楊明

美施威爾（上海）有限公司 （上海 200070）

近年來可燃性粉塵爆炸事故頻發(fā)，尤其是以鎂粉、鋁粉、鋅粉為代表的金屬粉塵，其爆炸壓力持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，釋放的能量大，具有極強(qiáng)的破壞性。2014年江蘇省昆山市發(fā)生的特別重大鋁粉塵爆炸事故,造成75人死亡、185人受傷。粉塵處理遍及化工、醫(yī)藥、食品、冶金、礦山等多個(gè)行業(yè)。相關(guān)裝置除選用防爆裝置外，還需要采取必要的防護(hù)措施，避免二次爆炸事故，減輕粉塵爆炸帶來的危害。因此，粉塵泄爆設(shè)計(jì)越來越得到國(guó)內(nèi)外相關(guān)企業(yè)的重視。

本文以某鋅粉項(xiàng)目為實(shí)例，介紹了鋅粉料倉(cāng)在垂直落料和切線進(jìn)料兩種工況下的泄爆設(shè)計(jì)及對(duì)比。重點(diǎn)介紹了泄爆壓力下料倉(cāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的確定，泄爆面積的計(jì)算和爆破片的選用，泄壓導(dǎo)管的長(zhǎng)度、直徑、壁厚及支撐的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及防塵蓋的優(yōu)選。在工程的整個(gè)設(shè)計(jì)過程中積累了一些經(jīng)驗(yàn)和個(gè)人看法，供大家討論，以期為粉料項(xiàng)目中的泄爆設(shè)計(jì)提供一定的參考。

1 設(shè)計(jì)方案

1.1 項(xiàng)目概況

涂料鋅粉在現(xiàn)代化建設(shè)和制造行業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，如鳥巢頂棚鋼結(jié)構(gòu)的防腐就是使用鋅粉噴涂。某世界知名涂料鋅粉企業(yè)在中國(guó)當(dāng)?shù)剡M(jìn)行工廠搬遷重建項(xiàng)目，計(jì)劃年生產(chǎn)超細(xì)涂料鋅粉25萬t。項(xiàng)目產(chǎn)品以金屬鋅錠為原料，采用高效的“熔化蒸餾法+離心分級(jí)法”制成涂料鋅基料。生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

圖1 超細(xì)涂料鋅粉生產(chǎn)工藝流程

該項(xiàng)目于2013年初開始施工，2015年建成投產(chǎn)。生產(chǎn)車間總高25 m，共5層，為頂部封閉的半敞開鋼架結(jié)構(gòu)。熔爐、冷凝器、包裝線位于車間一層，旋風(fēng)分離器、振動(dòng)輸送裝置、分級(jí)機(jī)、氣力輸送裝置、螺旋輸送裝置等位于2～4層，料倉(cāng)集中布置在頂層。整個(gè)生產(chǎn)車間配備防靜電除塵系統(tǒng)。

1.2 鋅粉爆炸危險(xiǎn)特性分析

可燃性粉塵爆炸的條件包括5方面：（1）粉塵具有可燃性；（2）有助燃物；（3）粉塵必須懸浮在空氣或助燃?xì)怏w中，混合形成粉塵云并且達(dá)到粉塵爆炸的濃度極限；（4）有能夠引起粉塵爆炸的點(diǎn)火源；（5）密閉空間。

該項(xiàng)目產(chǎn)品為超細(xì)鋅粉，粒徑集中分布在2～9 μm之間。鋅粉為可燃性導(dǎo)電粉塵。粉塵顆粒越小越易燃燒，爆炸也越強(qiáng)烈。在裝置局部區(qū)域或容器內(nèi)，鋅粉與空氣易形成混合物，當(dāng)濃度達(dá)到爆炸極限時(shí)，如遇高熱、明火、靜電火花、強(qiáng)烈撞擊等將發(fā)生火災(zāi)爆炸。此外，鋅粉與水反應(yīng)生成易燃易爆氣體——?dú)錃?，如遇火源、高熱，極易發(fā)生火災(zāi)。因此，生產(chǎn)車間和成品倉(cāng)庫(kù)要做好防水防潮處理。

該項(xiàng)目中超細(xì)鋅粉的一些物理特性如表1所示，爆炸特性如表2所示。

表1 超細(xì)鋅粉基本物理特性

表2 超細(xì)鋅粉爆炸特性

根據(jù)可燃性粉塵云環(huán)境出現(xiàn)的頻率、持續(xù)時(shí)間及粉塵層厚度，把粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所劃分為20，21，22三個(gè)區(qū)域。該項(xiàng)目生產(chǎn)車間被劃為22區(qū)，且由于鋅粉是導(dǎo)電性粉塵，根據(jù)GB 12476.2—2010《可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備》的規(guī)定，必須使用種類2（粉塵）防爆電氣設(shè)備，即要滿足21區(qū)用電設(shè)備要求。

1.3 鋅粉料倉(cāng)和泄爆裝置介紹

1.3.1 鋅粉料倉(cāng)

10臺(tái)容量為60 t的鋅粉料倉(cāng)（帶椎體的圓筒形容器，外形尺寸完全相同，具體參數(shù)如表3所示）集中布置在車間頂層。根據(jù)鋅粉堆積密度、安息角和現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)條件，經(jīng)反復(fù)推算，確定料倉(cāng)全容積為25 m3（包括底部活化料斗的容積）。料倉(cāng)頂部配備袋式除塵器和泄壓導(dǎo)管。其中1～7號(hào)為半成品料倉(cāng)，進(jìn)料方式為氣力輸送沿筒體切線進(jìn)料；8～10號(hào)為成品料倉(cāng)，進(jìn)料方式為垂直重力落料。料倉(cāng)立面圖如圖2所示。

表3 料倉(cāng)的外形尺寸參數(shù)

預(yù)防容器內(nèi)發(fā)生粉塵爆炸的積極措施是用阻燃性氣體部分替代空氣，從而抑制可燃粉塵與空氣形成爆炸混合物，但其用氣量大且作用有限。另外，不利的方面是大量的氣體引入勢(shì)必導(dǎo)致粉塵飛揚(yáng)加劇，更有利于粉塵云的形成。該項(xiàng)目向料倉(cāng)內(nèi)沖入50 kPa的低壓氮?dú)?，使料倉(cāng)內(nèi)部形成一定的惰性環(huán)境，從而在一定程度上抑制爆炸的發(fā)生。

圖2 鋅粉料倉(cāng)立面圖

防止容器內(nèi)粉塵爆炸造成更大危害的一種措施是增加容器強(qiáng)度，使其可承受爆炸引起的超壓。常溫常壓下，密閉容器中粉塵的最大爆炸壓力可升至0.7～1.2 MPa，因此，對(duì)于容積較大的容器來說，單靠增加強(qiáng)度是非常不經(jīng)濟(jì)的。該項(xiàng)目中鋅粉料倉(cāng)的工作壓力很低（p＜0.01 MPa），則容器自身的設(shè)計(jì)壓力也較低。綜合考慮料倉(cāng)泄爆承壓和泄爆面積的大小，設(shè)計(jì)壓力需要增大。

1.3.2 爆破片

在工程實(shí)踐中，最有效的粉塵爆炸防護(hù)措施是壓力泄放，即安裝爆炸泄放裝置。泄爆是指在爆炸初始階段，通過打開預(yù)先設(shè)計(jì)的泄壓口，釋放高溫高壓燃燒產(chǎn)物和未燃混合物，防止容器內(nèi)壓力上升超過其本身設(shè)計(jì)強(qiáng)度以保護(hù)容器。

容器內(nèi)泄爆裝置通常包括爆破片、泄爆門、爆炸泄壓閥[1]。由于爆破片具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理、密封性好、泄爆壓力穩(wěn)定、泄爆阻力小等優(yōu)點(diǎn)，在工程中得到廣泛使用。爆破片可以裝在容器頂部，也可以裝在容器側(cè)面。該項(xiàng)目中鋅粉料倉(cāng)采用爆破片泄壓，考慮到生產(chǎn)車間內(nèi)的安全性，采取料倉(cāng)頂部泄壓方式，并最終由泄壓導(dǎo)管引至車間房頂外部。

1.4 泄爆面積的計(jì)算

1.4.1 粉塵泄爆過程

粉塵爆炸時(shí)，容器內(nèi)部壓力升高。當(dāng)達(dá)到泄爆裝置靜開啟壓力（pstat）時(shí)，壓力因泄爆而降低，但又因粉塵的持續(xù)爆炸而升高。二者疊加的結(jié)果是減小了粉塵泄爆壓力的上升速率，同時(shí)泄爆壓力上升達(dá)到最大值，即最大泄爆壓力（pred）。隨后容器內(nèi)壓力會(huì)隨時(shí)間持續(xù)降低[1]。容器的設(shè)計(jì)強(qiáng)度ps≥pred，對(duì)于料倉(cāng)類低壓容器，一般取ps＝pred。如果密閉容器的強(qiáng)度足夠大，且沒有采用泄爆裝置，則粉塵爆炸壓力隨時(shí)間急速上升，最終達(dá)到最大爆炸壓力pmax。通常，每種粉塵相對(duì)應(yīng)的pmax值是通過在20 L的球型容器內(nèi)測(cè)試所得的最大爆炸壓力。爆炸指數(shù)KSt可由密閉容器內(nèi)最大泄爆壓力上升速率和容器容積來確定，即：

KSt的值可作為粉塵爆炸猛烈程度的劃分依據(jù)。根據(jù)理論分析和以往大量的工程經(jīng)驗(yàn)，容器內(nèi)粉塵泄爆的近似過程曲線如圖3所示，曲線2表示密閉容器內(nèi)的近似泄壓過程，曲線1表示粉塵的近似爆炸壓力變化。

圖3 容器內(nèi)粉塵泄爆的近似過程曲線

泄爆設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是根據(jù)工藝要求對(duì)泄爆裝置設(shè)定適當(dāng)?shù)撵o開啟壓力、計(jì)算泄爆面積，最終確保容器的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不小于粉塵的最大泄爆壓力。下面分別介紹該項(xiàng)目垂直落料和切線進(jìn)料兩種方式的泄爆面積計(jì)算和料倉(cāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的確定。

1.4.2 垂直落料料倉(cāng)泄爆面積計(jì)算

8～10號(hào)料倉(cāng)的鋅粉進(jìn)料方式是通過料倉(cāng)頂部DN200（碳鋼，內(nèi)徑為203 mm，壁厚為8 mm）垂直管嘴的自由落體進(jìn)料。持續(xù)的重力落料勢(shì)必會(huì)造成筒體內(nèi)大量鋅粉揚(yáng)塵，有利于形成粉塵云，增大了爆炸的可能性。根據(jù)BS EN 14491：2012"Dust explosion ventingprotective systems"和 GB/T 15605—2008《粉塵爆炸泄壓指南》5.2章節(jié)，對(duì)于垂直重力進(jìn)料，可用以下公式計(jì)算泄爆面積：

式中：L/D為料倉(cāng)的長(zhǎng)徑比；料倉(cāng)的計(jì)算容積V=25+1=26 m3（需算入除塵器的有效容積1 m3）。

實(shí)際計(jì)算中，料倉(cāng)的長(zhǎng)徑比要取有效長(zhǎng)徑比Leff/Deff。爆炸火焰在泄出前可能從底部貫穿整個(gè)料倉(cāng)到達(dá)泄爆口，由于火焰在錐體中不能充分伸展，所以有效長(zhǎng)度Leff=1/3錐體高+筒體高，有效體積Veff=1/3錐體容積+筒體容積，有效截面積Aeff=Veff/Leff，有效直徑 Deff=(4Aeff/π)0．5，有效長(zhǎng)徑比 L/D=Leff/Deff。取表 3 中數(shù)值代入以上公式，求得：L/D=Leff/Deff=1。

其余參數(shù)解釋和數(shù)值見前文和表2所述：pmax=0．7 MPa；KSt=2．7 MPa·m·s－1；在工藝要求范圍內(nèi)，爆破片靜開啟壓力 pstat=0．01 MPa。根據(jù)公式（1）～（4），在項(xiàng)目實(shí)際允許范圍內(nèi)，試計(jì)算出垂直落料時(shí)不同的最大泄爆壓力下對(duì)應(yīng)的泄壓面積，如表4所示。

表4 垂直落料時(shí)的數(shù)據(jù)對(duì)比

根據(jù)料倉(cāng)頂部人孔、除塵器和各管嘴實(shí)際有效面積分布，爆破片實(shí)際面積不能大于0.70 m2。同時(shí)考慮到料倉(cāng)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)性，8～10號(hào)料倉(cāng)泄爆面積取 0.68 m2為宜。從公式（1）～（4）可以看出，對(duì)于垂直落料，最大泄爆壓力與泄爆面積成反比、長(zhǎng)徑比與泄爆面積成正比、靜開啟壓力與泄爆面積成正比。

1.4.3 沿切線進(jìn)料料倉(cāng)泄爆面積計(jì)算

1～7號(hào)料倉(cāng)的鋅粉進(jìn)料是利用氮?dú)饷芟鄽饬斔?，沿料倉(cāng)筒體切線處DN150（碳鋼，內(nèi)徑為154 mm，壁厚為7 mm）的管嘴進(jìn)入料倉(cāng)。鋅粉進(jìn)入料倉(cāng)后，沿切線做圓周運(yùn)動(dòng)后逐漸落入倉(cāng)底，其對(duì)產(chǎn)生揚(yáng)塵的影響比較小，不利于形成粉塵云。根據(jù)BSEN 14491：2012 和 GB/T 15605—2008 附錄 A.2，對(duì)于切向氣力輸送進(jìn)料，可用以下公式計(jì)算泄爆面積：

式中：DF為進(jìn)料管管徑，150 mm；DZ為當(dāng)量直徑，mm；料倉(cāng)的計(jì)算容積 V=26 m3；L/D=Leff/Deff=1。0．01 MPa≤pred≤0．1 MPa 時(shí)，k=1；0．1 MPa＜pred≤0．17 MPa時(shí)，k=2。

在工藝要求范圍內(nèi)，爆破片靜開啟壓力pstat取0．01 MPa。根據(jù)公式（5）～（8），對(duì)于切線進(jìn)料，料倉(cāng)最大泄爆壓力與泄爆面積成反比、長(zhǎng)徑比與泄爆面積成正比。在項(xiàng)目實(shí)際允許范圍內(nèi)，試計(jì)算出沿切線進(jìn)料時(shí)不同的最大泄爆壓力下對(duì)應(yīng)的泄壓面積，如表5所示。

表5 沿切線落料時(shí)的數(shù)據(jù)對(duì)比

由于10臺(tái)料倉(cāng)的外形尺寸完全相同，考慮料倉(cāng)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)性和料倉(cāng)頂部的實(shí)用面積，沿筒體切線進(jìn)料的1～7號(hào)料倉(cāng)和垂直重力落料的8～10號(hào)料倉(cāng)的泄爆面積統(tǒng)一取0.68 m2。從爆破片供貨商提供的型號(hào)來看，相同泄爆面積下，圓形爆破片的價(jià)格遠(yuǎn)高于長(zhǎng)方形爆破片。最終，該項(xiàng)目采用尺寸為1 118 mm×610 mm,面積為0.68 m2的長(zhǎng)方形爆破片。

1.4.4 泄壓導(dǎo)管對(duì)料倉(cāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的影響

為了防止泄爆時(shí)噴出的火焰對(duì)周圍人員和環(huán)境產(chǎn)生危害，并防止可能產(chǎn)生的二次爆炸，一般在泄爆口外需安裝泄壓導(dǎo)管，將爆炸引至安全地帶，泄壓導(dǎo)管應(yīng)盡量短而直。該項(xiàng)目10臺(tái)料倉(cāng)集中布置在車間頂層，因此泄壓導(dǎo)管可以穿過屋頂泄放至室外。由圖2（料倉(cāng)的立面布置圖）可以看到，車間頂層樓面至屋頂?shù)膬艨諡?900 mm，因此泄壓導(dǎo)管長(zhǎng)度取4 000 mm比較合適。泄壓導(dǎo)管超出屋頂上沿300 mm，既滿足空間尺寸要求又符合泄爆安全的要求。此外，還應(yīng)做好屋頂開孔后的防水設(shè)計(jì)，避免雨水漏入車間。

安裝泄壓導(dǎo)管后，勢(shì)必在泄爆過程中增加了氣體流動(dòng)的阻力，減弱了未燃燒粉塵混合物從泄爆口排出的速度，從而導(dǎo)致容器內(nèi)最大泄爆壓力的增加，因此需要加強(qiáng)容器強(qiáng)度[1]。根據(jù)BSEN 14491：2012中5.6章節(jié)和GB/T 15605—2008中7.2章節(jié)部分，安裝泄壓導(dǎo)管后的最大泄爆壓力可由下式計(jì)算求得：

式中：無泄壓導(dǎo)管的泄爆面積A=0．68 m2；料倉(cāng)的計(jì)算容積V=26 m3；泄壓導(dǎo)管長(zhǎng)度l=4 m。

公式（9） 的適用范圍：0．1 m3≤V≤10 000 m3；0．01 MPa≤pstat≤0．02 MPa；0．01 MPa≤pred≤0．2 MPa，且 pred≥pstat。

項(xiàng)目各參數(shù)符合公式（9）的適用范圍，代入求得2種進(jìn)料方式下安裝泄壓導(dǎo)管的最大泄爆壓力，如表6所示。

表6 安裝泄壓導(dǎo)管后最大泄爆壓力對(duì)比

1.4.5 設(shè)計(jì)強(qiáng)度和靜開啟壓力的優(yōu)化

在最大泄爆壓力和泄爆面積的計(jì)算過程中，通過反復(fù)代入數(shù)值計(jì)算，最終在滿足料倉(cāng)強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)性要求的前提下得到最優(yōu)結(jié)果。考慮泄壓導(dǎo)管后料倉(cāng)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度（ps）需要增加，其數(shù)值等于pred。垂直落料時(shí)料倉(cāng) ps=0．200 MPa，切線進(jìn)料時(shí) ps=0．099 MPa。計(jì)算結(jié)果最終確定為0．099 MPa的原因是：設(shè)計(jì)強(qiáng)度 ps＜0．1 MPa，不在 GB 150—2011《壓力容器》規(guī)定的壓力范圍內(nèi)，故料倉(cāng)不屬于壓力容器，僅需滿足NB/T47003.2—2009《固體料倉(cāng)》設(shè)計(jì)要求即可。

靜開啟壓力過低，會(huì)造成爆破片的開啟變得比較敏感。因此在工藝條件允許的范圍內(nèi)應(yīng)盡可能地提高靜開啟壓力。從切線進(jìn)料的計(jì)算公式可以看出，泄爆面積與靜開啟壓力沒有直接關(guān)系，因此可以適當(dāng)提高靜開啟壓力，以減少非正常起跳次數(shù)。最終將1～7號(hào)料倉(cāng)爆破片的靜開啟壓力調(diào)整為0.02 MPa。

1.4.6 反沖力

爆炸泄放過程中會(huì)產(chǎn)生反沖力，對(duì)容器本身和其承重支架產(chǎn)生很大的附加載荷。但該項(xiàng)目鋅粉料倉(cāng)為垂直向上泄爆，有利于反沖力的均勻分布。而且經(jīng)設(shè)計(jì)確認(rèn)，料倉(cāng)壁厚和承重主梁均有一定余量。故對(duì)項(xiàng)目中泄爆反沖力不作考慮。

1.5 泄壓導(dǎo)管及防塵蓋的優(yōu)化設(shè)計(jì)

泄壓導(dǎo)管外形尺寸和截面積的變化對(duì)泄爆過程的影響很大,因此對(duì)泄壓導(dǎo)管的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化顯得尤為重要。鋅粉料倉(cāng)的泄壓導(dǎo)管長(zhǎng)度已確定為4000 mm，還需要對(duì)導(dǎo)管的外形尺寸、壁厚、支架及防塵蓋進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

1.5.1 外形尺寸的設(shè)計(jì)和優(yōu)化

爆破片安裝在料倉(cāng)泄爆出口和泄壓管進(jìn)口的法蘭面之間，其尺寸為1 118 mm×610 mm，因此要采用長(zhǎng)方形法蘭進(jìn)行連接。如果下游采用與爆破片截面相同的泄壓導(dǎo)管，理論上是可以的，但從實(shí)際使用和工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來看，4 m高長(zhǎng)方形導(dǎo)管的強(qiáng)度、焊接密封性、美觀性等都沒有常規(guī)的圓形導(dǎo)管好。同時(shí)，泄壓導(dǎo)管截面積的擴(kuò)大更有利于泄爆過程中最大泄爆壓力的降低，泄放效果更好。因此對(duì)泄壓導(dǎo)管的外形和尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)：料倉(cāng)泄爆口后先連接一段“方變圓”短節(jié)，將截面從1118 mm×610 mm的長(zhǎng)方形過渡為直徑為1 000 mm的圓形，橫截面積從0.68 m2擴(kuò)大為0.79 m2；然后再連接直徑為1000 mm的圓形導(dǎo)管，總長(zhǎng)度控制為4000 mm。泄壓導(dǎo)管外形如圖4所示。

圖4 泄壓導(dǎo)管外形

1.5.2 壁厚的計(jì)算確認(rèn)

根據(jù)GB 50316—2008《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》中的直管計(jì)算厚度要求，壁厚計(jì)算公式如下：

式中：ts為直管計(jì)算壁厚，mm；p 為設(shè)計(jì)壓力，MPa；Do為管道外徑，mm；[σ]t為設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa；Ej為焊接接頭系數(shù)，取0.6；Y為溫度系數(shù)，T≤482℃時(shí)取0.4；tsd為直管設(shè)計(jì)厚度，mm；C為厚度附加量之和，mm；C1為厚度減薄附加量，mm；C2為腐蝕或磨蝕附加量，mm。

泄壓導(dǎo)管材料為碳鋼，設(shè)計(jì)壓力取值與料倉(cāng)設(shè)計(jì)壓力相同（p=0.2 MPa），外徑 Do=1000 mm，料倉(cāng)設(shè)計(jì)溫度為120℃時(shí)，[σ]t=130 MPa，代入求得ts=1.3 mm。由于鋅粉對(duì)金屬的磨蝕性比較大，取C1=1 mm，C2=2.5 mm。最后計(jì)算得出導(dǎo)管設(shè)計(jì)厚度tsd=4.8 mm,取整后選取6 mm的碳鋼板預(yù)制泄壓導(dǎo)管和“方變圓”短節(jié)，同時(shí)保證焊縫強(qiáng)度達(dá)到焊接評(píng)定要求。

1.5.3 泄壓導(dǎo)管支架的設(shè)計(jì)

正常操作狀態(tài)下，泄壓導(dǎo)管的荷載完全支撐在料倉(cāng)頂部，經(jīng)計(jì)算確認(rèn)承重沒有問題。設(shè)計(jì)中在屋頂下結(jié)構(gòu)梁處為泄壓導(dǎo)管添加框型導(dǎo)向支架，預(yù)留10 mm間隙，限制其橫向位移。另外，該處不能設(shè)置承重支架，否則會(huì)影響料倉(cāng)稱重模塊的測(cè)量精度。

1.5.4 防塵蓋的優(yōu)選

通常情況下，泄壓管的頂部會(huì)設(shè)置防塵蓋，一般采用鐵皮、塑料、橡膠等材質(zhì)。泄壓管上方防塵蓋既要滿足防塵、防雨的要求，又要保證泄爆通道暢通，不阻擋泄爆。該項(xiàng)目最終選用了帶泄爆功能的防塵罩，開啟壓力為0.005 MPa，可在保證密封性的同時(shí)確保安全泄爆。

2 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

通過對(duì)切線進(jìn)料和垂直落料2類鋅粉料倉(cāng)的泄爆設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)，總結(jié)出幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：

（1）之前的一些文獻(xiàn)對(duì)切線進(jìn)料容器的泄爆設(shè)計(jì)介紹比較少。本文對(duì)料倉(cāng)切線進(jìn)料進(jìn)行了泄爆面積計(jì)算，可以看出切線進(jìn)料時(shí)最大泄爆壓力低于垂直進(jìn)料時(shí)的情況。同樣工況下，料倉(cāng)切線進(jìn)料比垂直進(jìn)料的安全性更高，相同泄爆面積下料倉(cāng)的設(shè)計(jì)壓力低。

（2）對(duì)于切線進(jìn)料常壓料倉(cāng)，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度小于0.1 MPa，避開GB 150—2011的管轄范圍，不屬于壓力容器。從公式上看，其靜開啟壓力與泄爆面積沒有直接關(guān)系，可適當(dāng)提高靜開啟壓力，防止爆破片非正常開啟。

（3）通過泄爆面積的計(jì)算可以得出：長(zhǎng)徑比與泄爆面積成正比、靜開啟壓力與泄爆面積成反比、垂直落料時(shí)靜開啟壓力與泄爆面積成正比。

（4）安裝泄壓導(dǎo)管，料倉(cāng)最大泄爆壓力升高，需要增加料倉(cāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度或增加泄爆面積。泄壓導(dǎo)管和防塵蓋的優(yōu)化對(duì)整個(gè)泄爆設(shè)計(jì)也很重要。

3 結(jié)束語

粉塵項(xiàng)目中，密閉容器中可燃性粉塵的泄爆設(shè)計(jì)尤為重要，關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目的安全。本文對(duì)切線進(jìn)料和垂直落料兩種進(jìn)料方式下的容器泄爆設(shè)計(jì)和泄壓導(dǎo)管的優(yōu)化設(shè)計(jì)作了一定的總結(jié)歸納，可為類似粉料項(xiàng)目的相關(guān)設(shè)計(jì)提供參考。

[1]吳全龍,陳磊,卓大立.粉塵爆炸泄壓面積計(jì)算 [J].化工裝備技術(shù),2005,6,26(6):33-35.