每一段容腔的有效容积Veff。
3.4.3.3.5 当Veff 小于容腔的总容积时，只考虑那些处在有效容积范围内的卸压口才具有卸压作用。
3.4.3.4 可以在整个容腔的基础上（不考虑卸压口的位置）保守地确定H和Veff，或者只确定 H，但不能只确定Veff。
3.4.3.5 可以通过Veff除以H来确定有效面积Aeff 。
3.4.3.6 可以根据容腔的总体形状确定容腔的有效水力直径Dhe ，该水力直径与容腔主轴方向垂直。
式中 p =容腔的周长
3.4.3.6.1 如果容腔和向外突出的料斗基本上呈圆柱形时， 可以用圆形形断面确定p，即：
3.4.3.6.2 如果容腔和向外突出的料斗基本上呈矩形或方形时（最大断面的高宽比在1～1.2之间）， 可以用该矩形断面来确定周长p，即：
3.4.3.7 本标准中所用的L/D等于H/Dhe .
3.4.4 如果大型实验表明所导致的破坏可接受，可以根据第7章和第8章中的规定，减小卸压面积。
3.4.5 用户可以设置大于根据第7章和第8章适用条款确定的最低要求的卸压面积的卸压口，采用更小惯性的卸压装置，或者具有更低动作压力的卸压装置。
3.5 卸压片的运行
3.5.1 卸压开口的开启应无阻碍。
3.5.2 卸压容腔的运行不应受冰雪、油漆、腐蚀或残片或在其内表面上沉积物的阻碍。
3.5.2.1 所选用的容腔内的材料应能在工艺条件下尽可能不会发生腐蚀，在非加工侧，在周围环节条件下不会发生腐蚀。
3.5.2.2 在卸压口的两侧应保持一定的间隙距离，从而确保卸压装置动作时不会受到任何限制和嵌入杂物，从而确保卸压时泄放物可以自由通过卸压口。
3.5.2.3 为防止可能存在的冰雪积聚，以及雨水和残片进入，卸压口或卸压管不应水平安装，除非采用3.5.2.3.1中规定的替代措施。
3.5.2.3.1 为防止水平布置卸压口或卸压管出口，可以采用下列任一措施：
（1）安装防雨罩，同时考虑了Pred对卸压面积的影响并与5.5的要求一致，且在紧固设计中考虑了Pred产生的作用在整个卸压面积上的最大反冲力。
（2）以一定角度安装的挡板可以遮蔽雨雪，紧固件经设计试验验证可以防止其在卸压过程中形成自由抛射，同时考虑了挡板质量引起的附加惯性效应以及挡板的Pstat 。
（3）如加热卸压片等除冰措施。
3.5.3 卸压片的紧固装置不能阻碍卸压片或卸压门的正常动作（见第七章）。
3.5.4 卸压装置在Pstat时或在卸压装置制造商规定的压力范围内动作。
3.5.5 卸压装置能可靠地承受低于Pstat 的压力脉动。
3.5.6 卸压装置应能承受振动或其它机械力的作用。
3.5.7 卸压装置可以根据第八章的技术要求进行维护。
3.6 爆燃产生的后果
3.6.1 在爆燃卸压过程中，从卸压口泄放出来的物料应该排放到外部安全区域。
3.6.2 应使泄压过程中由于物料喷射引起的财产损失和人员伤亡尽可能小，或通过在建筑物外设置泄压设备、或者在泄压时将泄放物排放到远离人员居住区，从而避免造成财产损失和人员伤亡（对气体和粉尘，分别见4.6.4和5.8）。
3.6.2.1 爆燃泄压不能设置在进风口附近的位置，泄压口距进风口的距离应大于火球长度（见4.6.4和5.8节）
3.6.2.2 爆燃泄压口设置在建筑物或人员常住区域时，经有资质的机构进行风险评估认证后，其设置距离可以小于6.6.4和5.8中规定的距离。
3.6.2.3 当根据3.6.2.4和3.6.2.5设置有导流板时，可以将根据4.6.4或5.8.2计算得到的轴向危险距离值降低50%（在正视图中心线上）。但上述做法不适用于4.6.4.2和5.8.2.2中确定的径向危险距离。
3.6.2.4 导流板设计应满足所有下列准则：
（1）矩形泄压口的导流板在几何形状上应与泄压口的形状相似，导流板的尺寸在泄压口尺寸的基础上至少增加75%。对圆形泄压口，导流板应设计成方形，边长至少是泄压口直径的1.75倍。
（2）导流板与泄压口轴线之间的倾斜角度为45～60度之间，如图3.6.2.4所示。
（3）导流板的中心线应与泄压口轴线一致。
（4）泄压开口到导流板之间的距离应为1.5D，其中D是泄压开口的当量直径。
（5）导流板的安装应该确保其能够承受泄爆产生的作用力，这种作用力的大小可以采用Pred 乘以导流板面积的方法进行计算。
（6）导流板的安装位置不能干扰铰链式泄压装置的动作。
图3.6.2.4 爆炸波导流板装置的设计
3.6.2.5 在下列情况下，不能采用导流板来限制火焰长度：
（1）容腔容积大于20m3时；
（2）带有铰链式或平移式泄压装置的容腔
3.6.3 在泄压口位置应设置有警示标志。
3.7 泄压装置的惯性效应
3.7.1 在考虑泄压装置的总质量时，应计入为起平衡或绝热作用附加到泄压装置上的材料的质量。
3.7.2 泄压装置应具有较低的质量，使其具有最低的惯性，从而减小打开泄压口所需的时间。
3.7.3 如果泄压装置的总质量除以泄压面积后，不超过根据式4.2.2.5.2和式5.2.7.2计算得到的泄压装置密度（分别对应气体和粉尘），则可以运用本标准中所有的泄压面积计算公式进行计算，无需进行修正。
3.7.4 只要满足下述条件，可以采用铰链式泄压装置：
（1）在泄压装置打开的过程中没有任何阻止其打开的障碍物存在。
（2）泄压装置的动作不会受腐蚀性、粘结性加工物料或油漆等的限制。
3.8 泄爆管效应
3.8.1 如果有必要将泄爆容腔设置在建筑物内，则可以采用泄爆管将泄放物料从容腔排放到建筑物外。
3.8.2 泄爆管的断面应大于等于泄压口本身的面积。
3.8.3 在计算泄压面积时，应考虑到泄压管的影响（对气体和粉尘，分别见4.4和5.5）。
3.8.4 对总长度小于1倍水力直径的泄压管及其喷嘴，不能通过增加泄压面积的方式来进行修正。
3.8.5 用于将气体从泄压口排放到建筑物外的泄压管，其应采用不燃材料制成，并且要求具有可以承受Pred的强度。
3.8.5.1 当泄压管存在有弯头时，应根据Pred值进行反冲力支撑计算。
3.9 阻火泄压
3.9.1 当设置外部泄压不可行时，如设备处于室外或不能邻近外墙布置，或者泄压管的长度过长不能有效进行泄压时，可以采用具有火焰捕集和特殊阻火功能的装置（见7.6）。
3.9.2 应列出具有特殊阻火功能的装置，且只考虑可用于测试范围内的KSt 、粉尘加载量、粉尘种类、容腔体积和Pred 。
3.9.3 应根据试验确定的泄压效率值（见4.6.2）对第四章和第五章中计算得到的泄压面积进行修正。
3.9.4 应清扫泄放点附近区域存在的可燃粉尘。
第四章 气体混合物和气雾的爆燃泄压
4.1 引言
4.1.1 本章适用于含有气体或气雾的L/D≤5的容腔爆燃泄压。
4.1.1.1 本章适用于本标准的其它部分。
4.1.1.2 特别地，在运用本章规定前，应回顾第三、六和七章的相关内容。
4.1.2 泄压口应对称均匀地布置在容腔的外表面。
4.1.3 可燃气雾的爆燃泄压设计，除非有相应的试验测试数据，应该在丙烷的KG值（100 bar-m/sec）和丙烷相当的Su 值（46 cm/sec）的基础上进行。
4.2 低强度容腔中气体或气雾的泄压
4.2.1 本节适用于低强度容腔（可承受不超过0.1bar的Pred 的压力作用）的爆燃泄压设计。
4.2.2 低强度容腔所需的最小泄压面积可由下式确定：
(4.2.2)
式中：
Av = 泄压面积[m2 (ft2)]
C = 泄压参数
AS = 容腔的内部表面积[m2 (ft2)]
Pred = 容腔在泄压过程中产生的最大压力 [bar(psi)]
4.2.2.1 泄压参数C由下述关于基本燃烧速度Su（小于60cm/sec）的方程确定。
对C（bar1/2）:
( 4.2.2.1a)
对C(psi1/2)：
( 4.2.2.1b)
4.2.2.2 应采用图4.2.2.2确定泄压参数C的值。图4.2.2.2所示的泄压参数C与燃料燃烧速度之间的关系适用于基本燃烧速度不超过60cm/sec的可燃气云和气雾。
4.2.2.3 气雾的爆燃泄压应根据丙烷的泄压参数进行设计。
4.2.2.4 在本运用中，Pred 不应超过Pes (单位 bar或psi，不超过0.1 bar或1.5 psi)。
4.2.2.5 泄压装置的惯性效应
4.2.2.5.1 当泄压装置的质量惯性小于或等于40 kg/m2，且KG小于等于130 bar-m/sec时，可采用式4.2.2.5.2确定是否需要增大泄压面积，并根据4.2.2.6的规定确定所需增大的泄压面积取值。
4.2.2.5.2 当泄压装置的质量超过4.2.2.5.2计算得到的MT值时，应对式4.2.2确定的泄压面积进行修正。
（4.2.2.5.2）
式中：
MT = 泄压装置临界惯性（kg/m2）
Pred = bar
n = 泄压装置数量
V > 1m3
KG ≤130
4.2.2.6 如果 M > MT，泄压面积应增加，可由4.2.2.6式计算：
. (4.2.2.6)
式中：
Av = 由式4.2.2计算得到的泄压面积
M =泄压装置的质量(kg/m2)
4.2.2.7 如果KG 小于75 bar-m/sec，式4.2.2.6中的KG = 75。
4.2.3 长型容腔。对长型容腔，泄压开口的设置应尽可能在容腔长度最大的方向均匀布置。
图 4.2.2.2 泄压参数与基本燃烧速度的关系
4.2.3.1 如果只能在长型容腔的一端布置泄压口，则容腔的长径比不能超过3.
4.2.3.2如果断面为圆形（而非其它形状）或方形，可以用水力直径代表有效直径，水力直径为4(A/p)，其中A 是与空间纵轴方向垂直的断面积， p 是该断面的周长。
4.2.3.3 因此，对只能将泄压口布置在一端的容腔，泄压方程的适用条件为：
(4.2.3.3)
式中：
L 3 = 容腔的长度尺寸[m (ft)]（到泄压口中心）
A = 与纵轴方向垂直的断面积[m2 (ft2)]
p = 断面周长[m (ft)]
4.2.3.4 如果容腔内含有湍流强度较大的气体，且泄压口布置在容腔的一端，或者如果容腔内部有大量障碍物且泄压口布置在容腔一端，则容腔的L/D值不能超过2，也可以采用下式：
(4.2.3.4)
4.2.3.5 当不能满足容腔的尺寸限制条件时，可以考虑采用第四到六章中的替代方法解决。
4.2.3.6 如果已有针对特定的实际情况进行了大型试验，可以采用相应的C值。
4.2.4 容腔内表面积的计算
4.2.4.1 容腔的内表面积 AS 包括构成整个容腔周界的总面积。
4.2.4.1.1 不能承受防护压力的非结构性内部分隔物，不能考虑为容腔内表面积。
4.2.4.1.2 式4.2.2中的容腔内表面积AS 不包括屋顶、墙壁和泄压口等部分，该式中的内表面积仅是基于简单的几何形状进行计算。
4.2.4.1.3 在计算内表面积时，应忽略表面褶皱和最简单几何形状假设所导致的偏差。
4.2.4.1.4 通过增大主结构容积并计算主结构基本几何形状的内表面积AS，可以对锯齿形屋顶等正常的几何偏差进行平均化处理，
4.2.4.1.5 应包括进任何相连接房间的内部表面积。
4.2.4.2 应忽略设备及其所包含的结构的表面积。
4.2.5 减小泄压面积的方法
4.2.5.1 对气体爆燃，如果在容腔内部安装有非可燃的具有声吸收衬料的墙体 ，形成相对无障碍的容腔时，只要大型试验结果证实可以减小泄压面积，即可相应地减小泄压面积。
4.2.5.2 应在具有最高湍流强度条件下，在相应的墙体衬料和厚度下进行大型试验。
4.2.6 泄压设计 (也可参见3.5～3.7)
4.2.6.1 对低强度容腔，Pred超过Pstat 至少0.024bar (0.35 psi)。
4.2.6.2 如果有墙体、分隔物、地板或天花板等将容腔划分成多个分隔间，则每一个存在爆燃危险的分隔间都应有独立的泄压防护。
4.2.6.3 每一个容腔都应设计安装有可自由打开的泄压系统，在泄压过程中不受管道等阻碍。
4.2.6.4 为防止人员掉落到泄压装置上，应设置相应的警示和隔离措施。
4.2.6.5 可以通过将已有泄压面积、内部表面积和适用的C值代入到式4.2.2中，然后计算得到最薄弱的结构单元的最大许用压力Pred，即容腔最薄弱结构所需的最低压力。
4.2.6.6 泄压面积应尽可能地均匀分布在建筑物的外表。
4.3 高强度容腔的气体或气雾爆燃泄压
4.3.1 本节适用于能承受超压大于0.1bar（1.5psi）的容腔。
4.3.2 基本原则
4.3.2.1 与容腔强度有关的相关评注，用户可以参看1.3.32.1和第三章的相关内容。
4.3.2.2 泄压设计应防止泄压容腔内部产生的压力超过容腔强度的2/3。
4.3.2.3 泄压装置的打开应具有可靠性。
4.3.2.3.1 泄压装置的准确动作不能由于积雪、冰、油漆、粘结性材料或聚合物的阻碍。
4.3.2.3.2 泄压装置的动作不能受腐蚀或物体的阻碍而防止其打开，这些阻碍物体包括管道、空调管或结构钢等。
4.3.2.4在防护容腔的期间，泄压装置应能承受加工物料和工艺条件的作用 。
4.3.2.5 泄压装置能承受非工艺侧环境条件的作用。
4.3.2.6 泄压装置应能可靠地承受低于设计泄放压力的脉动压差的作用，同时还应能承受任何振动或作用于泄压装置的其它机械作用力。
4.3.3 泄压面积的计算
4.3.3.1容腔的长径比 L/D确定了计算必要的泄压面积的公式（见第三章）。
4.3.3.1.1 对非圆形容腔，其直径为容腔的水力直径。
4.3.3.1.2 当容腔的直径有变化时，如锥形或料斗等，应对其水力直径进行修正，从而得到有效水力直径（见3.4.3.6）。
4.3.3.2 当 L/D 值小于等于2时，根据相关文献的建议，可以采用式4.3.3.2计算必要的泄压面积Av（单位m2）：
(4.3.3.2)
式中：
KG≤550 bar-m/sec
Pred ≤2 bar且最少大于Pstat 0.05 bar
Pstat ≤0.5 bar
V≤1000 m3
点火前的初始压力≤0.2 bar
4.3.3.3 L/D 值在2～5范围
4.3.3.3.1 对L/D 值在2～5范围且Pred 不高于2bar时，需在4.3.3.2计算得到的所需的泄压面积Av 的基础上，增加额外的泄压面积⊿A，⊿A 由式4.3.3.3.1计算如下：
(4.3.3.3.1)
4.3.3.3.2 式4.3.3.3.1应满足4.3.3.2中的限制条件。
4.3.3.3.3 对长管道或L/D大于5的工艺管道，应采用第六章中的相关指南。
4.3.3.4 除根据式4.3.3.2和式4.3.3.3.1计算泄压面积外，也可以采用H.1中适用于气体的相关图表确定。
4.3.3.5 式4.3.3.2的限制条件也适用于H.1中的相关图表。
4.3.3.6 泄压装置的惯性效应
4.3.3.6.1 当泄压装置的惯性质量小于或等于40 kg/m2 ，且 KG小于等于130 bar-m/sec时，应采用式4.3.3.6.2 计算确定是否需要增加泄压面积，具体增量由4.3.37式计算。
4.3.3.6.2 当泄压装置的惯性质量超过MT（由4.3.3.6.2计算得到）时，需对式4.3.3.2确定的泄压面积进行调整：
(4.3.3.6.2)
式中：
MT = 泄压装置的临界惯性质量(kg/m2)
Pred = bar
n = 泄压口的数量
V > 1m3
KG ≤130
4.3.3.7 如果 M > MT，应增大泄压面积，泄压面积的增大量⊿A 由方程4.3.37计算得到。
. (4.3.3.7)
式中：
M = 泄压装置的惯性质量(kg/m2)
Av = 由式4.3.3.2计算得到的泄压面积。
4.3.3.7.1 如果KG 小于75 bar-m/sec，方程中的 KG 取75。
4.4 泄压管效应
4.4.1 在有泄压管时，采用式4.3.3.2和4.3.3.3.1计算时，其中的Pred值可以采用较小的值。
4.4.2 在图4.4.2中，可采用曲线A处理长度小于3m（10ft）以及长度小于四倍水力直径的泄压管道。对其它管道，则采用曲线B。
图4.4.2 气体爆燃泄压时，有泄压管或无泄压管时的最大压力
注：1、曲线A适用于泄压管长度＜3m（10ft）以及小于4倍水力直径的情况。2、曲线B适用于泄压管长度为3～6m（10～20ft）或者≥4倍水力直径的情况。当泄压管长度大于6m（20ft）时，曲线B不成立。3、对于曲线A和曲线B，与第六章介绍的管道系统不太，在第六章中假设有可燃蒸汽存在，而此处泄压管中初始时刻不存在可燃蒸汽。
4.4.3 当泄压管道长度小于3m（10ft）时，为计算方便，可以按3m（10ft）进行处理。
4.4.3.1 如果需要采用较长的泄压管道，可以通过相应的试验确定P'red 。
4.4.3.2 总长度小于1倍水力直径的泄压管道及其喷嘴，无需进行修正。
4.4.3.3 对长度小于3m（10ft）和小于4倍水力直径的泄压管道，可以采用下式（即表示图4.4.2中的曲线A）来确定P'red：
(4.4.3.3)
式中P'red 是有泄压管道时，为运用4.3.3.2式计算气体爆燃泄压面积时Pred的取值 [bar (psi)]。
4.4.3.4 对长度为3～6m的泄压管，或者长度≥4倍水力直径的泄压管，可以用下式来代表图4.4.2中的曲线B：
(4.4.3.4)
4.4.4 爆燃过程中，从容腔泄放出来的物料需导向室外安全的地方，避免造成人员伤害，并将财产损失降低到最低限度（见3.8节）。
4.4.5 如果建筑物内的容腔需要进行泄压，且有必要确定容腔的位置，则泄压时，不能在建筑物内部排放。
4.4.5.1 应采用泄压管将泄放物料排放到室外。
4.4.6 泄压管的断面至少应等于泄压口本身的面积。
4.4.7 泄压管道应尽可能为直管。
4.4.7.1 如果泄压管不可避免有弯头，则泄压管弯头应尽可能呈钝角（即弯头的曲率半径尽可能大）。
4.4.8 当泄压管道穿过容腔顶部壁面时，应考虑气候条件对泄压管的影响（见3.5节）。
4.5 对有一定初始压力（接近大气压）的容腔，容腔内部的初始湍流以及内部附件的影响。对于静止状态下KG接近或小于丙烷值的气体，如果初始具有一定的湍流强度且要进行泄压时，应采用氢气的KG值 (550 bar-m/sec)进行设计。
4.6 初始压力较高的影响
4.6.1 如果初始压力较高，则泄压时产生的最大压力可以采用下式进行计算：
(4.6.1)
式中：
Pred, 2 =在点火前，容腔内的初始压力较高且为P2 (bar abs)时，爆燃泄压时产生的实际最大压力（bar 绝对压力）
Pred, 1 = Pred ，由式4.3.3.2和式4.3.3.3.1定义（转化为bar abs）
P 2 = 点火前升高的初始压力（bar abs）
P 1 =大气压力(1.0 bar abs)
4.6.2 图4.6.2的外推，不能超过Av/V 2/3 =0.35。
图4.6.2 指数值与 Av/V 2/3的关系
4.6.3 如果涉及到初始压力升高的情形，需按照4.6.3.1和4.6.3.2规定的方法进行计算。
4.6.3.1 应仔细选择P2的取值，能代表点火时刻可燃气体混合物存在的最大压力值。P2值最低可以取到正常工作压力。
4.6.3.2 应将容腔设置在能够接受外部爆炸波作用的位置。
4.6.4 火球尺寸
4.6.4.1 可根据下式计算气体爆燃泄压产生的危险区域：
(4.6.4.1)
式中：
D = 距离泄压口的轴向距离（正面中心线）
V = 泄压容腔的体积(m3)
n = 均匀布置的泄压口的数量
4.6.4.2 危险区域的半径（从泄压口中线开始向外侧）可以按D值的1/2计算。
第五章 粉尘和杂混物的爆燃泄压
5.1 引言
5.1.1 本章适用于处理可燃粉尘或杂混物L/D小于等于6的容腔。
5.1.1.1 本章的相关规定也适用于本标准其它章节。
5.1.1.2 特别地，在运用本章相关规定之前，需参看第三, 四, 七和八章的内容。
5.1.1.3 本章规定了用于处理各种泄压面积运用过程中所需的大量计算式和计算方法。
5.1.1.4 在选择适用的泄压面积计算方法时，应按照图5.1.1.4中给出的总流程进行。
5.1.2 当没有相关实际物料进行实验测试，可以根据采用组成类似的物料代替进行实验测试，同时在物料的选择时要求其粒径不得大于所用标准规定的粒径大小。可以采用标准ASTM E 1226《可燃粉尘爆炸压力与压力上升速率测试方法》或者ISO 6184-1《爆炸防护系统 第1部分：可燃粉尘空气混合物爆炸指数的测定》。
5.1.2.1 如果所生产的实际物料，其粒径小于5.1.2中确定的粒径，则应选用与实际生产物料粒径相近的粉尘进行实际测试。
5.1.2.2 如果可以采用实际物料进行测试，首先应通过实验测试验证其KSt 值的大小。
5.2 低惯性质量泄压装置泄压
5.2.1 应按照3.4节中的规定确定容腔的L/D 。
5.2.2 应采用式5.2.2计算必要的泄压面积Av0 ，单位m2：
(5.2.2)
式中：
Av 0 = 根据式5.2.2 (m2)计算得到的泄压面积
Pstat = 泄压装置静态破裂压力的标称值 (bar)
KSt = 爆燃指数（bar-m/sec）
V = 容腔体积（m3）
Pmax = 爆燃最大压力（bar）
Pred = 爆燃泄压后降低的压力（bar）[115]
5.2.2.1 式5.2.2 适用于点火前的初始压力为1bar绝对压力± 0.2 bar。
5.2.2.2 式5.2.2的适用范围为：
（1） 5 bar ≤Pmax ≤12 bar
（2）10 bar-m/sec≤KSt ≤800 bar-m/sec
（3）0.1 m3 ≤V ≤10,000 m3
（4） Pstat ≤0.75 bar
5.2.2.3 当L/D 小于等于2时，应设Av1 等于Av0。
5.2.3 当L/D 值大于2且小于等于6时，按照下式计算所需的泄压面积Av1：
(5.2.3)
式中exp(A) = eA ，e是自然对数的底。
5.2.3.1 对于顶部给料的储罐、料斗和筒仓，只要利用所有校正因子后计算得到的基本泄压面积不超过容腔的断面积，式5.2.3可以推广到L/D值高达8。
图 5.1.1.4 粉尘爆炸泄压面积的计算流程
5.2.4 如果泄压口沿容腔主轴布置，式5.2.2和5.2.3也适用，但此时L应取为主轴方向泄爆口的间距。
5.2.5 也可以采用H.2中关于粉尘的图表来确定Av0 和 Av1 （见H.2中的例子）。
5.2.5.1 相应计算公式的适用条件也适用于相应的图表。
5.2.6 可以运用三个不同的一般计算式（5.2.3, 5.2.6.7，以及5.2.6.8）确定所需的最低泄压面积。
5.2.6.1 式5.2.3适用于整个工艺条件下轴向空气平均速度vaxial 和切向空气速度vtan 都小于20m/sec的粉体加工和储存设备，由该式可以计算得到所需泄爆面积的最小值。
5.2.6.2 为运用式5.2.3，轴向平均空气速度可以由下式计算得到：
(5.2.6.2)
式中：
Qair = 流经设备的体积流率（m3/sec）
L = 空气和产品流动方向上设备的总长度（m）
V = 设备容积(m3)
5.2.6.3 如果周向（即切向）空气速度是设备内部的切向空气速度，则 vtan 可以取为0.5 vtan_max ，式中vtan_max 是设备内的最大切向空气速度。
5.2.6.4 Qair , vaxial ，vtan_max ,以及 vtan 的值可实测得到，也可以由熟悉设备设计、运行状况的人员计算得到。
5.2.6.5 实测或计算结果应有详细的文档
记录
混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载
，供泄压设计人员和有关管理机构应用。
5.2.6.6 如果得到的vaxial 与vtan的最大值小于20 m/sec，应设 Av2 等于Av1。
5.2.6.7 如果vaxial 或 vtan 中任一速度大于20 m/sec，则可以利用下式计算 Av2：
(5.2.6.7)
式中max(A, B) = 是A与B的最大值。
5.2.6.8 存在粉尘爆炸危险的建筑物泄压时，可以由5.2.6.8式确定：
(5.2.6.8)
5.2.6.9 可以通过利用部分体积公式5.3.1，适当减少这些建筑物所需的泄压面积。
5.2.7 泄压装置惯性质量的影响
5.2.7.1 当泄压装置的惯性质量小于等于 40 kg/m2 且 KSt 小于或等于 250 bar-m/sec时，应采用式5.2.7.2来确定基本泄压面积是否需要增加，泄压面积的增大量可按5.2.7.2计算。
5.2.7.2 当泄压装置的惯性质量MT 超过式5.2.7.2的计算值时，需要对泄压面积进行调整。
(5.2.7.2)
式中：
MT = 惯性质量临界值（kg/m2）
Pred = bar
n = 泄压装置数量
V = 体积(m3)
KSt ≤250 bar-m/sec
5.2.8 如果M > MT，则泄压面积需要额外增加泄压面积Av3，计算如下：
(5.2.8)
式中：
Av2 = 由5.2.2.6中式5.2.6.7或5.2.6.8计算得到的泄压面积。
M = 泄压装置的惯性质量（kg/m2）
5.2.8.1 如果KSt ＜75 bar-m/sec，在式5.2.8中 KSt 值取75。
5.2.9 当M ≤MT时，Av3 = Av2。
5.3 燃料部分充入的影响
5.3.1 如果可以根据最坏的爆炸事故情形确定体积充入分数Xr ，可以采用下式计算所需的最小泄压面积：
(5.3.1)
式中：
Av4 = 部分充入空间中发生爆燃时的泄压面积
Av3 = 由式5.2.8或5.2.9小节确定的整个体积爆燃泄压时的泄压面积
Xr = 充入分数 >
= Pred/Pmax
5.3.2 如果 Xr ≤，无需进行泄压。
5.3.2.1 当不考虑部分充入情况时， Av4 = Av3。
5.3.3 工艺设备的部分充入效应。对采用非溶剂干燥的工艺设备，可以采用式5.3.1进行部分体积泄压。
5.3.3.1 对溶剂干燥器且有干燥产品循环工序的情况，如果采用部分体积泄压，则其充入分数应取1.0。
5.3.3.2 如果用于干燥的溶剂具有可燃性，应确定这种杂混物的KSt 值。
5.3.3.3 喷雾干燥器或流化床干燥器工艺中运用部分体积泄压时，应在对具有代表性的设备和工艺物料进行测定的基础上，确定泄压设计所需的充入分数。
5.3.3.4 如果根据式5.3.1计算喷雾干燥器工艺的部分积泄压，则该泄压装置应安装在干燥器内物料干燥度最高的部分体积区域内。
5.3.3.5 在上述运用过程中，充入分数Xr的确定应有详细的文档记录，并提交相关机构进行评审通过。
5.3.4 建筑物的部分体积效应（见附录J）
5.3.4.1 本小节适用于具有粉尘爆炸危险的大型加工车间，这些车间的粉尘爆炸危险性通常与沉积在地板和其它表面的可燃物料，以及加工设备内部的物料等有关。
5.3.4.2 建筑物具有粉尘爆炸危险时，所需的最低泄压面积可以根据整个建筑物的体积，也可以根据部分体积确定。部分体积的确定方法如下：
（1）从实际建筑物或与工艺设备和物料相似设施的地板上至少收集三个具有代表性的样品。样品的获取需在计量的地板面积Afs内收集，该计量的地板面积为0.37m2（4ft2）。
（2）对每一个地板粉尘样品称量质量，并计算平均质量（单位g）。
（3）从计量面积区域Ass（粉尘沉积表面上）收集至少两个具有代表性的样品。这些沉积表面可以在任何平面上，包括梁、架子和工艺设备和结构的外表面。计算总表面积这些粉尘沉积表面的总表面积Asur 。
（4）对每一个样品称量质量并计算其平均质量（单位g）。
（5）确定可能从工艺设备中泄漏到建筑物中的可燃粉尘的总质量Me 。
（6）按照SATME1226《可燃粉尘爆炸压力与压力上升速率的测定方法》对粉尘样品进行测试，确定Pmax 、KSt ，以及对应于最大的KSt 值的最佳粉尘爆炸浓度cw。
（7）利用Pmax 和KSt的最大值，建筑物体积V,以及= Pred/Pmax ，利用式5.2.8和5.2.9小节中的相关规定计算泄压面积Av3，该泄压面积是整个建筑物内都充满可燃粉尘时进行泄压所需的面积。
（8）计算最坏情况下，采用下式计算建筑物部分体积分数Xr ：
(5.3.4.2)
式中：
Xr = 最坏情况下建筑物的部分体积分数
=地板样品的平均质量（g）
Afs = 计量地板面积。
cw =最佳粉尘爆炸浓度
H =建筑物天花板高度
=沉积表面样品的平均质量（单位g）
Asur =沉积有粉尘的表面的总面积
Ass = 沉积粉尘表面的计量取样面积
V = 建筑物体积
Me =工艺设备可能泄漏到建筑物内的可燃粉尘的总质量
（a）计算过程中应采用几种样品cw 的最低值。如果没有计量取样面积下的cw 值，可以在该式中取cw 值为200g/m3。
（b）如果没有计量取样面积值 和，且一直根据MFPA654《制造、加工和可燃固体颗粒物处理过程中火灾与粉尘爆炸预防标准》使这些设施得到有效的清扫和维护，则上述比值可以采用近似值，这些近似值是基于整个地板区域和其它表面上（注：地板和沉积表面由5.3.4.2（3）中定义）沉积的粉尘层厚度为0.8mm＝1/32in、堆积密度为800 kg/m3的基础上得到的。对应上述情况的近似值为640 g/m2。
（9） 如果计算得到的Xr > 1，则最少需要的泄压面积等于Av3。
（a）如果Xr ≤，则无需进行爆燃泄压。
（b）如果1 > Xr > ，则所需的最低泄压面积Av4可以由式5.3.1计算如下：
5.4 初始压力较高的影响
5.4.1 当容腔的初始压力大于0.2bar（20kPa）时，只有在满足下列条件时，才能运用爆燃泄压措施：
（1）泄压管长度L/D ＜1；
（2）泄压装置的质量惯性＜MT 且≤40 kg/m2
（3）vaxial 和vtan ＜20 m/sec
（4）不允许采用部分体积
（5）可用式5.4.1计算基本泄压面积：
(5.4.1)
式中：
Avep =泄压面积(m2)
Pstat = 泄压装置的静态破膜压力（bar）
Pinitial = 点火时刻容腔内的压力（bar）
Peffective = 1/3 Pinitial (bar)
KSt = 爆燃指数（在初始压力为大气压下测定）（bar-m/sec）
V = 容腔容积(m3)
Pred = 降低的压力
，初始压力较高且不进行泄压时，爆燃产生的最大压力（bar）。
Pmax =初始压力为大气压时，不进行泄压时产生的最大压力（bar）。
5.4.2 如果依据大型实验数据进行泄压设计，则可以对初始压力较高的容腔发生的爆燃进行防护。
5.5* 泄压管的影响
5.5.1 如果没有泄压管，则 Avf = Av4；否则应根据下式计算泄压管的影响。求解过程是迭代求解，因为E1 和E2 都是Avf的函数。
(5.5.1a)
式中：
Avf =在泄压口上连接有泄压管时所需的泄压面积（m2）
Av4 = 用式5.3.1对部分体积泄压修正后的泄压面积（m2）
(5.5.1b)
(5.5.1c)
式中：
Pstat = 泄压装置标称静态开启压力（bar）
V =容腔体积 （m3）
Lduct =泄压管的总长度（m）
K0 = 1.5，为得到修正式5.2.2和5.2.3的数据进行实验测试时所用的实验装置阻力系数值。
(5.5.1d)
式中：
K = 泄压管道的总阻力系数
Kinlet、Kelbows、Koutlet=各种装配件的阻力系数
U = 流体速度
Dh =泄压管道的水力直径（m）
fD = 充分发展湍流的达西（D’Arcy）摩擦因子，参见典型计算公式见A.5.5。
5.5.2 某些情况下，可能得到泄压面积的两个解。此时，选择泄压面积较小者。
5.5.3 如果这些方程得不到泄压面积的解，在应通过减小泄压管道长度或增加容腔的强度使容腔能承受较高的Pred值的方法，也可以两者同时采用，从而对泄压设计进行修改。
5.5.4 如果泄压装置没在管道的进口处，则不能采用式5.5.1a。
5.5.5 如果初始压力在大气压附近波动超过±0.2bar，则不能采用5.5.1a式。
5.5.6 如果泄压管道的在长度上仍一处的断面积变化达10%以上，则不能采用5.5.1a式。
5.5.7 如果泄压管安装的弯头、内流式筛浆机和防雨罩，只要能够通过管道阻力系数K加以合理地考虑到这些障碍物的影响，在泄压管道上就可以安装上述附件。
5.5.8 当依据大型实验进行泄压设计时，也可以在式5.5.1a的适用条件范围以外采用泄压管道。
5.5.9 泄压管道的最大长度必须满足下面的不等式：
(5.5.9)
式中：
min(A, B) = A与B的最小值
Leff = min(Lduct , Ldusty)
Ldusty = (Pmax – Pred) · V/Av
5.5.10 表5.5.10归纳了本章不同粉尘泄压模型的适用条件。
5.6 储存容器、料斗和筒仓
5.6.1 储存容器、料斗和筒仓的爆燃泄压应设置在顶部或高于料位最大高度以上的部位，泄放到储存设施以外安全的地方（见5.8节）。
5.6.1.1 可以利用容腔的顶部或侧壁进行爆燃泄压，或者也可以将容腔的整个顶部作为泄压口。
5.6.1.2 对上述各种情况，假定整个容腔的体积内都含有悬浮的可燃粉尘云。
5.6.1.3 不应因为容腔内只有部分空间有粉尘沉积而降低其防护等级。
5.6.1.4 如果设置多个泄压口，应对称设置泄压口，尽量减小潜在的反冲力作用（见3.3.5）。
5.6.1.5 应注意容腔内的物料装填不能达到泄压装置底部的水平，因为这样可能导致大量的粉尘泄漏到周围环境中并发生点燃，从而形成巨大的火球。
5.6.2 可以将泄压装置设置在容腔的顶板上，从而完善整个泄压措施。
5.6.2.1 泄压装置的动作过程应符合3.5节中的相关规定。
5.6.3 整个容腔的顶部可以作为泄压口使用。
5.6.3.1 容腔顶部作为泄压口时，应尽可能采用轻质材料，且不能与顶棚的内部支架等连接。
5.6.3.2 易脆焊接的顶棚连接部位设计，可以参照API 650《钢制石油储罐的焊接》执行。
5.6.3.3 设备、管道或其它附件不能直接与顶棚相连接，否则会阻碍作为泄压装置的顶棚的正常动作。
5.6.3.4 容腔的其它部分，包括锚固件，应设计为可以承受根据泄压面积计算得到的Pred （见3.3）。
表5.5.10 NFPA68中粉尘泄压模型的适用条件
粉尘泄压模型
运用
泄压管道
0.8≤P0≤1.2 bar（绝对压力）
泄压装置惯性质量＜MT 且≤40 kg/m2
允许分部分积泄压
1≤L/D≤6
（最后计算泄压管的影响）
部分体积泄压
允许采用泄压管
泄压装置惯性质量≤40 kg/m2
0.8≤P0≤1.2 bar（绝对压力）
1≤L/D≤6
（最后计算泄压管的影响）
较高的初始压力
无泄压管
泄压装置惯性质量＜MT 且≤40 kg/m2
0.2≤P0≤4 bar（表压）
整个体积内爆燃
1≤L/D≤6
（最后计算初始压力升高的影响）
泄压装置惯性质量
0.8≤P0≤1.2bar（绝对压力）
无泄压管
泄压装置惯性质量≤40 kg/m2
允许部分空间泄压
1≤L/D≤6
5.7 布袋、过滤式收尘器的泄压
5.7.1 可以采用如下三种泄压方法：
（1）将全部泄压面积设置在收尘器的底部，如图5.7.1（a）和图5.7.1(b)所示。
（a）当布袋式收尘器间距小于等于布袋半径时，可以根据布袋底部以下的容积大小来计算泄压面积。
（b）如果布袋间距大于布袋半径时，可以只根据污风侧的容积为基础计算泄压面积；也即计算管板以下的体积，再减去布袋所占的体积。
（2） 如图5.7.1（c）和图5.7.1（c）布置泄压口，可以完全移走布袋或缩短布袋，使其不至伸展到泄压口上顶部的泄压直径的距离处。另外，需移除和泄压口紧靠着的布袋，应严格限制其它布袋穿过泄压口。这种情形下，可以仅依据污风侧的体积计算泄压面积；也即计算管板以下的体积，再减去布袋所占的体积。
（3）将泄压口的底面设置在布袋底部或以上的位置如图5.7.1（e）所示，应严格限制靠近泄压口的布袋穿过泄压口。这种情况下，用于计算泄压面积的容积是管板以下的整个容积（包括污风侧和新风侧的体积）。
图 5.7.1(a) 收尘器的泄压—布置方式1
5.7.2 在5.7.1中，对三个可行的泄压口布置方式做出的一个重要假设就是管板以上的新鲜空气中基本上不会发生粉尘积聚。
5.7.3 如果新鲜空气中含有粉尘，则在新鲜空气一侧应单独设置泄压口，并各根据新鲜空气一侧的体积来计算泄压面积。
图 5.7.1(b) 图5.7.1（a）中布袋间距的俯视图
图 5.7.1(c) 收尘器的泄压—布置方式2
图5.7.1(d) 图5.7.1(c)中布袋间距的俯视图
图5.7.1(e) 收尘器泄压— 布置方式3
5.8 火球尺寸. 应采取措施降低火球温度与压力导致人员伤亡和设备损坏的风险
5.8.1 有编制文件的风险评价结果可以用于减小5.8.2和5.8.3中计算得到的危险距离。
5.8.2 对于粉尘爆燃泄压，距离D可以用式5.8.2表示：
(5.8.2)
式中：
D =（正面）到泄压口的轴向距离 (m)
K = 火焰长度系数
K = 10,对金属粉尘;K = 8，对化学和农业粉尘
V = 泄压容腔的体积（m3）
n = 均匀布置的泄压口的数量
5.8.2.1 根据式5.8.2计算得到的轴向距离不应超过60m。
5.8.2.2 喷射出来的火焰宽度（从泄压口中心线算起）应计算为D值的一半。
5.8.2.3 火球的高度定义为与D的尺寸相同，火球一半的高度位于泄压口中心线以上，火球的另一半位移中心线以下。
5.8.3 如果是立方体容器进行泄压， Pmax,a 值可以用式5.8.3近似计算如下：
(5.8.3)
式中：
Pmax,a =外部压力(bar)
Pred = 降低的压力(bar)
Av = 泄压面积(m2)
V = 容腔体积(m3)
5.8.4 对于较长的距离 r (单位m)，最大外部压力Pmax,r ,可以用式5.8.4近似计算如下：
(5.8.4)
式中：
Pmax,r = 最大外部压力
Pmax,a = 外部压力 (bar)
D = 火球的最大长度 (m)
r = 距离泄压口的距离≥0.2 D(m)
5.8.5 式5.8.2, 5.8.3和5.8.4在下列条件下成立：
(1)容腔体积： 0.3 m3 ≤V ≤10,000 m3
(2) 降低的压力： Pred ≤1 bar
(3) 静态动作压力： Pstat ≤0.1 bar
(4) 爆燃指数： KSt ≤200 bar-m/sec
(5) Pmax ≤9 bar
5.9 有阻火和特殊防回火功能时，建筑物内部的泄压
5.9.1 如果泄压产生的超压与建筑设计压力可比，则在建筑物内进行泄压时应考虑将超压限制在一定范围内。
5.9.2 在未采取泄压措施的建筑物内所形成的压力可以通过以下参数估算：
(1) ⊿P = 1.74 P0 (V1/V0)
(2) V0 = 建筑物内的自由空间体积
(3) V1 = 泄压措施保护的设备体积
(4) P0 = 环境压力 (14.7 psia 或1.013 bar abs)
(5) ⊿P = 建筑物内压力的上升量(与P0的单位相同)
5.9.3 如果试验证明5.9.2（1）中计算公式所给出的系数的较小值可用，则采用该较小值。
5.10 相互连接的管道系统容腔的爆燃泄压
5.10.1 内径不大于0.3m（1ft）且长度不大于6m（20ft）的相互连接的管道系统，在进行爆燃泄压时，需满足下列要求：
（1）容腔的泄压装置设计成Pstat ≤0.2 bar。
（2）如果体积相互不超过10%的容腔，其泄压参数应按式5.2.2和式5.2.3进行计算确定。
（3）如果容腔之间，不同的体积远大于10%，则这两个容腔的泄压应按照Pred 都小于或等于1bar进行设计。
（4）如果根据标准不能在体积较小的容腔上进行泄压，可以按较小容器的Pmax 进行泄压设计，体积较大的容腔的泄压面积应加倍计算。
（5）为使较小容器能有效泄压，应对较大的容器应采用泄压或根据NFPA69 《爆炸防护系统标准》采用其它防护措施。
第六章 正常大气压下，管道中气体和粉尘爆燃的泄压
6.1 引言
6.1.1 本章适用于工作压力在0.2bar（3psi）及以下的气体或粉尘处理系统。
6.1.2 本章适用于管道或长径比为5或以上的长型容器（气体）、或长径比大于等于6的长型容器（粉尘）
6.1.3 本章不适用于泄压管道。
6.1.4 本章不适用于除空气以外的其它氧化剂，也不适用于初始温度高于57℃ 的混合物。
6.2 设计
6.2.1 沿管道或长型容器的每一个泄压位置处的泄压面积都等于该泄压口处的总断面积。
6.2.2 一个泄压位置处所需的泄压面积，可以设置一个或多个泄压口。
6.2.3 对非圆形断面，其直径为水力直径，即等于4 (A/p)，这里 A 是断面面积，p 是该断面的周长。
6.2.4 对于与可能发生爆燃的容器相连的管道，在距离连接处不超过2倍管道直径处，应设置有泄压口。
6.2.5 对气体处理系统，在湍流发生装置的两侧不超过三倍管道直径的距离处都应设置泄压口。
6.2.6 在自由泄压处，爆燃泄压装置的重量不能超过12.2 kg/m2 (2.5 lb/ft2) 。
6.2.7 泄压时，应泄放到不会导致人员伤害的地方。
6.2.8 泄压装置的静态破膜压力应小于0.3bar（4psi）。
6.2.9 向爆轰的转变
6.2.9.1 应将泄压口设置在管道上，以防止发生爆燃向爆轰的转变。
6.2.9.2 如果管道的 L/D 比大于图6.2.10.1中相应的值，则应按照6.3的要求设置多个泄压口。
6.2.10 在管道上采用单个爆燃泄压口
6.2.10.1 可以用图6.2.10.1确定光滑直管道或容器（一端封闭，在另一端进行泄压，且无其它泄压口）的最大许用强度。
6.2.10.2 在管道中，爆燃泄压过程中产生的最大压力Pred 不能超过管道屈服强度的50%。
图6.2.10.1 对光滑直管道的最大允许距离（用长径比表示）
6.2.10.2.1 流速不超过2m/sec的燃气系统
6.2.10.2.1.1 输送丙烷或基本燃烧速度小于60m/sec的可燃气体的管道，在爆燃泄压过程中的最大压力Pred ，应根据图6.2.10.2.1.1确定。
图 6.2.10.2.1.1 一端封闭的光滑直管道中，流速不超过2m/sec时，
丙烷空气混合物爆燃时产生的最大压力
6.2.10.2.1.2 对其它管道直径，可以采用图6.2.10.2.1.1外插确定爆燃泄压的最大压力Pred 。
6.2.10.2.2 流动速度不超过2m/sec的粉尘系统
6.2.10.2.2.1 应采用图 6.2.10.2.2.1 估算粉尘输送管道爆燃泄压的最大压力Pred 。
6.2.10.2.2.2 对其它KSt 值的粉尘，可以利用外插的方法确定其 Pred 。
6.2.11 对流速大于2m/sec的系统，以及基本速度大于60m/sec（2ft/sec）的可燃气体，应按照6.3的相关规定额外增加泄压面积。
图6.2.10.2.2.1 一端封闭的光滑直管道中，粉尘空气混合物流动速度不超过2m/sec时，
爆燃泄压过程产生的最大压力
6.2.12 初始流动速度大于20m/sec的系统，或者燃烧速度大于1.3倍丙烷燃烧速度的气体或KSt> 300的粉尘，应根据试验设置泄压口。
6.3 在管道上设置多个泄压口
6.3.1 为确保爆燃泄压最大压力不超过0.17bar（2.5psi），应根据图6.3.1确定泄压口之间的最大间距。
图 6.3.1 对丙烷和KSt小于300bar-m/sec的粉尘，为确保Pred 值不超过0.17bar所需的泄压口间距
6.3.1.1 图6.3.1适用于流速为20m/sec（66ft/sec）以下的系统。
6.3.1.2 图 6.3.1也适用于丙烷和KSt 小于300bar-m/sec的粉尘。
6.3.2 对除丙烷以外的其它气体，可以采用式6.3.2a和6.3.2b计算爆燃泄压的最大压力以及泄压口之间的间距，上述两公式只适用于燃烧速度低于60cm/sec（2ft/sec）的情况。
（6.3.2.a）
（6.3.2.b）
式中：
Pred,x =气体爆燃泄压时的最大爆炸压力[bar (psi)]
Pred,p = 0.17 bar (2.5 psi)— 丙烷爆燃泄压时的最大爆炸压力
Lx = 气体时的泄压口间距[m (ft)]
Lp = 丙烷时的泄压口间距[m (ft)]
Su,x =气体的基本燃烧速度
Su,p = 丙烷的基本燃烧速度
第七章 泄爆装置
7.1 常开式泄压
7.1.1 百叶窗式泄压
7.1.1.1 在进行泄压设计时，应考虑到百叶窗式泄压引起Pred 的升高。
7.1.1.2 百叶窗式泄压时，其两侧的压差可通过气体流动计算加以确定，并据此对Pred 修正。
7.1.2 飞机库式泄压门。 大型飞机库式泄压门或升降门可以设置在有爆燃危险的房间或建筑物的墙体上。
7.1.2.1 对存在固有爆燃危险的工艺过程或设备，可以使这些泄压门处于开启状态，以提供足够尺寸的无阻碍的泄压通道。
7.1.2.2 仅当泄压门处于非正常状态时，才考虑打开这些开口，以满足泄压的目的。
7.1.2.3 对于能引起爆燃危险的加过系统，应具有互锁功能，以确保在工艺运行时泄压门处于打开状态。
7.2 常闭式泄压
7.2.1 泄压片的设计和制造方有责任对泄压片的Pstat 值与公差有详细的文档记录，以在实际运用时可以按照制造商的建议进行安装。
7.2.2 针对任一种泄压片泄放机构，需要进行试验测定其Pstat，在实验时将这种机构安装在泄压片上，作为一个完整的系统进行测试。
7.2.2.1 7.2.2中相关规定也适用于其它各种泄压片机构，包括：贯穿式加持机构、销栓、弹簧压紧机构、磁力加持机构，以及摩擦锁紧机构和泄压片等。
7.2.2.2 对现场焊接的泄压片，设计时应记录整个系统在规定的Pstat 时动作的详细情况，并形成文档。
7.2.2.2.1 文档内容应包括Pred设计值、容腔表面积、泄压片的面积、单位面积泄压板的质量，紧固件类型，泄压口间距和数量等。
7.2.2.2.2 设计说明书和安装草图应由建筑物所有方和操作人员存留。
7.2.2.3 在采用了泄压片机构或紧固件的情况下，应列出相应的系统配件，以利运用。
7.2.3 泄压片的设计应确保在计算得到的压力下动作，且能与现有的技术条件等相适应。
7.2.3.1 应针对预期的温度范围进行泄压片设计。
7.2.4 泄压片的设计应能确保其可以承受风、雪等自然载荷的作用，以及内部压力和内部温度脉动、腐蚀效应等工艺条件的影响。
7.3 建筑物或房间泄压片的类型。对低强度容腔，可以采用类型的泄压片进行泄压，如第四章中所给出的例子。
7.3.1 铰链连接的泄压门、窗户和泄压板。 铰链连接的泄压门、窗户以及泄压板等可以设计成向外打开的工作方式，通常这些装置有销栓或类似的硬件，从而当压力达到计算泄放压力时装置自动打开进行泄压。
7.3.1.1 对于工业烘箱上的泄压门，可以采用摩擦式、弹簧压紧式或磁力的紧固装置。
7.3.1.2 为保护人员安全，泄压门或泄压板应设计成不能被接触到和不受其它物件的限制。
7.3.1.3 不能采用容易破裂且形成类似散弹的材料。
7.3.2 剪切销和推拉销紧固。当泄压设计需要较大的泄压面积时，如房间的整个墙面作为泄压面时，可以采用所列出的剪切销和推拉式紧固装置。
7.3.2.1 在人员或设备可能受泄压片抛射造成毁伤的区域，应设置有可以系住泄压片的装置或者其它安全措施。
7.3.2.2 当要求有泄压片约束机构设计时，任何泄片的约束机构设计都应有详细的设计文件。
7.3.2.3 无约束机构的泄压片可导致所基本泄压面积受限，或者降低泄压片的响应时间。
7.3.2.4 在确定泄压片的惯性质量时，应按照3.7的固定，加上附加在泄压片上的硬件。
7.4 大型泄压板的约束机构。泄压装置的任何约束机构设计都应有详细的文档记录。
7.4.1 对泄压片，无约束机构时，会 泄压面积受限。
7.4.2在确定泄压片的惯性质量时，应按照3.7的规定，加上附加在泄压片上的硬件。
图 7.5.1.6 在对容腔进行真空泄压时，确定真空泄压面积的图表。
7.5 泄压片的安装
7.5.1 铰链装置。可以将铰链式泄压门或泄压板设计成以泄压片的形式进行工作。
7.5.1.1 铰链的设计应确保在泄压过程中泄压片不会受到任何阻碍。
7.5.1.2 铰链装置可以应用到完全密封的混料器、搅拌机、干燥器和类似设备上。
7.5.1.3 当不会危及人员安全时，可以将装料口或检查孔设计为泄压口。
7.5.1.4 需对铰链或弹簧压紧机构进行定期地维护，以确保其正确运行。
7.5.1.5 如果铰链连接的泄压片后方有泄压管道，在需考虑泄压片打开时，泄压片的边沿与泄压管管壁之间应留有一定的间隙。
7.5.1.5.1 当泄压片旋转打开时，该间隙不能阻碍泄压过程中泄放物的流动。
7.5.1.5.2 当铰链连接的泄压片处于关闭位置时，其边沿与泄压管管壁之间的间隙应近似等于铰链到片边缘距离的一半。
7.5.1.6 应考虑设计安装真空保护器，以防止容器发生内凹变形。真空保护器的设计安装应根据图7.5.1.6进行，同时真空保护器的强度能承受泄爆过程中的Pred；或者真空保护器处于打开状态并留有一定的进气通道。
7.5.2 破膜装置. 只能运用带有打开方式受控的爆破膜，这种受控的打开方式可以确保爆破膜在初始破膜时就处于完全打开状态。
7.6 阻火泄爆系统与颗粒阻止泄爆系统
7.6.1 阻火泄爆系统与颗粒阻止泄爆系统的运用情况列出如下。
7.6.2 当设置有该类装置时，应考虑增加爆燃泄压面积，以补偿由于设置该装置导致的泄爆效率降低。
7.6.3 下列限制性条件成立：
(1) 当在建筑物内设置有阻火泄爆系统与颗粒阻止泄爆系统时，应对这些设备的安装进行风险分析，从而确保其设置与安装具有安全性，同时风险分析应有相应的文档记录。在进行风险分析时，应考虑（但不限于）如下方面的因素：
(a) 邻近人员
(b) 房间的体积
(c) 设备外部存在可燃粉尘的可能性
(d) 有毒物质泄漏的可能性
(2) 应对阻火泄爆系统与颗粒阻止泄爆系统的尺寸进行调整，以确保Pred 在容腔设计范围内。
第八章 检查与维护
8.1 概述.
8.1.1 本章包括了为确保泄爆片正常工作进行的安装、检查和维护。
8.1.2 反向运用第8.4节到8.10的规定。
8.2 设计参数与文档. 对每一个泄爆片，都应编制相应的资料表、详细安装说明以及设计计算说明，这些技术文件应适于主管部门审查泄爆面积的设计值能否确保防止泄压过程中所所产生的爆燃压力超过容腔的强度，以及在泄爆过程中可能处于危险超压的区域范围，以及可能发生的火焰传播和火球造成的影响。
应包括下列相关的技术文档：
(1) 泄爆片制造商提供的资料和使用说明手册
(2) 设计计算
(3) 一般规定
(4) 泄爆片安装运用说明
(5) 终端用户检查维护表
(6) 与适用技术标准一致的用户手册
(7) 泄爆片标识说明
(8) 可燃物料性质测试报告
(9) 泄爆口标识编号复印件
(10) 工艺布置平面图
(11) 工艺布置投影图
(12) 泄爆通道（压力与火球）
(13) 人员接近泄爆口的可能性
(14) 机械安装详细说明书
(15) 电气监控装置（如果有）详细说明
(16) 泄爆装置安装固定与设计文档（如有要求）
(17) 工艺互锁逻辑图（如有要求）
(18) 事故爆燃隔绝要求（如要求）
(19) 雇员培训要求
8.3 安装.
8.3.1 应采用焊接方式安装泄爆装置的固定框架，而且要求在任一方向上，泄爆片不会受到应力的作用，这种应力可能导致泄爆片发生疲劳破坏。
8.3.2 应按照制造商的技术要求安装泄爆片。
8.3.3 安装完毕后应该进行检查，以满足设计要求。
8.3.4 应对泄爆片进行清楚的标识。
注意：泄爆装置
8.4 检查.
8.4.1 应根据8.4.4的要求对泄爆片进行人工检查。
8.4.2 可以根据文档记录的相关经验，适当增大或减小8.4.4中规定的检查频度。
8.4.3 对安装有爆燃泄压片的设施，其所有方和操作人员有责任在泄爆片安装完毕后进行检查和维护。
8.4.4 检查人员应清楚泄爆措施检查决定了以下问
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
：
(1) 泄爆开口通畅、泄爆装置的两侧无任何阻碍物阻碍
(2) 物料和火球的释放通道不会延伸到人员的常住区域和有关键设备的区域。
(3) 泄爆片已按照制造商的技术说明正确安装。
(4) 泄爆片没有发生腐蚀和受到机械损坏。
(5) 泄爆片已用制造商提供的信息进行了清楚的标示。
(6) 泄爆片已清楚地标识为爆炸泄压装置。
(7) 泄爆片无破损，不会受雨水、冰雪或其它自然界因素的作用。
(8) 除制造商外，泄爆片没有被其它任何人进行油漆或涂层。
(9) 在泄爆片的内表面或两侧泄爆片之间无任何其它物质沉积。
(10) 泄爆片无其它任何损伤和改制。
(11) 泄爆片无疲劳破损和漏缝等。
(12) 泄爆片的连接铰链（如有）润滑良好，转动灵活。
(13) 泄爆片的紧固机构（如有）的安装位置正确、运行良好。
(14) 泄爆片的密封圈、破膜标志或泄爆片破膜标志(例如破膜线圈开关)处于正常状态。
(15) 阻火装置和火星阻止装置处于无阻碍、洁净的维护状态。
(16) 泄爆片的转动灵活、无阻碍。
8.4.5 自上次检查后在生产工艺未发生改变的情况下，雇主或操作人员应核对是否在检查单上签字。
8.5 泄爆片设计参数. 应保留泄爆片的设计参数，作为评审管理、员工培训、检查和再次订购这种泄爆片的资料。
8.6 检查报告. 应向雇主或操作人员报告检查过程中发现的不足。
8.7 检查记录的保存
8.7.1 应妥善保存检查记录，检查记录中应注明每一次检查的日期和检查结果，以及对每一项维护工作进行描述。
8.7.2 检查记录至少应存留三年。
8.8 工艺变化的管理. 应对工艺的变化进行管理，并留存相关的文字记录的程序，以对所提出的设备和工艺（包括物理设备和人因等方面）的变化对安全、损失预防和控制方面造成的影响进行评价。
8.8.1 任何可能改变根据本标准要求所防护设备的工艺、物料、技术、设备、工艺流程、暴露时间等在发生改变后，都应进行相应的管理。
8.8.2 主管机构可获得相关的工艺变化管理文件，并进行评审。
8.8.3 工艺变化管理的程序应确保在工艺进行任何改变之前，应强调如下问题：
(1) 所提出的工艺变化的技术基础
(2) 在安全和卫生方面的意义
(3) 火灾与爆炸预防系统的审查
(4) 明确这种工艺改变是永久性还是临时性的
(5) 个体暴露在危险环境的变化
(6) 操作维护程序的修改
(7) 员工的培训要求
(8) 所提出的变化应有相关机构的审核与批准
8.8.4 不应要求采用同类替换来进行工艺变更管理程序
8.8.5 应对第八章所要求的设计文件进行更新，以与相应的工艺变更协调一致。
8.9 维护
8.9.1 在泄爆片受自然因素或工艺扰动发生动作之后，都需要对其进行维护，从而确保该泄爆片不会发生物理性破损。且不受冰雪、泥水或工艺物料等阻碍，这些物质可能阻碍或降低泄爆片的效能。
8.9.2 在对工艺过程进行一个维护周期后，需根据8.4.4对泄爆片进行检查。
8.9.3 如果物料具有粘接在泄爆片的倾向，则应对泄爆片进行周期性清洗，从而保持其泄爆效能。
8.9.4 如果工艺过程中设置有互锁装置，则应对其进行校验。
8.9.5 应对已确定的点火源进行检查和维护。
8.9.6 对进行的维护和修理应有相关的记录。
8.10 员工培训.
8.10.1 应对新进员工进行培训，且对泄爆装置的操作、维护和监督人员的培训记录应进行存档。
8.10.2 新进员工的培训应确保所有员工理解和掌握如下问题：
(1) 工作区域具有的危险源
(2) 总体介绍，包括工厂的安全
制度
关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载
与规程
(3) 工艺过程的描述
(4) 设备运行、安全启动和停车，以及在扰动条件下的响应。
(5) 相关火灾爆炸防护系统所具有的正常功能的必要性
(6) 爆燃泄压口的位置、泄爆通道以及维护要求和维护规程。
(7) 清扫要求
(8) 紧急响应和逃生计划
附录A 爆燃泄压设计详细说明
本附录只是为《粉尘爆燃泄压设计指导书》中的相关条款进行说明。本附录的编号与指导书的相应编号一致。
爆燃可由可燃性气体、气雾或可燃粉尘点火形成。本指南依据NFPA 68《爆燃泄压指南》（2007版）编写，NFPA 68《爆燃泄压指南》是NFPA69《爆炸防护系统标准》的姊妹文件，NFPA69对爆炸防护措施做出了相关规定，因此NFPA69可替代或与NFPA68联合运用。在运用过程中，应在对危险源所具有的特定条件和防护目标进行详细评价的基础上选择最有效和最可靠的爆炸控制措施。爆燃泄压只能尽可能地降低燃烧引起的破坏。
应注意的是泄爆本身不能防止爆燃过程的发生，但泄爆可以将爆燃产生的作用降低到最小。泄爆过程与所防护容腔的强度共同作用，构成一个系统。但可以将某些轻质结构如可以承受一定破坏的建筑考虑为完全自动泄爆的容腔，因此无需采取特定的泄爆防护措施。下列标准规定了泄爆措施运用的条件和范围：
（1）NFPA 30 《易燃和可燃液体使用规程》
（2）NFPA 30B 《气雾品的生产和存储规程》
（3）NFPA 33 《喷雾工艺中运用易燃或可燃物料的标准》
（4）NFPA 35 《有机涂层生产标准》
（5）NFPA 52 《车用燃料系统规程》
（6）NFPA 61《农业和食品加工设施中火灾与粉尘爆炸防止标准》
（7）NFPA 69《爆炸防护系统标准》
（8）NFPA 432 《有机过氧化物存储规程》
（9）NFPA 484 《可燃金属标准》
（10）NFPA654 《可燃性颗粒物料生产、加工和处理过程中的火灾与粉尘爆炸防止标准》
A.1.1.8 容腔。容腔的例子包括房间、建筑物、容器、筒仓、储罐、管道等。
A.1.1.11 火焰速度。火焰速度与湍流、设备的几何形状以及基本燃烧速度有关。
A.1.1.12.1 可燃下限（LFL）。LFL也称为最低可爆浓度（MEC）。见ASTME 681（2004）《化学品（蒸汽和气体）可燃极限浓度的测定方法标准》。
A.1.1.14 闪点。为确定合适的闪点测试方法，见ASTM E 502 (2000)《测定方法的选择 开口杯法测定化学品闪点的ASTM标准与运用》。
A.1.1.15 摩擦系数fD。 达西（D’Arcy）摩擦系数与直管中的压降、流动速度和湿润表面积和管道几何尺寸的关系如下：
式中：
Dh = 水力直径
ΔP =管道压降
ρ = 流体密度
U = 流动速度（这里用U表示，以避免与体积混淆）
L =管道长度
常用的摩擦系数有两个：本标准中采用的达西（D’Arcy）摩擦系数以及范宁（Fanning）摩擦系数。这两种形式的摩擦系数相差4倍，如下：
范宁摩擦系数 （A .1.3.15a）
达西摩擦系数 （A .1.3.15b）
（A .1.3.15c）
直管当量速度头损失表达如下：
采用范宁摩擦系数时 （A .1.3.15d）
采用达西摩擦系数时 （A .1.3.15e）
Moody图中给出了达西摩擦系数，也可以根据图中给出的公式计算得到达西摩擦系数，
Moody图可参见NFPA 750《水雾灭火系统标准》。也有类似的相关图表给出了范宁摩擦系数。为确保所采用的图表的正确性，用户应对层流区域的摩擦系数进行核查。在层流区，即雷诺数Re较低的区域，达西摩擦系数等于64/Re。层流区的范宁摩擦系数等于16/Re。Colebrook 方程隐式地给出了摩擦系数，需要进行迭代求解才能得到相应的摩擦系数。在下面类似的方程中可以看到这两种摩擦系数相差为四倍：
范宁摩擦系数：
达西摩擦系数：
式中：
ε = 绝对粗糙度
Re = 无量纲雷诺数
注意到 ε/D 是无量纲相对粗糙度。在泄压计算中，摩擦系数是在充分发展的湍流下的摩擦系数。这意味着此时的雷诺数极大。在这种条件下，重新整理Colebrook方程中的达西摩擦系数，并做如下简化，从而可以进行直接求解：
A.1.1.18 水力直径。Darby（p.199）的表7－1给出了圆形、正方形和矩形、三角形和椭圆形断面管道的水力直径。
对圆形断面，有效直径是标准直径。对其它非圆形断面，其有效直径为水力直径，水力直径由A.1.3.18a计算，式中A是与纵轴方向垂直的断面面积，p是该断面周长。
(A.1.3.18a)
所谓当量直径（equivalent diameter）DE是NFPA68早期版本中的叫法，但根据委员会对这些数据的评审认为，以圆形管道为比对基础，采用水力直径更为合理，因此本版标准中采用水力直径。当量直径的定义见如下方程：
(A.1.3.18b)
可见，当量直径与水力直径不同。
A.1.1.19 KG. 见 B.1.2.3.
A.1.1.20 KSt . 见 B.1.2.3.
A.1.1.23 最低点火能量(MIE)。在混合物最佳爆炸浓度下发生点火的最低能量值，通常称为最低点火能量。
A.1.1.25.1 杂混物。在某种工艺过程中，可燃气体可能从固体物料上解析出来。如果固体物料具有可燃性而且悬浮在气体氧化剂混合物中，即可形成杂混物，如流化床干燥器即可能形成这种杂混物（见3.2.3）。
A.1.1.25.2 最佳混合物。在测定不同的燃烧性质时，其最佳混合物并不总是相同。
A.1.1.26 氧化剂。空气中的氧气是最常见的氧化剂。
A.1.1.28.1 最大压力上升速率 [(dP/dt)max]. 见附录B。
A.2.2.1.1 发生爆燃时，容腔内的人员没有足够的时间达到安全地点。容腔内的人员会受到火焰和压力的作用。关于如何防止形成危险环境或限制人员接近这种危险区域，应参考其它相关标准的一般性安全指南。
A.2.2.2.2 需对相互连接的容腔的处理方法进行详细分析和解释。
A.3.1 爆燃泄压是在设置容腔上的开口，物料通过该泄压开口发生膨胀和流动，从而降低容腔内的压力。典型地，如果不采用泄压措施，最佳燃料空气混合物爆燃产生的最大压力在6～10倍初始绝对压力之间。许多情况下，建造可承受这种压力的容腔，在技术上不可行，在经济上也不合算。
但在某些情况下，可以将容腔设计为能承受爆燃作用。详见NFPA69《爆炸防护系统标准》。
A.3.1.1 爆燃过程中产生的最大压力和最大压力上升速率是爆燃防护设计中的关键参数。密闭容器爆燃的关键特征即是能达到的最大压力Pmax，以及最大压力上升速率 (dP/dt)max。压力上升速率较高意味着用于成功泄压的时间极短。反之，如果压力上升速率较低，则允许泄压过程相对较慢而能确保有效泄压。从所要求的泄压面积的角度，当其它参数保持不变时，压力上升速率越大，有效泄压所需的面积越大。
A.3.1.2 目前泄压尺寸的确定方法是在ASTME 1226《可燃粉尘爆炸压力和压力上升速率测试方法标准》，或者类似的ISO6184-1 《爆炸防护系统――第一部分：可燃粉尘空气混合物爆炸指数的测定方法》的基础上进行的。采用其它测定方法确定的KSt值通常会得到与标准测试方法不同的结果。由Hartmann装置测定的实验数据不能用于泄压设计。同样，20L实验装置设计用于模拟1m3实验容器的结果，但由于20L装置的点火方式，因而使该装置测得的KSt值小于50 bar-m/sec。如果待测试粉尘的KSt值小于50 bar-m/sec，则在1m3容器中测得的KSt值可能更小。
某种粉尘物质的KSt值需采用实际工艺过程产生的粉尘进行特定的实验进行验证。进行这种实验验证的原因是多方面的。
首先，由于物料会受产尘工艺的作用，因而粉尘颗粒形状和粒径分布受机械打磨过程的影响。例如溶于水的聚苯乙烯在悬浮形成球形颗粒料（近似球形小颗粒）的过程中，会产生聚合物粉尘。
在锤磨机加入聚苯乙烯块料进行磨制时，也会产生聚合物粉尘，在磨制过程中这些粉尘物质可能发生破裂，因而形成的粉尘具有许多锋利的棱角。即使这两种不同粉尘的筛分粒径分布相似，然而球形颗粒的比表面积可能远小于锤磨磨制过程中形成的粉尘的比表面积。这两种粉尘样品的KSt值将会不同。球形颗粒的压力上升速率将小于锤磨工艺产生的粉尘样品的压力上升速率。ASTM D5680a《滚筒或类似容器中松散固体物料取样规程》或《粉体和散料加工安全指南，4.3.1节》（CCPS）给出了代表性粉尘取样的操作指南。
A.3.1.2.1 粉尘水分含量的增加也可能是最大压力上升速率降低。要防止最常见点火源点燃粉尘所需的最低水分含量相对较高，通常在实际生产过程中通常很难形成这种湿润粉尘。而且这种水分含量的粉尘会导致加工困难。粉尘水分含量的增加也会导致其最低点火能量、点火温度和可燃极限等参量增大。粉尘中的水分可以阻止静电积聚。由于粉尘一旦发生点燃后，粉尘颗粒周围空气中的水分含量（湿度）对粉尘爆燃过程几乎没有影响，因此不宜将增加粉尘湿度作为降低爆燃泄压面积的技术途径。
A.3.1.3 可以将最大爆炸压力上升速率进行归一化处理，从而确定KG值（见B.1节）。但值得注意的是，这种KG值并非常数，会发生变化，与测试条件有关。特别地，当增大实验容器的容积和点火能量时，其测得的KG值会增大。尽管KG值提供了一种比较已知和未知气体的最大压力上升速率的一种方法。但只有当两种物质都是在形状和大小相近的实验容器中进行测试，而且为同种点火源点火能量也相同的情况下测得的KG值，才能作为爆燃泄压设计的基础。附录E中给出了KG值的算例。
一些文献提出了基于基本火焰和气体流动性质以及实验测定常数进行泄压面积计算的方法[26,78,79]。但这些计算方法尚未得到相应的实验验证，所以不推荐采用其进行泄压设计。
A.3.2.3 文献[3]和[66]对杂混物的性质进行了大量的讨论。当掺混进可燃气体时，即使气体浓度远低于该气体的可燃下限浓度，但此时粉尘的最佳爆炸浓度下的有效KSt值会升高。
当量混合物的KSt 值可按照ASTM E1226《可燃粉尘爆炸压力和压力上升速率测定方法标准》的测定方法进行测定。即用可燃气体预先充入实验容器，然后用通常的方法将粉尘喷入。
A.3.2.4 可燃液体泡沫可能发生燃烧。如果泡沫的形成是通过由空气进入液体形成气泡的方式产生，则泡沫内含有供给燃烧用的空气。液体泡沫的可燃特性与许多性质有关，如特定的液体物质种类、气泡的大小，以及液沫的厚度等。更危险的情形发生在可燃液体在一定压力下与空气处于饱和状态时；此时如果加载到液相上的压力降低，此时气泡中的气相则氧气量较多，这是由于氧气在可燃液体中的溶解度要比氮气大所致。氧气浓度的增大导致燃烧增强。因此，建议在进行爆燃泄压设计时，应对可燃泡沫进行详细的测试。
A.3.3.1.1 泄压过程中达到的最大压力即 Pred通常高于泄压装置的开启压力Pstat。Pred超过Pstat的大小是容腔内压力上升速率、泄压面积和泄压装置惯性质量的复杂函数。当泄压面积与容腔容积之比较大时，Pred接近Pstat。当降低泄压面积时，Pred增大，当泄压面积趋近于零时，Pred趋近于Pmax。
A.3.3.1.3 图A.3.3.1.3 表示一般情况下低碳钢的应力－应变曲线。
图A.3.3.1.3 低碳钢的应力应变曲线
在压力容器范畴内，假定的泄压过程中，采用最大允许积累压力（大于许用工作压力，即MAWP）来确定泄压装置的最低泄压面积。换句话说，也即在泄压过程中，容器内的最大压力可以超过MAWP。
式3.3.1.3.2a 和3.3.1.3.2b都表明：当极限应力或屈服应力与许用应力之比大于1.5时，则在爆燃泄压过程中，可以选择大于MAWP的Pred 值。
A.3.3.2 动载荷因子（DLF）的定义是最大动态偏移与静态峰值压力Pred作用时产生的偏移之比，该动载荷因子用于确定载荷随时间的变化曲线。因此，DLF给出如下式：
式中：
Xs = 静态偏移，或者称为当峰值载荷以静态方式加载时系统产生的位移。
Xm = 最大动态偏移
对受简化动载荷的线弹性系统，其最大响应可以由DLF和最大响应时间tm来确定。T 是载荷作用时间，在式3.3.5.5中称为tf， Tn 为结构物的自然周期。图A.3.3.2和图A.3.3.5.1中分别画出了DLF和时间比与时间比T/Tn 的曲线，见A.3.3.2(2) 和A.3.3.2(1)。
现对总冲量（力×时间）等于1的两个简化载荷曲线进行讨论：
（1） 初始幅值等于2个作用力单位的三角形载荷，且力的作用时间为1个时间单位。
（2） 初始幅值等于0的三角形脉冲载荷，当时间达到半个时间单位时，线性增大到2个作用力单位，然后在1个时间单位时，线性降低到0。
当在泄压容腔内部时，爆燃过程的发展为理想化的三角形脉冲， A.3.3.2(2)。容腔内的压力至少会增大到泄压装置的开启压力Pstat ,，然后继续上升到Pred 。在达到Pred 后，容腔内的压力开始降低。这种情况下，DLF的最大值近似约为1.5。因此，将静态压力设计为屈服强度或破裂压力的2/3就意味着在这个过程中产生的最大偏移将会达到屈服强度或破裂压力，具体与设计选择有关。因为爆燃测试是在最佳爆炸浓度的基础上进行的，因此这种选择是一个合理的设计值。对自然周期Tn 较小的刚性容腔，对典型的爆燃有T/Tn > 1，且DLF小于最大值1.5。
图 A.3.3.2 单自由度弹性系统对三角形脉冲载荷的最大响应（美国国防部炸药爆炸品安全委员会TM5-1300, 图3-52)
A.3.3.3.1 例如，地板和顶板通常不能设计为从底部受载荷作用。
A.3.3.5.1 文献[46]已在实验结果的基础上得到了3.3.5.1中的计算反作用力的式3.3.5.2。对泄压容腔外部的情形，当作用在容腔辅助结构上时，载荷曲线的形状与A.3.3.2（2）中的三角形脉冲或A.3.3.2（1）中的三角形波相近。
如果 Pred 并非远大于Pstat ，则载荷曲线趋近于A.3.3.2(1) ，且最大DLF趋近于2，如图A.3.3.5.1所示。另一方面，如果Pred 远远大于Pstat ，而且发生爆燃的物质为中等KSt ，则载荷曲线趋近于A.3.3.2(2)，其最大DLF为1.5。
辅助结构的两个最大值都高于Faber[46]得到的实验值，Faber[46]得到的实验结果中DLF值仅为1.2。因为载荷曲线的实际形状介于上述两种情况之间，因此建议可以采用实验得到的极限值，而不是理论上的极限值。
图A.3.3.5.1 三角形载荷时，单自由度弹性系统的最大响应（美国国防部炸药爆炸品安全委员会TM5-1300, 图3-4)
A.3.3.5.2 对1m2的泄压面积，当 Pred ＝1时，其反冲力Fr 计算的例子如下：
(1) Av =1m2 =1550 in.2
(2) Pred =1bar=14.5 psi
(3) Fr =1×1.2×1550×14.5 = 26,970 lbf
A.3.3.5.3 对于压力随时间的变化过程，如果没有相应的实验结果或燃烧模拟结果，可以在理想脉冲和三角波载荷的基础上对结构支撑破坏机理进行计算，而且可以根据最大DLF进行设计。
A.3.3.5.4 仅通过在容腔相对的两侧设置泄压面积相等的泄压口，并不能防止容腔向一个方向发生反冲。但可以采用一个泄压口在打开进行泄压之前另一个泄压口处于打开状态的设置方式。但在设计抵抗这种反冲力时，应考虑这种打开时间存在差异所导致的非平衡作用。
A.3.3.5.5 如果知道反冲力的作用持续时间，有助于爆燃泄压容腔的某些辅助支撑结构的设计。文献[114]给出了几个一般方程，这些方程可以近似计算粉尘爆燃时产生的反冲力作用时间。这些方程只适用于无泄压管的容腔。
A.3.3.5.6 总冲量的确定采用了当量静力，这种当量静力表示某种矩形脉冲的作用力与时间的积分，矩形脉冲的幅值为Fs ，脉冲宽度等于tf 。用于计算总冲量的当量静力Fs 是在载荷因子为0.52的基础上，由试验测试结果确定[46]：
关于如何得到DLF的相关知识以及总冲量值的运用，读者可以参看结构动力学的相关教材，如J. M. Biggs的《结构动力学入门》等。
在下述条件下，由于泄压产生的反作用力的持续时间tf 、总冲量I的计算如下：
(1）V = 20 m3
(2) Pmax = 8 bar
(3) Pred = 0.4 bar
(4) Av = 1.4 m2
(5) tf = (0.0043) · (8/0.4) 0.5 · (20/1.4)
(6) tf = 0.27 sec
如在3.3.5.2中，反作用力确定如下：
(7) Fr = (100) · (1.2) · (1.4) · (0.4)
(8) Fr = 67 kN
(9) I = (0.52) · (67) · (0.27)
(10) I = 9.4 kN-sec = 9400 N-sec
A.3.4 当泄压面积增大时，泄压容腔内的Pred 值降低。如果容腔较小而且比较对称，一个面积较大的泄压口与几个面积较小的泄压口（总泄压面积与前者相等），其效果可以是相同的。对体积较大的容腔，建议在容腔表面上尽可能均匀布置多个泄压口。矩形泄压口与等面积的正方形或圆形泄压口等效。
A.3.4.3 例1. 底部有卸料漏斗的圆柱形容腔，在顶部泄压。
(1) H 等于容腔的垂高= 6 m.
(2) Veff 等于容腔的总自由空间体积。
(a) 圆柱部分的体积＝
(b) 直径为D1 和D2的卸料漏斗的体积
(c) Veff = 10.18 + 2.75 = 12.93 m3.
(d) Veff 是图A.3.4.3(a)中阴影区域。
(3) Aeff = Veff/H = 12.93/6 = 2.155 m2.
(4) Dhe = 4 · Aeff/p = (4 · Aeff/ ) 0.5，假定为柱形断面。
(5) Dhe = 1.656 m.
(6) L/D = H/Dhe = 6/1.656 = 3.62.
图A.3.4.3(a) 有卸料漏斗的圆柱形容器在顶部泄压时L/D比的计算
在本例中， Dhe 小于容腔圆柱部分的直径；因此按照上述方法计算得到的L/D 要大于根据实际物理尺寸计算得到的L/D值。
例2. 底部有卸料漏斗的圆柱形容腔，在侧面泄压：
(1) H 等于料斗底部到泄压口顶部的垂直距离＝4m
(2) Veff 等于料斗体积加上泄压口顶部以上圆柱的体积
(a) 圆柱部分的体积＝
(b) 直径为D1 和D2的卸料漏斗的体积＝
(c) Veff = 5.09 + 2.75 = 7.84 m3.
(d) Veff 是图A.6.4.3(b)的阴影部分。
(3) Aeff = Veff/H = 7.84/4 = 1.96 m2.
(4) Dhe = 4 · Aeff/p = (4 · Aeff /)0.5，假定为圆柱形断面。
(5) Dhe = 1.58 m.
(6) L/D = H/Dhe = 4/1.58 = 2.53.
图 A.3.4.3(b) 有卸料漏斗的圆柱形容器侧面泄压时L/D比的计算
例3. 带料斗的矩形容腔，侧面泄压：
(1) H 等于料斗底部到泄压口顶部的垂直距离＝5m。
(2) Veff 等于料斗体积加上到泄压口顶部位置的矩形容器的体积。
(a) 矩形部分的体积＝ A · B · h = 1.8· 1.5 · 3 = 8.1 m3.
(b) 料斗的体积[见图A.3.4.3(e)] ＝
(c) Veff = 8.1 + 2.33 = 10.43 m3.
(d) Veff 是图A.3.4.3(c)的阴影部分。
(3) Aeff =Veff/H = 10.43/5 = 2.09 m2.
(4) Dhe =4×Aeff /p = (Aeff) 0.5 , 假定为方形断面。
Dhe =1.44 m
(5) L/D = H/Dhe = 5/1.44 = 3.47.
图A.3.4.3(c) 带料斗的矩形容腔侧面泄压
例 4. 带料斗的矩形容腔，在靠近料斗的侧壁泄压。
(1) H 等于矩形容器的顶部到泄压口底部的垂直距离。由于泄压口到料斗底部的距离小于泄压口到容器顶部的距离（＝4.5m），H是最长的火焰传播通道。
(2) Veff 等于矩形容器顶部到泄压口底部之间的体积。
(a) Veff = A · B · h
(b) Veff = 1.8 · 1.5 · 4.5 = 12.15 m3.
(c) Veff 是图A.3.4.3(d)的阴影部分。
(3) Aeff = Veff/H = 12.1 /4.5 = 2.7 m2.
(4) Dhe = 4 · Aeff/p = 4 · Aeff / [2 · (A + B)].
Dhe = 4 · 2.7/[2 · (1.8 + 1.5)] = 1.64 m.
(5) L/D = H/Dhe = 4.5/1.64 = 2.74.
例 5. 料斗体积的一般计算方法
(1) 矩形料斗：
(2) 锥形料斗:
式中:
D1 = 底部直径
D2 = 顶部直径
图 A.3.4.3(d) 带料斗的矩形容腔，在靠近料斗的壁面处泄压。 图A.3.4.3(e) 矩形料斗
图
A.3.4.3(g)
带料斗的矩形容腔，两个泄压口在中垂线同侧。
图
A.3.4.3(f)
带料斗的矩形容腔，两个泄压口在容腔两侧
例6. 设置在容腔两侧的两个泄压口，在垂直高度上稍有一些差别，如图A.3.4.3(f)。由于两个泄压口垂直轴向上有重叠，Veff 等于矩形容器底部到最高泄压口的顶部之间的体积。
例7 两个泄压口设置在同一垂线上，沿中心轴有一定的间距，上面泄压口的顶部与容腔的顶部平齐，如图
图 A.3.4.3(g)所示。则下面泄压口的有效体积Veff 为下面的泄压口顶部到上面泄压口顶部之间的体积。
A.3.4.4 爆燃泄压与泄压膜的设计需要考虑多种因素，但目前人们只对其中部分参数的影响进行了比较深入的研究。相关的技术文献对大型容腔内进行的试验研究进行了大量的报道，并对容腔所需的基本泄压面积计算公式进行了推导[101]。计算泄压面积涉及到下面几个因素，包括容腔的几何尺寸和强度、燃料氧化剂混合物的特性以及泄压本身的设计等。这些设计方法采用一个或多个经验系数，从而可以得到泄压面积的简化计算公式。泄压面积涉及到的这些因素，可以通过在泄压过程的大量分析和泄压试验的基础上得到，从而得到某些经验公式。建议本标准的用户特别要注意相关经验公式的适用条件和范围。
在某些情况下，气体爆燃泄压过程的降低的压力Pred 可能会发生很大的降低，如在容腔内壁面帮衬声波吸收材料（如矿棉或陶瓷纤维板）时等。这些材料能抑制火焰的声学不稳定性（在无障碍物的容腔中，声学不稳定性是初始静止气体空气混合物爆燃过程中，形成高速火焰和增强压力振荡的主要机制）。
文献[45]的实验结果表明，在5.2m3(184 ft3)实验容腔上设置1 m2(10.8 ft2)的泄压口时（其Pstat等于24.5 kPa (3.6 psi)），容腔内壁敷衬有50mm(2 in.)厚的玻璃棉毡对泄压可能产生的影响。如果不敷衬玻璃棉毡时，其Pred 值为34 kPa (4.9 psi)，而在容腔两侧内壁上敷衬玻璃棉毡时，其Pred 值为5.7 kPa (0.8 psi)，也即降低了约83%。
文献 [37]的实验结果表明：在22 m3 (777 ft3)实验容器内壁上敷衬有厚度为76mm(3 in.)的矿物棉毡，同时在容器上设置1.1 m2(11.8 ft2)的泄压口时（其Pstat等于8kPa (1.2 psi)）时，进行天然气中心点火爆燃泄压泄压，可能产生的影响。如果没有敷衬矿物棉毡，则测得的Pred 值约为60 kPa (8.7 psi)，而有矿物棉毡时，Pred 值约为8kPa (1.2 psi)，也即降低了87%。
在64 m3 (2260 ft3)容器内进行丙烷爆燃泄压实验，如果在容器的三侧内壁上都敷衬有陶瓷纤维层时，其Pred 值也发生了类似的急剧降低。
关于泄压过程中涉及的火焰声学不稳定性问题的详细讨论，读者可参看Solberg,、Pappas和Skramstad [44]。
对无障碍物的对称容腔，在中心点火情况下，火焰的声学不稳定和容腔内壁的衬垫状况是影响爆燃过程发展的重要因素。对如Solberg、 Pappas和Skramstad [44]所描述的其它类型的火焰不稳定性机制（不受容腔内壁衬料的影响），在其它情况下也可能对Pred 值产生很大的影响。
如第四章和第五章所介绍，某些情况下不能对爆燃泄压所需的参数进行计算。但是这些情况不能证明泄压不可行。因为一定程度的泄压可以降低破坏性，因此应给定实际可行的最大泄压面积。另外，还应考虑采用NFPA69《爆炸防护系统标准》中给出的其它爆炸预防和防护措施。
A.3.4.5第四章和第五章中的计算公式并不能准确地以预测不同的容腔在不同的条件下所需的基本泄压面积。一些实验数据表明，气体泄压计算公式并不能确保在各种情况下都能提供足够的泄压面积[44, 98,99]。同时，当容腔内极度拥塞和具有初始湍流情况下进行的实验表明，在这种情况下泄压时，容腔内形成的压力要高于上述计算公式所预测的压力值[42, 87]。但由于成功的工程实际运用经验，目前仍建议采用这些计算公式。
在给定泄压膜片的静态动作压力时，随着泄压面积的增大，容腔内的降低的压力Pred 降低。一般，开放式泄压要比闭口式泄压措施更有效。轻质泄压膜片泄压对爆燃的响应性能要比惯性质量较大的泄压膜片好。
A.3.5.1 如果泄压时，泄放物排放到拥塞区域，则容腔内的压力会升高。由于容腔外部未燃气体或粉尘发生点火可能形成较高的爆炸波压力。
如果泄压装置的泄压膜片在打开后不能保持开启状态（即自行关闭），此时应注意到如果容器内的气体冷却后可能造成真空效应。容腔内形成的真空效应可能导致设备发生破坏。
A.3.5.2.1 详细情况可参看《全国防腐工程师协会手册》（National Association of Corrosion Engineers Handbook）。
A.3.5.7 某些情况下，为确保设备可靠运行需更换泄压膜片。
A.3.6 为尽量减小对容腔本身的结构性破坏，以及降低其它结构物发生破坏的可能性，应对容腔采取爆燃泄压措施。对建筑物，爆燃泄压可防止建筑结构发生坍塌。但建筑物内的人员可能受火焰、热或压力的作用。
如果在强度极低的容腔内发生爆燃，这些容腔不能承受爆燃产生的压力作用，因此可能发生破坏。例如，普通砖混墙[200 mm (8 in.)厚 3 m (10 ft)高的砖混墙]，这种砖混墙不能承受大于0.03bar(0.5psi)的两侧压差作用。
在泄压过程中，从泄压口喷射出的火焰和压力比可能造成人员伤害，或者形成二次爆炸，从而造成邻近建筑物或设备的破坏。从泄压口喷出的可燃混合物的量，以及对容腔外部形成的热和压力损失，与容腔的体积、泄压开启压力和Pred 的大小有关。如果给定容腔和可燃混合物的量，当泄压开启压力较低时，其通过泄压口泄放的可燃物质较多。而泄压开启压力较高时，在泄压口打开之前，容腔内的燃烧时间较长，因而通过泄压口泄放时的速度更高（见3.2.3）。粉尘爆燃泄压时形成的火球比气体泄压时形成的火球更更具危险性，因为大量未燃粉尘通过泄压口泄放出来，并在泄压过程中发生燃烧。
爆燃泄压可在泄压容腔外部产生一定的压力。该压力是容腔内爆燃泄压以及泄压后在容腔外部发生爆燃所引起。
A.3.6.2.3 也可以将导流板看成是一般意义上的阻爆墙。采用挡墙或三面有围墙的约束结构，尽可能地降低爆燃产生的破片与火焰的冲击；但如果设置的挡墙太靠近泄压口，或者约束结构太小，Pred 值会增大，而且在阻爆用的挡墙和泄压口之间形成一定的压力。挡墙的有效性仅限于紧靠挡墙后方的区域。在挡墙后方某一距离处，可能重新形成压力与火焰作用。
A.3.6.2.4 也可以采用其它导流板设计，但目前尚无这方面的设计信息。一个替代的方法是采用带有转弯半径较大的弯头的泄压管道，从而可以考虑其对第八章中粉尘泄压面积的影响。与倾斜布置的导流板相比，竖直布置的导流板可导致Pred 值较大，或者较大的径向危险距离，目前尚无这方面的设计指南。
A.3.6.2.5 对大型容器，可以采用倾斜角度为45～60度的导流板，只要将这种导流板安装在距离泄压开口1.5D以外的距离处，这样可以防止增大Pred 值，从而防止人员受到伤害。这种导流板限制大型容器火焰长度的能力具有不确定性。
A.3.7.1 表 A.3.7.1 表示了泄压装置惯性质量对Pred 值的影响。
A.3.7.2 大多数实验表明，当泄压板的密度增大时，Pred值增大。在本附录中，利用这些实验结果来建立相应的计算公式。但一些实验也表明相对这种变化趋势也存在一些例外的情况，特别地，对初始处于静止的气体混合物，当其泄压过程诱导的湍流主导了Pred值变化的情况下，可能出现例外。
表A.3.7.1 爆燃过程中形成的降低的压力 (Pred)及其受泄压膜片惯性质量的影响—浓度为5%的丙烷空气混合物，容腔体积2.6m3[95]。
泄压膜片质量
静态开启压力（Pstat）（mbar）
泄压膜片响应时间（msec）
降低的压力（Pred）（mbar）
kg/m2 lb/ft2
0.3565
0.073
103
14.5
156
3.32
0.68
96
31.0
199
11.17
2.29
100
42.6
235
20.79
4.26
100
54.0
314
注：(1) L/D = 2.3. (2) 实验序号= #17, #1, #3以及#4. (3) Av = 0.56 m2 (6.0 ft2).
对给定的泄压开启压力，泄压膜片的惯性质量越大，则其完全打开所需的时间越长。反之，惯性质量较低的泄压膜片打开的速度较快，因而泄压更有效。
A.3.7.4 在整个泄压膜片完全打开之前，其具有的自由面积对压力泄放并不是完全有效的。直到泄压膜片完全打开之前，泄压膜片会阻碍燃烧气体在泄压口的泄放。
一般地，铰链式泄压膜片产生的Pred值比爆破片高。铰链式泄压膜片的面积A1、惯性质量和静态开启压力Pstat 应利用具有合适KG或Kst值的气体或粉尘，在容腔上的安装位置进行试验测定，在测定时点火位置应尽可能重现设施的具体情况。
由于Pred 值是在上述条件下进行试验确定的，因此，对爆破片等无惯性泄压膜片的Pred 值（该泄压膜片在Pstat 动作，因而得到同一Pred 值）与对应的泄压面积A2有关。
泄压效率可用下式计算：
(A.3.7.4)
式中：
E =泄压效率
A 2 = 无惯性泄压膜片的泄压面积
A 1 = 铰链式泄压膜片的泄压面积
对类似设计的铰链式泄压膜片，根据第四章或第五章中方程所确定的泄压面积应加以修正，修正方法是将该泄压面积除以铰链泄压膜片的泄压效率。这种修正也适用于泄压膜片惯性质量增加所造成的影响。附录F中也给出了另一种在处理铰链式泄压膜片粉尘爆燃泄压时修正方法。
A.3.8.3 增设泄压管道基本上增加了泄压容腔内产生的压力。
A.3.9.1 即使彻底地阻止了粒子的穿行，紧靠泄压管道周围的区域都可能受到超压和火焰辐射的作用。这种超压和辐射作用可能造成相关设施内的人员伤害。
A.3.9.3 阻止粒子穿行的过程会导致泄压效率的降低。
A.3.9.4 由于室内泄压可造成周围环境压力升高，因此对设置被防护设备的建筑物存在一定的影响（也见5.9节）。室内泄压增加了二次爆炸的可能性。沉积在泄压附近区域的粉尘粒子可能受压力波的扰动，从而形成可燃粉尘云。
A.7.1.1对如氢气等燃烧速度很快的气体，其基本燃烧速度大于1.3倍丙烷基本燃烧速度的气体，目前建议不采用泄压防护措施。之所以不推荐采用泄压防护措施，是由于在目前可以考虑初始湍流和产生湍流的物体的泄压设计方法中，对这些燃烧速度极快的气体尚无相关的泄压实验数据。用户在运用此标准时应注意快速燃烧的气体很容易发生爆燃向爆轰的转变。对此，NFPA69《爆炸防护系统标准》给出了可采用的其它防护措施。
A.4.1.3 经测定，燃烧速度为46cm/sec的丙烷，其KG 值为100bar-m/sec。对于KG 值未知的气体，可以利用E.1式近似估算该气体的KG 值。
A.4.2.2 式4.2.2是根据试验结果和工业事故分析得到的。爆燃泄压对于减弱建筑物内爆炸的后果非常有效。但值得注意的是，爆炸产生的火焰和压力波具有一定的危险性，如A.3.6所述。进一步，试验测试表明：在含有诱导湍流的物体（例如工艺设备、管道、电缆沟等）的容腔内，可燃气体混合物发生爆燃时，其产生的压力大大高于式A.4.2.2的预测值。因此，对于建筑物，建议除采用其它措施降低可燃气体积聚的危险外，还应采用建筑物泄压措施加以防护。
对泄压膜片面积的计算，已提出了大量的计算方法[23-27]。一些泄压模型以泄压膜片的表面积为基础确定泄压面积。相关数据分析表明这些方法克服了前面计算泄压面积的方法的不足[30－45]。
A.4.2.2.2 运用图4.2.2.2为我们提供了一种适用于本标准早期版本中所给出的一系列燃料的泄压参数之间的外推方法。由于甲烷空气混合物的火焰速度受湍流作用加速不如基本燃烧速度大致相等的其它碳氢化合物强烈，因此故意没有给出甲烷的相关曲线（见NFPA68 2002版的表6.2.2）。
基本燃烧速度超过46 cm/sec (151 ft/sec)的曲线形状，是根据有限的燃烧速度较高的燃料试验数据得到的。下面给出的相关信息有助于合理确定气溶胶（气雾）的燃烧速度（以及最终泄压参数C）。
气雾的燃烧速度随燃料空气比、液滴直径、蒸汽燃料与总燃料之比Ω等参数变化，如图A.4.2.2.2(a)所示。燃烧速度比是指气雾基本燃烧速度与纯蒸汽基本燃烧速度之比。当液滴直径在5～35μm时，主要是低挥发性流体中表现出燃烧速度明显增加的特征，因而能在正常沸点以上的温度时泄漏出大量的传热流体。在这种情况下，可能形成由粒径很小（在5～35μm范围）的液滴构成的气雾。
图 A.4.2.2.2(a) 不同Ω值时，燃烧速度预测值与液雾颗粒直径的关系。
图A.4.2.2.2(b) 可燃蒸汽空气混合物、气雾或粉尘的燃烧速度
图A.4.2.2.2(b) 给出了泄漏形成的低于闪点温度的液雾（50μm量级）和粒径相近的粉尘云和蒸气对燃烧速度的影响，该图取自Lees。
无量纲Spalding 质量传递数(B) 定义如下：
式中：
qst = 化学计量浓度下，燃料空气的质量比。
H = 燃烧热
Cpa = 空气比热
Cp = 燃料的比热
T = 气体温度(g),燃料的沸点(b), 燃料表面 (s)
L = 蒸发潜热
在编制本指南时，技术委员会尚无可以明确给出小液滴直径液雾（0～30μm）气溶胶爆燃泄压方面的测试资料和试验结果。因此，只给出了相关的警示信息[118]。
A.4.2.2.5.2 当M大于40 kg/m2 或KG 大于130 bar-m/sec时，有必要进行相应的测试，或采用NFPA69 《爆炸防止系统标准》中其它方法。
A.4.2.3只要泄爆口不是仅仅设置在加长容腔的一端，泄爆方程在形式上对空间的形状没有几何上的限制条件（对泄爆措施的其它一般要求见3.5和3.6）。
A.4.2.4 泄爆面积的算例
例 A.
Step 1. 计算内部表面积。如果考虑一个几何尺寸为20 ft × 30 ft × 20 ft (6.1 m × 9.2 m × 6.1 m) (长×宽×高) 的甲苯配料间（为Class I易燃液体），房间的内表面积为3200 ft2 (297 m2)。然后，甲苯的基本燃烧速度为41 cm/sec[见表D.1（a）]。图4.2.2.2给出了泄爆方程常数C＝ 0.17。如果在该房间内加工处理的易燃液体达两种或以上，设计人员应考虑以燃烧速度最高的物料进行泄爆设计。该房间紧靠外墙，如果在满足爆燃泄压要求的情况下，三面侧墙设计可以承受的Pred 值为0.69 psi (0.05 bar)。
现在，可以根据下式确定泄爆面积Av ：
该泄爆面积的计算值大于外墙所能提供的泄爆面积，因此有必要进行修正。
Step 2. 如果将墙体的强度增大到可以承受Pred 值为1.04 psi (0.072 bar)，则所需的泄爆面积为533 ft2 (50 m2) 。通常，建议取能承受Pred 值为0.69 psi (0.048 bar)的普通外墙的强度作为墙体强度。
例 B.
Step 1. 考虑如图A.4.2.4(a)所示的建筑物，需要采用爆燃泄压防护措施，从而对该建筑物内发生的碳氢物质气云爆燃（其燃烧特性与甲苯相近）。已通过结构分析得到该建筑物能承受的Pred 的最大值为0.5psi（3.45kPa）。
Step 2. 将该建筑物划分成为几个具有明显几何形状的部分（part1和part2），如图A.4.2.4(b)所示。
图A.4.2.4(a) 算例中所采用的建筑物（未按照比例画图）（I版）
图A.4.2.4(b)算例中所采用的建筑物（未按照比例画图）（II版）
Step 3. 计算建筑物每一部分的内表面积。
Part 1的表面积(AS1)
地板= 170ft×30ft=5100 ft2
(51.8m×9.15 m=474 m2)
顶棚= 170 ft ×31.6 ft = 5372 ft2
(51.8 m×9.65m =499m2)
背墙 = 170ft×20ft=3400ft2
(51.8m×6.1 m=316 m2)
前墙 = (120 ft × 30 ft) + (50 ft × 10 ft)= 4100 ft2
[(36.6 m × 9.15 m) + (15.25 m × 3.05 m)]= 381 m2
侧墙(矩形部分)= 2 × 30 ft × 20 ft = 1200 ft2
(2 × 9.15 m × 6.1 m = 111 m2)
侧墙（三角形部分）= 30 ft × 10 ft = 300 ft2
(9.15 m × 3.05 m = 28 m2)
Part 1总表面积: AS1 = 19,472 ft2 (1809 m2)
Part 2表面积 (AS2)
地板= 50 ft × 30 ft = 1500 ft2
(15.25 m × 9.15 m = 139 m2)
顶棚 = 50 ft × 30 ft = 1500 ft2
(15.25 m × 9.15 m = 139 m2)
前墙= 50 ft × 20 ft = 1000 ft2
(15.25 m × 6.1 m = 93 m2)
侧墙 = 2 × 30 ft × 20 ft = 1200 ft2
(2 × 9.15 m × 6.1 m = 111 m2)
Part 2总表面积: AS2 = 5200 ft2 (483 m2)
Step 4. 因此，整个建筑物的总表面积AS 表达如下：
AS = 19,472 ft2 + 5,200 ft2 = 24,672 ft2 (1809 m2 + 483 m2 =2292 m2).
Step 5. 根据式4.2.2，计算所需的总泄爆面积Av ：
式中:
C = 0.17 psi 1/2 (0.045 bar 1/2) ，根据图4.2.2.2
AS = 24,672 ft2 (2292 m2)
Pred = 0.5 psi (0.0345 bar)
Step 6. 将这些取值代入得到：
Step 7. 应将总泄爆面积5932 ft2 (551 m2)均匀布置到建筑物的外表面上，而且不同部分之间按照表面积的比进行设置泄爆口的大小。
Step 8. Part 1的总泄爆面积为:
Step 9. Part 2的总泄爆面积为:
Step 10. 检查确定建筑物是否有足够的外表面进行泄爆。
Step 11. 在Part 1中，所需的泄爆面积 [4682 ft2 (435m2)]可以设置在该部分的前墙、背墙和侧墙上，也可以设置在顶棚上。
Step 12. 在Part 2中，所需的泄爆面积[1250 ft2 (116m2)]可以设置在该部分的前墙和侧墙上，也可以采用建筑物顶棚进行泄爆。
注：只有建筑物的外表面才可以用于设置泄爆口；不能将爆燃泄放到建筑物内的其它部分。
A.4.2.4.1.5 这种房间包括由不能承受预期压力的分隔物分开的相邻的房间。
A.4.2.5 可以通过增加Pred值，从而降低计算得到的泄爆面积 Av 。在本章范围内，所进行的设计不应使Pred值增大到0.1bar（1.5psi）以上。如果Pred值超过0.1bar（1.5psi），则应采用4.3中的方法进行设计。
也可以通过安装抗压墙的方法，从而将爆燃危险区域限制在内表面积AS较小的几何结构中，此时可以减小计算得到的泄爆面积Av 。新增设的墙体，其设计应该根据4.3进行。
如果大型试验表明可燃物质的常数C小于图4.2.2.2中所给出的值，此时可以减小计算得到的泄爆面积Av 。
也可以通过采用NFPA69《爆炸防护系统标准》中的其它防爆措施，从而可以避免采用这种泄爆防护措施。
A.4.2.6.1 爆燃泄压膜片应在尽可能低的Pstat下打开泄爆，而且当泄爆膜片承受外部风力等反向作用力时能保持正确的位置，从而防止泄爆膜片发生脱落。大多数情况下，取Pstat 值为0.001bar（0.14psi）是可以接受的。在有严重风暴的地区，泄爆膜片打开的压力采用0.015bar（0.21psi）。在很多情况下，应避免将泄爆口设置在建筑物的角落或屋檐下等位置，因为在这些位置存在较大的浮托力作用。在有飓风的地区，这些地区的建筑规程通常要求建筑物有较强的抗风载托升力。在这种情况下，应充分认识到7.2.6.1中Pstat 的取值范围，并采取增强建筑物内部结构单元强度的措施。
A.4.2.6.3 当泄爆膜片不能打开时，这种设计可以确保燃烧产物气体的流动不会受到任何阻碍。
A.4.2.6.4 当人员掉落在或斜靠在泄爆膜片上时，泄爆膜片可能打开。
A.4.2.6.6 可能发生如下情况，即可能由于布置有设备或与其它建筑物相邻，或者由于有人员存在，天花板或一个或多个墙面不能设置为泄爆口。
A.4.3.1 容腔包括加工容器、筒仓和其它加工设备。
A.4.3.2 某些基本原理对于气体、液雾和粉尘的爆燃泄压是通用的。这些原理包括了但不限于4.3.2中所讨论的内容。
在泄爆过程中达到的最大压力值Pred ，通常会超过泄爆装置打开时的压力；在某些情况下，Pred 值可能会比泄爆装置高出很多。泄爆过程中达到的最大压力值Pred 值受诸多因素的影响。
本节介绍了这些影响因数，并给出了确定泄爆过程中最大压力值的相关指南。
A.4.3.3.2 公式4.3.3.2可以通过在下列条件下进行的实验得到：
(1) 实验容器的容积： 2.4 m3, 10 m3, 25 m3, 和250 m3;实验容器的L/D 值约为1
(2) 初始压力：大气压
(3) Pstat: 0.1 bar ～0.5 bar
(4) 点火能量：10 J
(5) 点火时刻气体混合物处于静止状态
(6) 不会诱导湍流发生
A.4.3.3.3 公式4.3.3.3.1是基于下述考虑得到的：
(1) 当L/D值大于公式4.3.3.2适用的最大值时，火焰速度和Pred 值在这种长管道中迅速增加。
(2) KG 值较高的气体，在长管道中更容易发生火焰加速。
A.4.3.3.6.2 当M大于40 kg/m2 或 KG 大于130 bar-m/sec时，有必要进行实际的验证性爆炸实验，或采用NFPA69《爆炸系统防护标准》中的其它替代措施。
A.4.4 当采用泄爆管进行泄放时，需要增加安泄压面积。如果通过泄爆管进行泄爆，可能在泄爆管中形成二次爆炸，从而降低了泄爆口两侧的压差。附录H.1中的泄爆面积的计算公式和图表的适用条件是在无泄爆管的情况下将爆燃泄放到大气环境。
A.4.4.1 当泄爆管的断面积大于泄爆口的直径时，在泄爆过程中产生的压力Pred 值要比泄爆管断面与泄爆口面积相当时稍有增大[93]，但由于实验数据有限，这种效应难以做到定量的描述。
泄爆管应尽可能地直和短。泄爆管上的任何弯管都可能使泄爆过程中的压力发生剧烈的增大，而且这种增强很难准确预测。
需要注意的是，Pred 仍然表示爆燃泄压过程中产生的最大压力值，而P'red并不是实际压力值。
A.4.4.3 已采用长度为3m（10ft）和6m（20ft）的管道进行了实验，本文对未对长度大于6m（20ft）的管道进行分析和研究。
A.4.4.5 泄爆过程中从容腔内泄放出来的火焰与压力波对人员造成威胁，同时也可能造成其它设备的破坏。
A.4.4.5.1 如果泄爆容腔位于建筑物内，则应将其布置在靠近外墙的位置，这样可以尽可能地缩短泄爆管的长度。
A.7.4.6 如果泄爆管的断面大于泄爆口面积，则可能导致泄爆过程中产生的压力（Pred）高于泄爆管与泄爆口面积相当情况下的压力值[93]，但由于实验数据相对较少，这种效应难以做到定量化的预测。在7.5.1.5节中将会讨论泄爆膜片为铰链连接方式情况下泄爆管断面的特殊要求问题。
A.4.4.7 一般地，任何弯头都可能导致泄爆过程中形成的压力升高。
A.4.5 在许多工业容腔中，气相通常以湍流形式存在。例子之一就是将可燃气体空气混合物连续喂料到催化部分氧化反应器。通常这气体种混合物以高速湍流的形式经管道进入反应器的顶部。当气体进入反应器顶部后，由于流动断面的突然扩大，仍处于湍流状态。容腔内的相关部件也可能增强湍流。
如果气体系统初始处于湍流状态，则其爆燃速率增加[3,35]。在这种情况下，不能直接运用公式4.3.3.2 和4.3.3.3.1。研究发现，初始处于湍流状态的甲烷和丙烷呈现出很高的值。随着静止混合物相应取值的升高，由于湍流的影响越容易发生爆轰。特别地，如果某物质的爆燃速率接近于氢气的爆燃速率，则其在湍流状态下发生点火时，很容易发生爆轰现象。值得注意的是，泄爆具有阻止爆燃向爆轰转变的能力，但一旦已经完成向爆轰的转变后，则泄爆对爆轰效应的防护效果极为有限。当存在爆轰的可能性时，应考虑采用其它解决方法，例如NFPA69《爆炸防护系统标准》中所给出的相关防护措施。
A.4.6.3.1 另一方面，如果工艺压力发生偏离，则可能是工艺运行过程中的最大压力偏移值，也可能是泄压阀完全打开时的压力。
A.4.6.3.2 当初始压力高于正常值时，容腔泄爆可能导致泄放条件变得更为恶劣。
A.4.6.4 气体或粉尘泄爆过程中产生的火球对附近区域的人员造成威胁。当人员受火焰的直接作用时，具有烧伤的危险，而在火焰区之外的人员则可能受到火焰的辐射作用。火球产生的热通量、暴露时间以及与火球的距离是确定这种危险性的重要参数。
A.7.6.4.1 泄爆口的数量n是指泄放方向不同而且均匀布置在容腔周界上或沿容腔中心主轴方向布置的泄爆口数量。如果一个泄爆口上安装了多层的泄爆板，则不应看成是独立的泄爆口。
A.5.1.2 化学组成相同的粉尘，其 KSt 值也会由于粉尘的粒径、形状以及水分含量等物理性质不同而发生变化。因此，表中所给出的KSt 值只是例子，仅仅代表了特定的粉尘测试结果（见附录B）。如研磨等机械加工过程增加了粉尘的比表面积，通常使KSt 值增大。由产尘工艺产生的某粉尘，其KSt 值需要进行特定的实验加以确证。进行这种验证性的实验有多方面的原因。
A.5.2.3.1 传统的顶部喂料方式的储存容器、加料斗以及筒仓等，在实际过程中形成均匀的最易爆粉尘浓度的空间体积通常很小。而且这些容腔中湍流强度较高的区域通常仅限于容腔的顶部位置。
A.5.2.6.3 当粉体加工设备以切向进料时，可能在容腔内部形成一定的切向速度（如大多数旋风除尘器），也可能由于这些设备的内部部件产生切向速度（如有搅拌装置或锤磨机构等）。在切向进料的情况下， vtan_max = Qair/Ain ，其中Qair 是切向进口处的空气流率（m3/s）。当设备带有旋转的内部部件时：
(A.5.2.6.3)
式中：
N = 运动部件每分钟旋转周数
r = 最大的运动部件的半径（m）
当切向流动是由于静止的导向板或类似的内部部件产生时，vtan_max的确定相对较复杂，因此需要进行专业的分析和实际测试。
A.5.2.6.7 采用20 m/sec 和 56 m/sec两种速度将泄爆面积应满足的要求区别开，而这两种速度是在用系列实验数据以及图A.5.2.6.7中Tamanini[103]的研究结果来推导公式5.2.2（一般泄爆面积公式）时建立起来的。这些数据和研究结果给出如图A.5.2.6.7，表示了有效KSt 值随泄爆容腔内湍流速度的均方根（rms）的变化情况。图中所给出的数值是根据NFPA68中的诺莫图计算得到的KSt 值得到的，这些诺莫图是当压力上升达到20%～80%最大压力值时，以时平均湍流强度绘制出的。因此，有效均方根（rms）湍流速度是设备运行过程中空气平均速度的10%。因此，在确定采用泄爆面积的大小时，大多是用户可以计算得到该平均速度。
速度20 m/sec 和56 m/sec是在计算有效KSt 时确定的，在计算过程中，要求KSt 时与Av , V和Pred值（Tamanini针对玉米粉尘的实验数据，在公式5.2.2中其rms湍流强度约为2m/sec，当rms速度较高时，由图A.5.2.6.7中KSt 与rms速度之间的公式确定）具有一致性。
A.5.2.6.8 通常是在二次粉尘爆炸事故会造成具有破坏性的爆炸，在发生二次爆炸时，其初始扰动或较弱的点火源就可能形成很好的局部湍流，在形成粉尘云后立即发生点火。为提供足够的泄爆面积从而防止建筑物破坏以及防止造成人员伤亡，对建筑物而言，较高的湍流修正系数应取为1.7。
A.5.2.7 当M 大于40 kg/m2 或 KSt > 250 barm/sec时，参看相关资料。
A.5.3 在某些工艺设备和建筑物中，粉尘浓度仅限于整个容腔体积的某些局部区域。
A.5.3.2 图A.5.3.2 表示了部分体积公式的适用范围。当归一化处理后的降低压力值较低时，泄压比趋近于充填比的1/6次方。当充填比趋近于时，泄压比和基本泄爆面积都趋近于零。对于如何确定工艺设备容器和建筑物中的充填比，5.3.3和5.3.4小节分别给出了相关指南。
A.5.3.3 对喷雾干燥器，其充填比与干燥器的设计有关。在采用锥形干燥器顶部加载方式且无干燥产品的循环情况下，实际测量表明：仅在干燥器的底部存在一定的干燥粉尘浓度，典型地，干燥器底部的空间体积约为整个干燥器体积的20%～35%。
图A.5.2.6.7 在FRMAC 2250ft3实验容器中泄爆实验得到的爆炸猛度
图A.5.3.2 部分体积时，泄爆面积的减小。
工艺设备例子. 一个100m3的喷雾干燥器，其长径比为1.8，在干燥器的工作温度下，所加工物料的Pmax 为 10 bar ，KSt 值为100 bar-m/sec。爆燃泄压设计的基础参数为Pred＝0.50 bar ，Pstat = 0.10 bar。干燥设备制造商提供并经主管机构审核批准的设备测试结果表明，干燥过程中干燥物料仅限于干燥器的锥形底部区域，该区域的体积为33.3 m3。因此，Xr = 0.3333，且有= 0.50/10 = 0.050.
Step1.利用公式5.2.2，
Step 2. 在该实际运用例子中，部分体积的泄压面积如下：
Step 3. 因此，在干燥器的锥形底部应安装泄爆面积至少为1.16m2的泄爆板。
A.5.5 该公式中的流动阻力系数K是在给定管道流动速度U的情况下，根据容腔到管道出口的静态压力降低⊿P定义的：
参考手册的另一个约定是根据总压降或另一个速度尺度来定义系数K。
用户应确保计算过程中所采用的损失系数与泄爆管计算中所采用的K的定义是一致的。其它相关信息见Ural[115]。
该方程具有非线性，对给定的Pred 值，给定输入参数的条件下可能得到两个可能的泄爆面积的解。两者之中，较低的泄爆面积值是有意义的解，而较大值是方程形式上的虚解。对于Pred 和泄爆管道长度的组合，可能得到的泄爆面积太小，因而无法得到实用的解。这种情况下，可以改变Pred 或泄爆管的长度，从而使解收敛到正确值。如果所得到的解仍不能满足要求，则可以根据NFPA69《爆炸防护系统标准》采用其它替代的防护措施。
当泄爆面积增大时，存在一个最低的Pred 值，超过该值时，解无意义。这种情况发生在泄爆管道的体积超过容器体积的某一百分比时。在求解方程时，Avf 采用如下限制条件，通常可以得到较小的根：
对下面的输入参数，图 A.5.5(a)给出了可能的解：
V = 500 m3
Pmax = 8.5 bar
KSt = 150 bar-m/sec
Pstat = 0.05 bar
Pred = 0.5 bar
容器 L/D = 4
= 0.26 mm
直管道、无弯头和管道配件或防雨罩。
图A.5.5(a) Av 与管道长度的关系
例题.见图 A.5.5(b).
给出例子条件如下：
(1) 容腔容积V = 25 (m3)
(2) 容腔 L/D = 4
(3) 泄爆口直径 Dv = 1.5 (m)
(4) 泄爆管直径 Dh = 1.5 (m)
(5) Av = 1.77 (m2)
(6) Pstat = 0.25 (bar-g)
(7) KSt = 200 (bar-m/s)
(8) Pmax = 8 (bar)
(9) 泄爆管长度=12 (m)
(10) 泄爆管有效粗燥度= 0.26 (mm)
(11) 弯头= 2 × 90°
(12) 弯头流动阻力系数= 2 × 1.2 = 2.4
(13)防雨罩流动阻力系数 = 0.75
计算 Pred .
在5.5节中，所给出的方程的形式便于在允许的Pred 值的基础上计算泄爆面，在本例中，方程的形式则是给定泄爆面积的情况下如何确定相应的Pred 值。一般情况下，这种计算需要进行迭代计算。所提供的输入参数只是用于计算方法的演示。关于如何进行选择的相关讨论，详见Ural [115]。
图 A.5.5(b) 泄爆管安装例子.
解:
(1) 计算所考虑问题的摩擦系数。
对实际过程中的所有泄爆管道，其雷诺数较大，因此假设流动为充分完全发展的湍流成立。在该流动区域，摩擦系数只是管道内壁面有效粗燥度与管径之比的函数。因此可以采用Colebrook方程这种简化形式计算管道摩擦系数。
(A.5.5a)
光滑管道与洁净的钢制管道的有效粗燥度的典型值，分别为0.0015 mm和0.046 mm。认识到所用管道可能受燃烧过程的反复作用发生锈蚀，因此，假设取＝0.26mm。
根据公式A.5.5a， fD = 0.013:
因而有：，且有：
(A.5.5b)
式中：
Kinlet = 1.5
Kelbows = 2.4
Kexit = 0.75
K = 4.757
(2) 假设一个Pred 值= 1 bar-g。采用迭代求解，求解过程中采用计算得到的Pred 替代假设值，直到假设值和计算值误差满足要求为止，通常可以认为当迭代误差小于1%时的解具有收敛性。
(3) 根据公式5.2.2：
(A.5.5c)
（3） 根据公式5.2.3
(A.5.5d)
（4） 根据公式5.5.1（b），采用预定的泄爆面积1.77 m2，
(A.5.5e)
（5） 根据公式5.5.1（c），利用安装的泄爆面积1.77 m2,
(A.5.5f)
（6） 根据公式5.5.1（a），以及Av4 等于Av1,，假定湍流作用、惯性大小和空间体积不会发生增大
(A.5.5g)
（8）由于Avf的计算与安装的泄爆面积不相等，返回第2步，改变Pred值，直到在第7步中计算得到的Avf等于规定的泄爆面积1.77 m2，停止计算。
当Pred = 3.52 barg时，这种试错迭代计算过程（或者通过Excel的goal seek功能计算）满足第8步的要求。
（9）根据公式5.5.10及其适用条件，公式A.5.5h和A.5.5i表明本例情况没有发生DDT过程的可能性：
(A.5.5h)
(A.5.5i)
因为Lduct = 12 m，Leff = min [12, 63] = 12 m ≤55 m
因此不可能发生DDT过程。
A.5.6.1.1 对利用安装在容腔侧壁上的泄爆膜片完成的爆燃泄压，容腔应在壁面附近靠近顶部的区域均匀布置。
A.5.6.3 在这种情况下，设计和运行条件（内部和外部压力、风载和雪载）可能造成屋顶质量密度超过爆燃泄压膜片规定的强度。
A.5.8 如果发生的是粉尘爆燃，则粉尘量可能远多于氧化剂完全消耗时所能反应的粉尘量。在泄爆发生时，大量的未燃粉尘从泄爆口泄放出来，由于这些粉尘与周围环境中的空气混合，因此会持续燃烧。因此，形成向上下方向扩展的很大很长的燃烧粉尘火球。这种火球的平均表面发射率随粉尘的种类不同而存在很大的差异，例如金属粉尘要比农业粉尘的发射率高得多[113]。对此，可以参看A.4.6.4.1。
A.5.8.2 如果泄爆时物料从泄爆口由水平方向泄放，则可以得到火球在水平方向上的长度。需要引起高度重视的是，这种火球实际上可能同时向下和向上扩展[91,108]。在某些爆燃情形下，浮力效应可使火球上升超过规定的高度。
A.5.8.3 气体爆燃泄压时外部压力效应的估算方法已经由计算流体动力学模型进行了验证。T. Forcier和R. Zalosh [117]给出了其它情形和其它位置外部压力的估算方法。
A.5.9 即使能够完全阻止火焰和燃烧粒子，在靠近泄爆口周围附近区域仍然可能受到超压和辐射的作用。由于对周围压力作用的增加，室内泄爆对安装有设备的房屋建筑有一定的影响[111]。
A.5.10 设备的几个独立的部分如果相互连接，则具有特殊的危险性。典型的情况是，两个容腔通过一个管道相连。当在一个容腔内发生点火时，会在第二容器内产生两种效应。第一个容腔内产生的压力是该容腔内的气体通过连接管道进入到第二个容腔，从而导致第二个容腔内的压力和湍流强度升高。当第一个容腔内形成的火焰也通过连接管道传播进入第二个容腔时，即形成很强的点火源。整个过程产生的效应与容腔与连接管道的相对尺寸有关。Bartknecht对此进行了深入的研究，发现这种压力和湍流增强效应非常明显。即使管道内部自身形成的压力也很高，特别是当发生爆燃向爆轰转变的情况下。如果两个容腔之间的这种管道连接是必需的，则应考虑采用隔爆装置或者对连接管道进行泄爆。如果不能成功隔爆或泄爆，则根据本标准规定设计的泄爆面积可能不能满足泄爆要求，因此在这种情况下，容腔内的压力上升速率可以达到很高的值[58, 66]。
如果粉尘爆燃从一个容腔传播进入另一个通过管道相连的容腔时，根据公式5.2.2和5.2.3计算得到的泄爆面积可能不能满足要求[98]。湍流强度的增大、压力叠加以及火焰射流点火会导致爆燃猛度的增大，从而使爆燃压力升高，这种爆燃压力大于公式5.2.2和5.2.3中计算泄爆面积时用用到的爆燃压力。
A.5.10.1 内径大于0.3m（1ft）或长度超过6m（20ft）连接的管道不适用于本标准。可以根据本标准第九章和NFPA69《爆炸防护系统标准》寻求替代的爆炸防护措施。
A.6.1 关于管道的爆燃泄压设计方面，几乎没有公开发表的较为系统的测试研究工作。本章的相关指南是依据Bartknecht [3, 68–76, 105, 106]的研究工作提出的。
由于存在以下因素的影响，管道爆燃泄压的设计与普通容器和容腔的爆燃泄压设计存在区别。这些因素包括：
(1) 大长径比（L/D）管道中发生的爆燃可能发生爆燃向爆轰的转变，随着L/D值的增加，火焰加速越快，其形成的压力也越高。
(2) 管道中通常安装有如阀门、弯头、管道配件或障碍物等。这些装置会产生湍流并导致火焰阵面发生褶皱拉伸，从而增强了火焰加速，产生更高的压力。
(3) 最先在容腔内发生的爆燃会对管道内的可燃物料形成预压，同时这种爆燃对管道内的物料来讲是一种很强的火焰阵面型的点火源。上述两种因素都会增强爆燃的猛烈程度，同时也增大了发生爆轰的可能性。
当不能根据本章的相关规定提供泄爆，则可以采用下面两种替代措施：
（1） 应采用NFPA69《爆炸防护系统标准》中给出的爆炸预防措施
（2） 将管道设计成能承受爆轰作用，并采用隔爆装置保护与管道连接的容器。对St-1级粉尘而言，管道的设计压力确定为10bar是可以接受的。
A.6.2 例子. 对图A.6.2所示系统中的管道应采用泄爆措施。通过该系统的气体流量为100m3/min (3500 ft3/min)，所有管道的直径均为0.6m（2ft）。管道和设备的最大许用压力为0.2bar（3psi），系统的最大工作压力为0.05bar（0.73psi）。系统处理的粉尘为St-2级。而且还可以假设干燥器和除尘器上布置有足够的泄爆口。
如6.2.4的建议，A应位于距离干燥器出口两倍泄爆口直径与第一个弯头上游不超过三倍泄爆口直径的范围内。6.2.5建议，B和C应位于距离第一个弯头的上游和下游三倍泄爆口直径的区域。根据6.2.4，F应大致位于距离除尘器进口上游两倍泄爆口直径处。
在20m（60ft）的断面处，需设置额外的泄爆口。100 m3/min的气体流量对应的气流速度为6 m/sec (20 ft/sec)。因此，应采用图6.3.1。根据图6.3.1，泄爆口的设置间距不应超过11倍泄爆口直径，或间距约为6.5m（21ft）。泄爆口C和F之间的距离为17.2m（56ft）。
图A.6.2 例图
因此，将其它两个泄爆口（D和F）大致等间距布置可以满足要求。
在每一个泄爆口处，其中泄爆面积应至少等于管道的断面积。这样Pred 的取值为0.2bar（3psi）。泄爆膜片打开时的压力不应超过Pred 值的一半，也即不超过0.1bar（1.5psi）。
A.6.2.4 见A.6.2中的例子。
A.6.2.9.2 火炬烟囱的直径为0.4m（1.3ft）高度为40m（130ft），在烟囱的底部安装有水封。当燃烧性质与丙烷相似的燃料空气混合物点燃后，为防止其产生较高的压力，其设计压力为多少？
核定烟囱的最大许用强度。根据图6.2.10.1，烟囱的L/D值最大值允许为28。而该烟囱的L/D值达到100。因此，应将该烟囱设计为能承受爆轰作用，或者采用其它方法进行防护。
爆燃向爆轰转变所需的距离可以用长径比来表示（即爆轰所需的L/D）。发生爆燃向爆轰转变所需的L/D值与点火源的强度、可燃物料的种类以及管道系统的几何形状、管壁的粗糙度以及管内的初始条件等因素有关。
A.6.2.10.1 图6.2.10.1中标注为“KSt＞200的粉尘”的曲线针对的是汽油蒸气爆燃（Bjorklund 和Ryason [75]）。图6.2.10.1中标注为“丙烷以及KSt > 200的粉尘”的曲线是利用汽油蒸气数据将(L/D)max值降低50%后得到的[75]。因此，在制定本标准时，在对这些数据的修正过程中进行了相应的工程判断，从而可以用于粉尘和气体。
如果管道的长度大于图6.2.10.1所给出的L/D值，因此，设置单个泄爆口不能满足泄爆面积的要求（见6.3节）。针对典型的曲率半径较大的弯管系统，图6.2.10.1考虑了一定的安全系数。尽管很少有输运管道是光滑直管，但在大多数情况下，仍然可以运用图6.2.10.1的数据。但并不适用于输运管道上有节流孔板或有折转型弯管的情形。
A.6.2.10.2.2.1 如果干燥器所处理粉尘的KSt 为190，干燥器的直径为2m（6.6ft）长度为20m（65.6ft），当其设计一个泄爆口时，在泄爆过程中，干燥器内部的压力为多少？
(1) 最大许用强度。根据图6.2.10.1，允许采用的L/D值约为25。干燥器的L/D值为10，因此可接受。
(2) 最大压力。根据图6.2.10.2.2.1，对于给定的粉尘爆燃，干燥器设备内部产生的压力约为0.5bar（7.3psi）。因此，该设备的设计压力至少为0.5bar。
A.6.3 拟采用泄爆措施对直径为1m（3.3ft）长度为100m（330ft）的直管道进行防护。管道内含有的碳氢物质空气混合物，其燃烧特性与丙烷相近。为了能将爆燃压力降低到0.17bar（2.5psi），这里泄爆口的打开压力设计为0.05bar（0.73psi），必须确定泄爆口的布置间距。图6.3.1规定泄爆口的布置间距不能超过7.6m（25ft）。为满足要求，可以在管道的两端设置泄爆口。另外13个泄爆口沿管道均匀布置。
A.7.1 安装有固定式百叶窗的开口可以看成是常开式泄爆口。但百叶窗的构造会导致这种泄爆口受到部分阻碍，因此降低了泄爆面积的净自由面积。百叶窗的阻碍作用降低了通过泄爆口时的气体流动速率，因此使泄爆口两侧的压差增大。
A.7.3.2 目前已有经过特殊设计的可以在较低的机械应力作用下打开的紧固件。
A.7.3.2.2 安装在建筑物上或其他大型低强度容腔上的大型泄压板不能以整体方式进行测试。
A.7.4 当泄爆板为双层型时（如具有隔热性质的夹心泄爆板），不能采用单层金属泄爆板的固定系统。图A.10.4(a)中所示的固定系统应用于双层泄爆板。泄爆板的面积应不超过3.1 m2 (33 ft2)，其质量不超过12.2 kg/m2 (2.5 lb/ft2)。应采用煅焊式环首螺栓。也可以采用如下方法，即采用U型螺栓代替煅焊式环首螺栓。应安装有故障防护功能的缓冲板。
当采用尺寸较大的轻质泄爆板时，通常有必要对泄爆板进行固定和夹持，以确保其不会产生抛射危险。如图A.7.4（b）所示是一种固定和夹持方法，这种固定夹持方法特别适于传统的单层金属泄爆板。这种系统的关键特征包括一个宽为50mm（2in）、10个条状垫圈。条状垫圈的长度等于泄爆板的宽度（小于50mm，即2in），而且不超过泄爆的任一重叠部分。条状垫圈与泄爆板应作为一个整体采用不少于3个直径为10mm（3/8in）的贯穿螺栓将其固定到建筑物的框架结构上。
所给出的固定夹持技术必须根据实际运用情况加以考虑，前面所介绍的固定夹持方法只适于所介绍的实际例子。针对每一种实际情况都必须进行相应的固定和夹持设计方案。任何泄爆板的固定夹持技术都应由设计人员编写相应的技术文档。如果不对泄爆板采取任何固定夹持措施，会使相应的泄爆面积降低。泄爆板的固定夹持装置可能发生变形从而阻碍泄爆板完全打开达到所需的泄爆面积。双层泄爆板的刚性要远高于单层泄爆板。塑性铰链的形成过程要慢得多，而且泄爆板的旋转可能不充分。在发生爆燃的情况下，这两个因素可能导致延迟或阻碍了泄爆过程。
实际测试表明，图A.7.4（a）中所给出的配件尺寸适用于质量高达12.2 kg/m2 (2.5 lb/ft2)的单层金属泄爆板面积高达3.1m2（33ft2）的情况。
图A.7.4(a) 适于双层绝热金属泄爆板的固定安装例子。
图A.7.4(b) 适用于双层金属泄爆板的固定夹持系统例子
采用少于三根绳状固定装置的试验中，某些情况下导致了绳结从绳状固定装置中滑脱，因此泄爆板可能发生自由抛射。
缓冲板是厚度较大的L形状片状钢制板，与钢绳铰链相连。在泄爆过程中，缓冲板在L型钢片的拐角处形成一个塑性铰链，而L型的突出部分发生旋转，从而使泄爆板从结构物上脱落出来。这种选装提供了一定的距离空间和时间，在这段时间内，泄爆板的运动发生减速，同泄爆板的部分动能被消耗。
A.7.5.1 采用弹簧压紧、电磁或摩擦式锁紧装置保持关闭状态的泄爆膜片通常用于这种形式的保护。
A.7.5.1.1 连接在铰链式泄爆膜片上的铰链，应能抵抗可能受到的作用力。如果铰链强度较低，或者连接强度较低，或者铰链连接到的结构物的强度较低，则泄爆膜片在泄爆过程中可能发生脱落，形成抛射危险。
A.7.5.1.2 如果这类设备的外壳、滚筒或容腔发生旋转、回转或振动，则难于采取泄爆防护措施。
A.7.5.1.6 如果容腔结构强度较高，泄爆膜片在完成泄爆后能迅速关闭。这会导致容腔内部形成部分真空，从而导致容腔发生内凹变形。
图7.5.1.6表示的是真空泄压面积（是容腔尺寸的函数），真空泄压面积的设置目的是防止泄爆时造成容腔内的真空超过其真空抵抗能力（mbar量级）。
A.7.5.2 爆破膜可以设计成圆形、方形、矩形或其它形状，但要适合安装空间并能提供有效的泄压面积 (见图A.7.5.2.)。
图A.7.5.2 典型的爆破膜
图A.7.6 具有阻火和防止火花粒子的泄爆系统例子
某些材料制作的爆破膜可能发生外鼓、或者从安装架上脱落，或者随机打开，从而使泄爆开口在初始破膜时发生部分阻挡。尽管这种阻碍具有临时性和短暂性，但气体或粉尘爆燃泄压过程中延迟几毫秒的时间就可能造成设备遭到严重破坏，因为这种爆燃具有很高的压力上升速率。
A.7.6.3用户与泄爆装置制造商密切合作是非常必要的，这样可以确保生产出可以考虑到所有参数的安全可靠的泄爆装置。
A.8.4.2 检查频率取决于装置所在的环境和运行条件。工艺或设备使用情况的变更可能导致这些条件发生重大变化，如腐蚀严重度的变化或更容易积聚粉尘或散落的碎片物质，这些都会导致检查频率的加大。建议没经历一个工艺维护周期都应作一次检查。当发生可能对泄爆膜片的运用和泄放通道造成负面影响的自然事件（如飓风或冰雪积聚等）发生之后，也需进行检查。
A.8.5 泄爆膜片的设计参数包括以下各项：
(1)制造商
(2) 型号
(3) 产品编号
(4) 安装场所
(5) 尺寸
(6) 类型
(7) 开启压力
(8) 泄爆板重量
(9) 制作材料
A.8.8.2 建议对变更对人员生命安全保障系统和设备供应商进行评审。
附录B 爆燃基础
B.1概述
B.1.1 发生爆燃的基本条件。爆燃发生需要满足以下必要条件：
（1）燃料浓度在可燃范围内
（2）氧化剂浓度足以支持燃烧
（3）存在点火源
B.1.2 爆燃压力
B.1.2.1 密闭容积V中的爆燃压力P 与温度T和物质的量n由下述理想气体状态方程关联：
P=nRT/V (B.1.2.1)
式中:R = 通用气体常数
B.1.2.2 最大爆燃压力Pmax 和压力上升速率dP/dt通过在一定范围燃料浓度内测定（见附录C）。 最常见的燃料的Pmax值为6-10倍点火时刻的初始压力值。
B.1.2.3 (dP/dt)max 的值是指特定燃料浓度下（称为最佳浓度，见图B.1.2.3中的例子）下的值。
图B.1.2.3 爆燃压力与爆燃指数随粉尘浓度的变化（参[51]）。
B.1.2.4 根据KSt 值，可以将粉尘划分为三中危险等级 (St-1, St-2, 和St-3)。不同的危险等级表示粉尘的相对爆炸性强弱和粉尘爆燃泄压尺寸的要求，如表B.1.2.4所示。
B.1.2.5 燃烧速度和火焰速度。
B.1.2.5.1 燃烧速度是火焰相对火焰前方未燃烧气体的传播速度。基本燃烧速度Su 是指在给定未燃气体的组成、温度和压力条件下的层流火焰速度。已有许多气体的 Su 的测定值，并发表在各种文献中 (见附录D)。
表B.1.2.4 粉尘爆燃的危险等级
危险等级
St-1
200
10
St-2
201—300
10
St-3
＞300
12
注：1、图H.2（a）到图H.2（k）适用于KSt 的上限值800。2、KSt 值的例子参见附录F。3、KSt 和 Pmax 可在根据ASTME1226《可燃粉尘爆炸压力和压力上升速率的测定方法》，在容积不低于20L的球形试验容器中近似确定。
B.1.2.5.2 火焰速度Sf 是火焰阵面相对于固定参考点的速度。火焰速度的最小值等于基本燃烧速度乘以膨胀系数，膨胀系数等于未燃气体的密度与已燃气体的密闭比。
B.2 燃料
B.2.1 概述 任何在氧化介质中能发生快速反应且放出热量的物质可以划分为燃料。燃料可以以气态、液态和固态形式存在。和气体燃料一样，可以弥散在空气中形成细雾液体燃料，以及可以弥散在空气中形成粉尘的固体燃料和杂混物具有爆燃危险。
B.2.2 浓度 空气中气体燃料浓度通常用体积百分数(vol %)或摩尔分数 (mol %)表示。弥散粉尘和液雾的浓度通常用单位体积质量来表示，如g/m3。
B.2.3 可燃气体
B.2.3.1 空气中可燃气体，当其浓度低于和高于某一浓度值时不能发生燃烧。这种浓度值即可燃极限，包括可燃下限LFL和可燃上限UFL。当燃料浓度处于可燃浓度极限内时，才可能发生点火和火焰传播。当混合物的浓度处于这些浓度极限以外时，由于点火释放出的能量不足以将点火源周围的未燃气体加热到其点火温度，因而点火不能成功。可燃下限和可燃上限可以由实验测定得到，测定值与测定方法有关。可以通过公开发表的文献得到各种燃料的可燃极限。
进一步的信息，可以参看NFPA 325《可燃液体、气体和挥发性固体物质的火灾危险性》。
B.2.3.2 能观测到爆燃时的最大压力Pmax 和最大压力上升速率(dP/dt)max 的混合物组成通常在混合物化学计量浓度附近靠近富燃侧。值得注意的是测得最大压力上升速率和最大压力Pmax 的浓度可能不同。
B.2.4可燃粉尘
B.2.4.1 直径小于420 μm的固体粒子（能通过美国40号标准筛）可以划分为粉尘。可以用粒径分布来表征粉尘粒子的细度。最大压力和KSt 随粉尘粒径减小而增大，如图B.2.4.1所示。
图B.2.4.1 粉尘粒径对最大压力和最大压力上升速率的影响[3]。
B.2.4.2粒子尺寸
B.2.4.2.1 粉尘粒子尺寸可由于处理和加工过程中的摩擦或颗粒偏析作用而减小。对粉尘的这些处理和加工过程可导致物料的平均颗粒直径逐渐减小，从而增强其发生爆燃的危险性。最低点火能量与颗粒尺寸有很大的关系[1]。图B.2.4.2.1表示了这种效应。
B.2.4.2.2 弥散在气态氧化剂中的可燃粉尘在遇到点火源时并不总是能发生爆燃。混合物传播爆燃的能力与固体粒子的粒径、挥发份含量和水分含量有关。
B.2.4.3 大多数粉尘云火焰传播的主要机理是被加热到蒸发或热解温度的粒子释放出的可燃气体燃烧。部分粉尘可以通过粒子表面的直接氧化传播火焰。因此，粉尘的物理和化学结构与粉尘空气悬浮物的火焰传播方式有直接的关系。
B.2.4.4 最低粉尘云浓度（通常称为可燃下限LFL）和最低可爆浓度MEC是指能维持火焰传播的最低粉尘浓度。粉尘的LFL与粉尘的构成和粒径分布有关。爆燃过程中，粒径较大的粉尘粒子参与爆燃的效能较低。
B.2.4.5 加工区域积聚在表面上的可燃粉尘受突然气流运动或机械扰动可能形成悬浮粉尘。粉尘可能通过破损的滤尘单元。这种情况下，这些悬浮粉尘可能在通常不存在粉尘的区域达到可燃浓度。
图4.3.4.2.1 典型的农业粉尘颗粒平均直径对最低点火能量的影响(Unpublished data courtesy of U.S. Mine Safety and Health Administration.)
B.2.4.6 依据大多数实际情况，可燃粉尘云浓度不能高于可燃上限，这是由粉尘云火焰传播机理决定的。因此，通常不能采用形成较高的粉尘云浓度的方法来防止发生爆燃。
B.2.4.7 粉尘的燃烧特性与粉尘的化学物理性质有关。在应用公开发表的粉尘可燃性数据进行泄压设计时，如果所加工的粉尘平均粒径小于相关粉尘的平均粒径，或者粉尘的其他燃烧特性与之不同时，可能造成泄压设计不够充分。粉尘粒子形状也是粉尘爆燃特性中需要考虑的因素。粉尘颗粒的燃烧特性应经过试验确定（见C.5）。
粉尘粒子的形状和尺寸分布受工艺过程中最初形成粉尘时的机械作用的影响。其中一个例子就是使苯乙烯聚合物（溶于水中）处于悬浮状态而形成的聚合物粉尘，这些粉尘粒子的形状为球形（看起来为小球型）。聚苯乙烯块料放入锤磨磨制聚苯乙烯粉尘时，得到的粉尘具有许多尖锐的棱角和尖峰。即使两种粒子（将聚合物悬浮形成粉尘和锤磨制粉），其尺寸分布相似，但这两种粉尘样品的KSt 值不同。球形粒子的压力上升速率要低于锤磨制成的粉尘。
在泄压设计过程中，对某工艺过程，可以采用采用与之相似的工艺设计时所采用的KSt 值，但如果所加工物料的颗粒形状存在很大差别时，则要求对这些粉尘物料的KSt 值进行重新实验验证。
B.2.5 杂混物
B.2.5.1 粉尘空气混合物存在可燃气体时，降低了视在可燃下限与点火能量。这种效应可能很大，甚至当可燃气体和粉尘浓度分别低于相应的可燃下限时，也可能发生这种效应。因此，对于特定的混合物，必须仔细评估其点火特性和爆燃特性（见图B.2.5.1）。
B.2.5.2 已经知道，在通常爆燃危险性很低的粉尘云中引入可燃气体可形成具有较高最大压力Pmax 和最大压力上升速率(dP/dt)max 的杂混物。这种现象的例子之一即是空气中的聚氯乙烯粉尘（见图B.2.5.2）。
图B.2.5.1 杂混物的最低MIE与丙烷浓度的关系。
图B.2.5.2 聚氯乙烯和甲烷气体空气杂混物的爆燃数据 [4]。
B.2.5.3 工业加工过程中可能形成杂混物的情形包括流化床干燥器在对溶剂进行干燥、可燃粉尘吸附可燃溶剂和聚合物释放出的单体蒸汽、以及煤加工工艺等。
B.2.6 液雾 易燃或可燃性液体形成的液雾具有与粉尘类似的爆燃特性。悬浮液雾的可燃下限随液滴直径变化，其变化方式与粉尘粒径对粉尘的情况相同。由于液滴的悬浮、凝聚和沉降，液雾爆燃特性的确定过程十分复杂。碳氢物质液雾的LFL典型值在40 g/m3 ～50g/m3之间，近似等于可燃碳氢气体在室温空气中的LFL。可燃液体形成的液雾能在远低于液体闪点的初始温度下发生点燃。可燃液体形成的液雾可以在低于闪点的温度发生点火 [62-65]。
B.3 氧化剂
B.3.1 爆燃所需的氧化剂通常是空气中的氧气。当氧浓度大于21%时，倾向于增大基本燃烧速度和向爆轰转变的可能性。反之，当氧浓度低于21%时，则倾向于降低燃烧速率。大多数燃料都存在极限氧浓度，当氧浓度低于该极限值时不能发生燃烧。
B.3.2 除氧气外，其他物质也可以作为氧化剂。尽管认识到爆燃可能涉及到各种不同的燃料和氧化剂（如氧气、氯气、氮氧化合物和其他物质等）之间的反应，但除非特别加以说明，本指南仅限于正常环境空气中含有的氧化介质的情况，正常环境下空气中氧气的体积百分数为21%。
B.4 惰性物质
B.4.1 惰性气体 可以采用惰性气体降低氧浓度。
B.4.2 惰性粉尘
B.4.2.1 惰性粉尘可以通过吸热用于降低粉尘的可燃性。在可燃粉尘/氧化剂混合物中加入惰性粉尘可以降低最大压力上升速率，提高可燃粉尘点火所需的最低浓度。见图B.4.2.1是惰性粉尘作用的例子。为防止爆燃发生，需要加入大量的惰性粉尘；惰性粉尘的浓度需达到40%—90%。
B.4.2.2 一些浓度较低的惰性粉尘（如二氧化硅粉尘）可能不能达到防止爆燃发生的作用，因为这些惰性粉尘的加入提高了可燃粉尘的飞扬性能。
图B.4.2.1 加入惰性粉尘对粉尘空气混合物爆燃的影响[109]。
B.5 点火源。 部分点火源包括电气火花（如电弧、电火花和静电放电火花）、机械火花（如摩擦火花、研磨火花和碰撞火花）、热表面（如过热轴承）和火焰（焊接火炬等）。
B.5.1 衡量气体、粉尘或杂混物点燃容易程度的指标是这些可燃物质的最低点火能量MIE。气体的最低点火能量一般小于1mJ，粉尘的最低点火能量通常低于100mJ。气体和粉尘云的最低点火能量可参看文献
[7,17,90,92]。
B.5.2 如火花或火焰等点火源可以从一个容腔穿行进入另一个容腔。摩擦火花（即炽热发光粒子）可以穿行较长的距离点燃其飞行途中的可燃混合物。类似地，对如火焰射流等强点火源需加以特殊考虑。如果一个点火源在容腔中形成的火焰进入到另外一个容腔时，可以形成非常强的点火源。点火源能量的增加可以使爆燃过程中的最大压力上升速率增大。
B.5.3 容腔内点火源的位置能影响压力上升速率。在球形容腔的情况下，容腔中心点火时，压力上升速率达到最大值。在加长容腔的情况下，靠近容器无泄压端附近的点火源点燃所能达到的压力上升速率比中心点火时的压力上升速率高。
B.5.4 多个点火源同时点火使爆燃增强，从而使dP/dt增大。
B.6 初始温度和压力的影响。 在密闭容器中，对给定初始温度下的燃料/氧化剂混合物，其初始绝对压力的任何变化都会导致混合物爆燃产生的最大压力成比例的变化。反之，对给定初始压力的混合物，其初始绝对温度的变化都会导致所达到的最大压力呈现相反趋势的变化（见图B.6）。在低温下的气云爆炸，这种效应经常发生。
图B.6 化学计量浓度附近的甲烷空气混合物在三种初始压力P0下，初始温度对最大爆燃压力的影响 [19]。
B.7 湍流作用
B.7.1 湍流引起火焰褶皱，使作用于未燃物料的火焰面积增加，从而导致火焰速度增加。
B.7.2 如果密闭容器中的燃料/氧化剂混合物初始处于静止状态，容器中初始湍流导致压力上升速率增大，其产生的最大压力也略有增加。湍流导致所需的泄压面积增加。图B.7.2表示湍流和燃料浓度的这种作用。
B.7.3 在爆燃过程中，气体和粉尘流动通过容腔内的障碍物时也会产生湍流。在如管道等加长容腔中，湍流的产生得以增强，火焰速度达到很高的值，引起爆燃向爆轰的转变。在泄压过程中，由于未燃气体流动通过泄压开口，可能在容腔内部和外部产生湍流。
图 B.7.2 甲烷空气混合物中湍流对最大压力和压力上升速率的影响(来源于[20]和[21])。
附录H 其它泄爆方法
H.1 气体. 也可以根据公式4.3.3.2和4.3.3.3.1得到的图H.1(a)～图H.1(g)来确定泄爆面积。允许将这些图作为确定泄爆面积的主要方法，也可以用来校验根据两个方程计算得到泄爆面积。
H.1.1到H.1.4中给出了如何运用图H.1（a）～图H.1（g）确定泄爆面积的方法和例子。
H.1.1 因子A. 根据恰当的Pstat 选图[图H.1(a)到图H.1(c)]。根据KG值从图的底端向上作垂线与Pred 相交，
图H.1(a)气体泄爆面积; Pstat = 0.1 bar.
图 H.1(b) 气体泄爆面积; Pstat = 0.2 bar.
图H.1(c) 气体泄爆面积； Pstat = 0.5 bar.
图H.1(d) 长型容器修正；气体因子B。
图 H.1(e) 体积修正；气体因子B (0 m3–10 m3)
图H.1(f)体积修正；气体因子C(10 m3– 100 m3).
图 H.1(g) 体积修正；气体因子C (100 m3–1000 m3).
H.1.2 因子 B. 如果容器的L/D大于2，且Pred 小于2，则确定因子B的取值。利用图H.1（d）中的曲线。根据L/D值向上作垂线与KG 线相交，并在左边纵轴上读取因子B的值。如果L/D比小于等于2，因子B＝0.1。对L/D大于5的情况，参见第5章。
H.1.3 因子C. 采用图H.1（e）、H.1(f)或图 H.1(g)。根据体积值向上作垂线与图中曲线相交，然后在左边纵轴上读出因子C的值。再利用三个因子，确定泄爆面积如下：
Av (m2 ) = 因子A ×因子B×因子C (H.1.3)
H.1.4 算例。如果满足下列条件，可以确定气体泄爆所需的泄爆面积。
(1) KG = 150 bar-m/sec
(2) Pstat = 0.2 bar
(3) Pred = 0.4 bar
(4) V = 30 m3
(5) L/D = 4.4
(6) 因子 A = 8.65 m
(7) 因子 B = 2.15 m
(8) 因子 C = 0.45 m
(9) Av = 因子A×因子B×因子 C = 8.65×2.15 ×0.45= 8.37 m2
H.2 粉尘. 这些图用于公式5.2.2的计算，同时只对容腔的L/D进行了修正。这些图重点考虑的不是湍流增强、泄爆管、分隔体积或升高的初始压力等效应。图H.2（a）～H.2（k）中曲线的使用方法和算例，如图H.2.1～H.2.6所示。
图H.2(a) 粉尘泄爆面积(50≤ KSt ≤ 300).
图H.2(b)粉尘泄爆面积 (300≤KSt).
H.2.1 因子A. 利用图H.2（a）或图H.2（b）中的曲线。在图的底端根据Kst值向上作垂线，与Pstat曲线相交，然后在左边纵轴上读取因子A的值。
H.2.2 因子B. 利用图H.2（c）、图H.2(d)、图H.2(e)或图H.2(f)的曲线。根据体积值向上作垂线与图中曲线相交，然后在左边纵轴上读取因子B的值。
H.2.3 因子 C. 计算，即Pred 与Pmax 之比。利用图H.2(g)、图H.2(h)或图H.2(i)。 在图的横轴上根据的取值作垂线与图中曲线相交，然后在纵轴上读取因子C的值。
图 H.2(c)粉尘泄爆面积(0～10 m3).
图H.2(d)粉尘泄爆面积 (10～100 m3).
图 H.2(e)粉尘泄爆面积(100~1000 m3).
H.2.4因子 D.利用图 H.2(j)或图H.2(k)。 如果采用图H.2(j)，根据Pred值向上作垂线，与图中曲线相交，并在纵轴上读取因子D的值。如果利用图H.2（k）,则根据L/D的值向上作垂线，与图中合适的Pred曲线相交，并在纵轴上读取因子D的值。
图 H.2(f)粉尘泄爆面积 (1000～10,000 m3).
图H.2(g) 粉尘泄爆面积(< 0.05).
图H.2(h)粉尘泄爆面积 (0.05 ≤ < 0.2).
H.2.5 利用四个因子确定泄爆面积如下：
Av (m2) =因子A ·因子B ·因子C ·因子D
H.2.6算例. 如果满足下列条件，可以确定容腔粉尘泄爆时相应的泄爆面积：
(1) Pmax = 10 bar
(2) KSt = 350 bar-m/sec
(3) Pstat = 0.2 bar
(4) Pred = 0.6 bar
(5) V = 25 m3
(6) L/D = 3.0
(7) 由图H.2(b)得到因子A = 0.041
(8) 由图H.2(d)得到因子B = 11
(9) = 0.6/10 = 0.06
(10) 由图H.2(h)，因子C = 4.0
(11)由图H.2(j)，因子D = 1.4
(12) Av = 因子A ·因子B ·因子C ·因子D = 0.041×11×4.0 ×1.4 = 2.5 m2
根据公式5.2.2和公式5.2.3也可以得到泄爆面积为2.6m2.由于图线的分辨率相对较低，因此两者的计算结果稍有不同。
图 H.2(i) 粉尘泄爆面积(≥0.2).
图H.2(j) 粉尘泄爆面积 — 1.
图 H.2(k) 粉尘泄爆面积 — 2.
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浙公网安备 33021202002483