防火防爆技术讲稿5.docx
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防火防爆技术讲稿5
爆炸防护技术
1、基本知识回顾
（1）发生爆燃的条件
发生爆燃的要求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
（2）爆燃特性基本参数
燃烧速度和火焰速度：
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。
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。
爆燃最大压力、压力上升速率和爆炸指数：
爆燃所达到的最大压力Pmax和最大压力上升速率（dP/dt）max以及爆燃指数K，是衡量爆燃威力的重要参数。
密闭容积中爆燃产生的最大压力Pmax和压力上升速率dP/dt通过在一定范围燃料浓度内测定，最常见的燃料的Pmax值为6-10倍点火时刻的初始压力值。
爆燃指数K可由密闭容器中爆燃所达到的最大压力和容器容积V计算如下：
注：
（dP/dt）max的值是指燃料在最佳浓度浓度下的值。
爆燃指数KG适用于气体，而KSt适用于粉尘。
（3）可燃粉尘空气混合物爆燃的影响因素
粒径：
点火敏感性、最大压力和KSt都随粉尘粒径减小而增大，因此，粒径的减小增强其爆燃危险性。
惰性物质：
通常包括氮气和二氧化碳等惰性气体以及惰性粉尘，惰性气体的混入可以降低氧浓度。
惰性粉尘可以通过吸热用于降低粉尘的可燃性，不仅提高了可燃粉尘点火所需的最低能量，而且降低最大压力上升速率。
同时，惰性的粉尘的加入降低了粉尘的飞扬性能。
为防止爆燃发生，一般需要加入惰性粉尘的浓度需达到40%—90%。
粉尘中水分含量的升高能使点火所需的最低能量、点火温度和可燃极限增大。
粉尘水分含量的升高也可能降低最大压力上升速率。
粉尘中的水分可以抑制静电电荷的积聚。
但是，一旦发生点燃，粉尘粒子周围空气中的水分含量（湿度）对爆燃的影响不大。
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）。
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。
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。
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，可以形成非常强的射流火焰点火源。
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。
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。
多个点火源同时点火使爆燃增强，从而使dP/dt增大。
初始温度和压力：
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。
在低温下的气云爆炸，这种效应经常发生。
图4.7化学计量浓度附近的甲烷空气混合物在三种初始压力下，初始温度对最大爆燃压力P0的影响[19]。
湍流：
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。
密闭容器中的燃料/氧化剂混合物可能存在一定的初始湍流。
这种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。
在如管道等加长容器的爆燃过程中，气体和粉尘流动受容腔内障碍物等作用也会产生湍流并增强，使火焰速度达到很高的值，甚至引起爆燃向爆轰的转变。
（3）其他燃料爆燃
杂混物：
杂混物是指由于粉尘空气混合物存在可燃气体形成的混合物。
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、以及煤加工工艺等都可能形成杂混物。
由于粉尘空气混合物存在可燃气体，因而其可燃下限与点火能量降低，甚至当可燃气体和粉尘浓度分别低于相应的可燃下限时，也可能发生爆燃。
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。
这种现象的例子之一即是空气中的聚氯乙烯粉尘。
液雾爆燃：
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。
细碳氢液雾LFL的典型值在40g/m3to50g/m3之间，近似等于可燃碳氢气体在室温空气中的LFL。
可燃液雾不仅可以在液体闪点以上的温度发生点火，当可燃液雾的初始温度远低于液体闪点时，也能发生点燃。
其燃烧特性与丙烷空气混合物相近（KG值100bar-m/sec）。
2、承爆
气体和粉尘爆炸爆燃防护的第一选择是全承爆。
在某些角度，承爆是一种有吸引力的方法，因为该方法在本质上是一种被动式的防护方法，而且避免了泄放物的处置等问题。
但是如果将整个加工车间设计为可以承受粉尘产生的爆炸压力实际上在经济上是不可行的。
尤其是当加工车间很大时更是如此。
一般情况下，我们优先选择其他爆炸防护方法。
承爆只对小型的加工单元或者特殊的设备具有实用性。
因此，例如对研磨设备，我们可以将其强度提高到足以承受气体粉尘爆炸的压力。
大多数可燃气体和粉尘的最大爆炸压力为7bar左右，IChemE指南中引用的粉尘的最大爆炸压力在7－10bar范围。
但是，静态压力并非唯一考虑的准则。
粉尘爆炸的压力上升速率非常高，因而要求容器必须能够承受这种动态载荷。
IChemE指南将承爆划分为两大类：
即“抗压”和“抗冲击压力”。
对于前者，容器应该设计为可以承受压力而容器不会发生变形，而第二种情况下，只要容器可以承受住爆炸，允许容器有一定的变形。
如果采用第二种方法，当发生的爆炸很严重时，容器不可能再被复用。
一般地估计，粉尘爆炸不会是特别严重。
关于承爆方法，还涉及到承爆容器在压力容器相关标准中的适用性问题。
采用承爆方法的各公司倾向于制定企业内部的标准。
在英国，BSI的压力容器技术委员会（PVTC）（BS,1986）已经考虑了这一问题。
按BS5500进行设计容器应该可以承受非常高的压力上升速率（一次性达到设计压力），对这些设计的实际效果，IChemE指南进行了总结。
气体粉尘爆炸的承爆设计涉及到压力容器的使用等大量的工程实际问题，包括压力叠加效应和容器的失效模式（包括脆性破裂等）。
因而这种设计是一个特殊的专题。
承爆设计的一个基本原则是采用旋转对称结构，而且尽量避免大而扁平的表面和局部地方过于尖锐。
在承爆设计中，应特别注意车间粉尘进料口和出料口等部位，以及单元之间的连接部位的设计。
作为全承爆的一个替代方法即是部分承爆。
这设计到提高容器强度和泄压的综合使用问题。
3、爆燃抑制（抑爆）
（1）抑爆及抑爆原理：
抑爆：
是指在爆燃形成破坏性压力之前即探测到初期爆炸并扑灭爆炸，这涉及到高速火焰抑制系统。
抑爆机理：
爆炸并非瞬态过程。
逐渐增大的火球在可测时间内形成破坏性的压力。
典型地，火球以9m/sec的速度膨胀，而在火焰阵面前方传播的压力波的速度则可以达到335m/sec。
可以通过压力探测器或火焰探测器探测到爆燃，将所探测到的信号传输到控制单元，控制单元触发一个或者几个高速喷洒灭火器动作。
抑爆剂灭火机理如下
（1）熄火作用
（2）捕获自由基（3）淋湿和（4）惰化。
其中熄火作用（或者称为吸热作用）是主要的。
对于一些特定的爆炸，捕获自由基具有非常有效的抑爆作用。
同时，抑爆剂还有惰化的作用。
灭火器安装直接安装在所防护的工艺系统上，快速抑制火球的发展。
整个过程花费的时间只是在毫秒量级。
爆燃抑制的过程如图B.1（a）所示。
因为是在初期阶段抑制火球，因而可以防止容器被破坏。
图B.5.1（b）给出的是在1.9m3容器中发生玉米粉尘爆燃时，进行抑爆时的压力-时间曲线。
注意到该实验中降低的爆燃表压约为24kpa。
（2）抑爆设计的基本准则与适用范围
1）设计准则
抑爆系统的设计应依据NFPA“爆炸防护系统标准”和ISO6184-4“爆炸防护系统—第四部分：
抑爆系统效率的确定”。
在进行抑爆系统设计时，需要考虑如下因素：
Ø加工的物料
ØKSt或KG值（bar-m/sec）
Ø容器强度
Ø容器尺寸和容积
Ø工作压力和工作温度的最大值和最小值
Ø与其他加工设备的关联性
Moore（1981）提出了这种工业抑爆系统的基本设计方法。
他引入了临界抑爆质量Ｍｔ的概念，所谓临界抑爆质量是指当这些抑爆剂均匀地分布在火焰区时正好能抑制住火焰时抑爆剂的质量。
他提出如下假设，即要抑制某种给定的爆炸性混合物火焰时，对于任意给定的抑爆剂，都存在一个临界最低质量浓度，为成功抑爆，这种浓度的悬浮抑爆剂至少必须充满整个火焰区域。
因而，临界质量Mt会随时间增加，因为火焰体积随时间会增大。
类似地，火焰开始发展后任一时刻实际需要喷射的抑爆剂的质量也应满足上述要求。
要成功抑爆，需要满足下述要求，即：
现将三种不同的抑爆方法加以区别：
•预惰化：
探测初始爆炸、确定初始爆炸位置、抑爆器触发并形成抑爆带防止爆炸扩展到邻近区域。
•局部抑爆：
探测初始爆炸、确定爆炸后位置、触发抑爆器并确保火焰传播不能超出初始爆炸火球范围
•整体性抑爆：
探测爆炸并对整个系统进行抑爆剂喷射，确保爆炸完全被抑制住。
实际工业抑爆系统的设计取决于所选择的抑爆方法，抑爆剂种类、爆炸性混合物的化学性质与爆炸特性、抑爆保护对象的性质、容腔的体积与形状以及防止或减弱爆炸所采取的其他措施等。
当加工区域空间较大时，而且泄露气体以高速射流的方式进行泄露时，抑爆系统所喷射的抑爆剂很难形成均匀分布的粉雾带。
取决于泄露时的速度与尺寸大小，喷射的抑爆剂也可能不能够穿透泄露射流的区域。
2）抑爆适用范围
抑爆系统适用于容积为0.25～1000m3的工厂单元或设备容器。
（3）自动抑爆系统
抑爆系统的首个专利是一家德国公司在１９１２年申请授予的。
二次世界大战使英国皇家空军很快发现所损失的战斗机中，８５％都是由于火灾造成的。
基于军方的需要，要求开发一种可以保护航空发动机与燃料的轻质高效的灭火系统。
在德国，也存在类似的情况。
因此，主要基于以下三种主要原理，开发研制了新型快速动作的装置：
Ø灭火剂长期加压存储方式
Ø大口径排放孔
Ø采用炸药爆炸方式快速打开阀门释放灭火剂
在上述原理的基础上，结合快速响应的光学或压力火焰探测系统，就形成了今天自动抑爆系统的基础，如图B.5.1（a）所示。
即自动抑爆系统是指出利用传感器及时探测容器或管道中的可燃气体，蒸气或粉尘空气混合物初始爆炸信号，并触发抑爆器快速动作向火焰阵面喷洒抑爆剂，扑灭爆炸火焰，防止初始爆炸增强形成过高的压力，导致容器破坏或防止初始爆炸火焰形成传播。
1）自动抑爆系统的结构与组成
自动抑爆系统典型的结构与组成，通常自动抑爆系统有探测单元、控制单元和抑爆器构成，如下图所示。
图自动抑爆系统结构示意图
图ZGB型自动抑爆系统
爆炸探测系统：
爆炸探测单元实际上是可以及时探测爆炸信号的传感器，大多采用压力传感器。
发生气体或蒸气爆炸时，可以采用火焰敏感元件来探测爆炸初始火焰，而通常不采用压力传感器的探测方式。
火焰传感器包括红外或紫外光学火焰传感器，或硅光电池板。
紫外线传感器存在的一个问题是其不能区分碳氢物质火焰与某些光源，例如焊弧，因而可能发生误报警。
因此，在进行焊割维修作业期间，常常需要关闭紫外线探测系统，尽管就是在这种非正常运行期间发生气体泄露的危险性最大，但仍然需要关闭。
在某些情况下，上述问题可以利用紫外辐射和气体检测元件组合的探测的方法加以解决，这种方法要求有两个探测器信号来触发抑爆剂喷射。
因此，尽管探测到焊弧发出的辐射，但系统不会触发抑爆剂喷射，除非独立的气体探测器也同时探测到有较高的碳氢气体浓度。
Eckhoff（1983）提出，红外测温技术应用也是解决上述问题的另一种可行的途径。
其基本原理是在两个或者两个以上的波长上测定实际的相对辐射强度，通过计算机处理，确定出普朗克辐射分布曲线（对同一种波长，具有相同的相对强度比）。
任一组比值都可以与特定的光源温度进行对比，因而探测系统就能够判断所测得的实际温度是否与某种碳氢火焰的温度一致，或者判断出是否高于焊弧温度的数量级。
硅光电池板应有足够的感光面积，这样接受火焰的红外辐射能量较大，以提供足够的光电流，直接驱动气体发生器电源。
对于一般的瓦斯爆炸，光电池板在40×40cm足够，这样也对现场的干扰光源等不敏感。
如果在爆炸环境发生点燃，随着火焰的增长，容腔内的压力开始上升，压力传感器可以自动探测到这种压力上升并产生电信号并触发抑爆器中的炸药爆炸几乎同时打开抑爆器阀门。
原则上，压力传感器可以做到非常灵敏，即使是很小的初始火焰，也可以探测到其压力的波动。
但如果所选择的触发抑爆器阀门打开所需的压力上升很小，则工艺过程中很小的压力波动即可使抑爆系统发生误动作。
因此，采用两个压力传感器相互垂直布置的方式，可以很容易区分出是由于爆炸导致的压力上升还是其他扰动导致的压力上升。
同时，如果正常压力波动引起的压力上升大大低于爆炸引起的初始压力上升速率时，可以采用滤波的方式加以剔出工艺或环境造成的压力波动。
控制单元：
控制单元主要是对传感单元探测到的爆炸信号进行判别，并以此作为触发信号快速触发抑爆剂喷洒装置动作，以高压引射或者爆炸抛散等方式喷洒抑爆剂。
当然有些实际系统的控制单元还具有其它一些功能，如系统工作状态的自检，可燃气体或粉尘参数的显示打印和报警断电等功能。
抑爆器：
是整个抑爆系统的关键部件，其基本构成如图所示，是盛装抑爆剂的容器，当接受到来自控制单元的触发信号时，能快速将存储在抑爆器内的抑爆剂快速喷洒出来，形成分布良好的抑爆剂。
要求抑爆剂分布范围大、均匀，才能满足抑爆要求。
也就是是，抑爆器需要解决两个根本问题，即喷洒的快速性和抑爆剂喷洒均匀。
这两个问题是通过抑爆器特殊的驱动机构和喷洒机构完成的。
图抑爆器结构与工作原理
上图是实时产气式抑爆器的结构示意图，由抑爆剂、高压气体发生器、压力缓冲器、气流调整部件等组成。
高压气体发生器设计要求产气量大，产气速率快，生成气体质量高，因此采用双基推进剂为气体发生介质，按等面燃烧原理设计，可使气体发生剂燃烧稳定，不会转变为爆轰，喷射压力稳定。
抑爆内部的压力缓冲器和喷射口的导流板可调整喷射气流特性，以形成均匀的抑爆剂悬浮状态。
在气体排出端有密封膜和双层熄火网，确保装置在喷洒过程中的安全性。
该装置为实时产气驱动工作方式，可通过压力、火焰传感器信号触发，也可由实验控制信号直接触发。
抑爆系统工作时，要求一旦在发生爆炸后，抑爆器能及时可靠动作，这是关系到整个抑爆系统能否实现齐主要功能的关键。
这取决于抑爆器中的抑爆剂能否快速喷洒出来。
喷洒动力通常采用两种方式，即：
从内储能方式上，抑爆器可以分为高压储气式和实时产气式两大类。
其结构和工作原理分别如上图所示。
高压储气式和实时产气式抑爆器各有优缺点。
实时产气式一般采用固体推进剂快速燃烧方式，产生高压气体驱动抑爆剂喷洒。
高压储气式则是通过存储高压惰性气体如氮气等作为驱动气体（60-120bar），抑爆器响应触发信号，有爆炸切割阀快速动作，抑爆剂受高压氮气的引射并与惰性气体夹杂在一起喷洒出来。
高压储气式长期存放困难，长期存放可能导致高压气体压力不足，长时间存放后，喷洒效果不一定能满足抑爆要求，但其结构简单。
实时产气式是利用产气剂实时燃烧，在较短时间内产生大量气体，喷洒抑爆剂。
抑爆器未处于工作状态时，抑爆器内除以低压，利于长期存放，但产气剂产生的气体温度较高，需要经冷却处理、气流缓冲和调整等环节，在结构上相对较复杂。
下图为主动水雾抑爆器结构示意图，包括储水泡沫、水雾扩散动力、电雷管、塑料密封袋、外壳等部件组成，该装置直径为250mm，长1.6m。
抑爆器储水泡沫为阻燃聚胺脂泡沫柱体，其柱体结构可使存储的水在导爆索周围分布均匀，从而改善成雾空间分布状态。
抑爆器储水泡沫用塑料袋密封，并用金属网外壳加固成型。
主动水雾抑爆器的工作原理是，以储水泡沫轴心的导爆索作为水雾扩散动力部件，传感器控制信号触发抑爆器头部的电雷管，起爆储水泡沫轴心的导爆索，使储存在抑爆器中的抑爆剂（水）迅速向周围空间扩散形成水雾，抑爆器也可直接由实验点火信号触发。
图主动水雾抑爆器结构示意图
抑爆要求使用相应的控制系统，这种控制系统具有多种功能，包括
（1）探测爆炸信息和喷撒抑爆剂
（2）车间工艺的紧急停车（3）除非确保安全，防止重启车间工艺。
抑爆炸装置可以用于管道隔爆过程，也可以将抑爆装置应用在容器爆炸中。
抑爆装置的相关的标准包括：
BS6713:
1986爆炸防护系统第四部分：
爆炸防护系统有效性的确定方法。
2）抑爆灭火剂种类与选取
所采用的主要的抑爆剂包括卤代烷、干粉和水。
卤代烷抑爆剂主要是Halon1011（氯溴甲烷），这种抑爆剂抑爆效果良好，却具有毒性。
其他毒性较小的卤代烷抑爆剂包括Halon1211和Halon1301。
应用最广泛的干粉是以磷酸二氢氨、碳酸氢钠等为主要成分的粉状抑爆剂。
另一个与抑爆剂选择有关的是抑爆剂污染问题。
对Halon系列抑爆剂污染问题很小，但对于干粉抑爆剂则污染问题很大。
在某些情况下，水作为抑爆剂也存在污染问题。
IChemE指南给出了抑爆剂选择的指导性原则。
Halon抑爆剂的使用主要限于St1级粉尘，而干粉抑爆剂适用于St1和St2级粉尘，水则适用于亲水性的St1和St2级粉尘。
（4）抑爆系统的实际应用
抑爆系统可以用于气体、粉尘或杂混物混合物的加工处理过程中发生的爆燃抑制，典型的应用包括除尘器、筒仓、喷雾干燥器、料斗提升机和混料器等。
图B.5.2表示了抑爆装置安装在除尘器上的典型情况。
干燥工艺常采用加热器以预热空气、袋式过滤器或旋风除尘器以净化排放气体、长长的管线以及风机以输送产品（参见图1）。
即使干燥器设计并带有保护装置（如爆破膜或耐爆设计）以防止可能的爆炸，但是还会存在着一种危险，即火焰会传播到相邻的没有爆炸保护措施的设备。
（5）抑爆的优缺点
1）抑爆系统的主要优点如下：
Ø消灭火焰，降低了随后发生火灾的可能性
Ø降低了有毒物质和腐蚀性材料喷出的危险
Ø在加工单元内布置灵活
2）抑爆系统的不足之处如下：
Ø通常比泄压的成本高
Ø要进行定期的维护
Ø不适用于某些金属粉尘、乙炔和氢气。
4、泄爆
（1）泄爆基本原理
爆燃泄压是指在容腔中开设泄压口，在预定的压力（称为静态开启压力Pstat）下打开泄爆口，使物料膨胀和流动经过泄压开口直接或通过泄爆管卸放到大气环境，从而降低爆燃压力（Pred）。
爆燃泄压过程如图B.4.1所示。
泄爆必须确保压力Pred低于加工容器或房间的破坏压力。
实际上，泄爆时的最大爆炸压力
是由两个竞争因素决定的：
Ø爆炸气云燃烧、产热和压力增加
Ø未燃气体的流动、未燃气云和已燃气云通过泄压口、降低压力
上述两个因素可能通过流动诱导的湍流增加燃烧速率。
如果不进行泄爆，最佳浓度的燃料/空气混合物爆燃产生的典型的最大压力，可以达到初始绝对压力的6-10倍。
当然可以将容积或者建筑物设计为承受或约束这种压力的形式，但在很多情况下没有实用性，而且在经济上也不可行。
因此可以考虑采用泄爆的防护方法。
通常，单个容腔的气体和蒸气爆炸泄压不如爆炸性粉尘云爆炸泄压应用普遍。
因为偶然气体爆炸通常发生在偶然泄漏后在加工设备外部形成的气云中，而实际上粉尘爆炸总是发生在作为整个工艺过程一部分的加工设备内形成粉尘云。
（2）泄爆产生的后果与泄爆适用性评价应考虑的要点
1）降低容器或建筑物内的压力：
如果泄爆不能将压力降低到某一水平，强度较低的容器或设备不能承受爆燃压力因而可能造成破坏。
例如普通砖混墙（20cm厚3m高的砖墙或混凝土墙）不能承受墙体两侧高于0.03bar的压差作用。
2）容器结构单元或建筑结构受到反冲力的作用：
应针对特定容腔及其制备材料，以及容腔对抗机械冲击和热冲击的性能，考虑泄爆引起的持续性的反冲力的幅值与持续时间进行设计。
3）泄爆过程中卸放出的火焰和压力波：
可能导致人员伤害或点燃附近的可燃物，从而引起火灾或二次爆炸，或者造成相邻建筑物或设备破坏。
泄爆过程中卸放出的可燃物量以及在容腔外造成的热和压力破坏性能与容腔的容积、泄爆开启压力和Pred的幅值有关。
在给定容腔和可燃混合物量的情况下，泄压开启压力较低时，则通过泄压口卸放出的未燃物质较多，从而在容腔外部形成较大的火球。
当泄压开启压力较高时，则在泄压之前，容腔内正在燃烧的物质较多，造成流经泄爆口的速度较高。
粉尘爆燃泄压过程中，由于大量的未燃粉尘被卸放到容腔外部而且在泄压时燃烧，其形成火球的潜在危险性比气体爆燃泄压时大。
泄爆过程时在容腔外部产生的压力是由容腔内的初始爆燃和泄爆后在容腔外部发生的二次爆燃引起。
因此，在泄爆适用性的设计与评价时，首先应考虑如下几点：
泄爆面积、泄爆口的设置、泄爆效率、反冲力、爆炸后形成火灾和二次爆炸危险、料的毒性或腐蚀性等。
此外，如果泄爆装置在动作后不能保持打开状态（即自动关闭），当容腔内的气体冷却后可能形成一定的真空；如果卸放出来的物料进入到拥塞区域，造成容腔内压力升高，同时容腔外部的未燃气体或粉尘点燃可能产生很高的爆炸波压力。
某些情况下，还应考虑到泄爆装置破坏后发生的抛射危险，以及卸放物料的毒性或腐蚀性等。
（3）泄压装置
1）泄爆片：
泄爆片是一个平板或稍向上隆起的板，可用螺栓或其他紧固件固定在所保护的容腔的泄爆口上。
泄爆时，泄爆片在容腔上破裂打开、或脱落或旋转打开。
设备或容器运行时，爆破片需长期承受工作压力、温度或腐蚀，还要保证设备的气密性，而且遇到爆炸增压时必须立即破裂。
这就要求泄压膜材料要有一定的强度，以承受工作压力；有良好的耐热、耐腐蚀性；同时还应具有脆性，当受到爆炸波冲击时，易于破裂；厚度要尽可能的薄，但气密性要好等。
爆破片的材料有石棉板、塑料、铝、铜、橡皮、碳钢、不锈钢等。
脆性材料制成的泄爆片在破裂时可能产生霰弹效应，因而不能采用。
平板型泄爆片需要真空防护件或防风件配套使用。
圆顶型泄爆片具有较强的抗风、抗工艺循环和抗真空的能力。
典型的泄爆片详见如图B.4.2所示。
这种泄爆片可以是矩形也可以是圆形。
2）泄爆门：
泄爆门是用铰链连接的门，在预定的压力下由特殊的机构控制打开。
一般地，泄爆门的惯性比泄爆片大，因而其泄爆效率较低。
（4）容腔强度与设计准则
当容器或建筑物内发生爆燃或进行泄爆时，容腔的压力随时间变化。
为防止容器或建筑物发生灾难性的破坏，应确保泄爆时容腔内形成的最大压力Pred不超过容腔的设计强度Pes（即容腔能承受
的设计压力）。
容腔的设计强度Pes可根据相关规程泄爆作用下产生的永久变形能否接受来确定。
对具有延展性的高强度容腔，只要容腔的永久变形可接受，Pred可在设备极限强度的2/3范围内可选；在永久变形不可接受的情况下，Pred可以达到设备屈服强度的2/3。
对由可能发生脆性破裂的材料制成的容腔，如铸铁等，应考虑对容腔采用特殊的增强措施；如果未采用特殊增强措施，其最大许用设计应力Pred不应大于极限强度的25%。
另外，被确定为能承受压力作用的门、窗户、管道或墙体上的其他开口，也应设计为能承受Pred的作用。
容腔的支撑结构应有足够的强度，可以承受由于泄压产生的反冲力的作用。
知道泄爆过程中反冲力作用的持续时间、容腔支撑结构所经受的总冲量与当量静态压力，有助于考虑泄爆过程中支撑结构的设计。
相关文献已给出了上述参量的近似计算公式。
（5）泄压面积
泄爆设计中，泄爆面积的确定必须考虑到各种变量的影响，包括容腔的尺寸与强度、燃料/氧化剂混合物的性质，
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