防爆门泄爆影响因素及其面积计算方法
泄爆（explosion venting）是在爆炸压力达到设备的抗爆强度之前，通过设备上特定的薄弱环节将压力释放出去的一种控爆技术。
泄爆是一种被动防护技术，它不能阻止爆炸的发生，但可以控制设备内部的最大爆炸压力，不至于因爆炸而使设备破裂，从而避免碎片飞出伤人和火源喷出伤人。
因此，泄爆的根本目的在于将爆炸对设备、人员造成的损失降至最低。
泄爆面积的确定是泄爆技术得以正确实施的关键。
传统的泄爆设计方法比较简单，通常采用泄压面积/体积比法，如国标“建筑防火设计规范GBJ 16-87”中规定“对于有爆炸危险的厂房，应采取泄爆防护，泄压面积/体积比为0.05～0.22，对于爆炸危险性较大的介质应取大值”；
在化工设计标准中采用的泄压面积/体积比值一般为0.066（即每100m3容积需开设泄爆面积6.6m2）。
该方法简便易于使用，而且对于强度较低的厂房等建筑设备比较合适，但对于强度较高的类似金属筒仓来说，往往会导致不切实际的结果。
例如，一筒仓直径为3m，高为14.2m，则体积为100m3，若泄爆面积取6.6m2，则筒仓几乎全部敞开（全部横截面积为7m2）才能满足要求，这显然在工艺上是难以做到的。
随着人们对粉尘爆炸研究的不断深入，发现泄爆面积的选取需要综合考虑多方面的因素，主要包括：
1、设备本身的特征，如容积、形状（圆的或方的）、长径比、抗爆强度等；
2、处理粉尘的爆炸特性，如最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率、爆炸指数等；
3、泄爆装置的特性，如开启速度、开启压力、安装位置等。
只有综合、全面考虑以上各个方面的因素，才能科学、合理地进行泄爆设计。
目前，国际上关于泄爆的专业标准是：美国“Guide for Venting of Deflagrations， NFPA68 2007”。
以上标准（也是本次招标技术规范书要求的）在泄爆设计时基本上都考虑了上文提到的影响泄爆的各个因素。
按照中国电力工程顾问集团公司发布的企业标准（Q/DG1-J003-2009）《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术导则》7.4.6.2条款有以下计算方法。
1、泄爆面积计算方法一
根据煤质特性（最大爆炸压力、爆炸烈度指数等）、一次风管道尺寸等数据通过计算确定防爆门有效面积（参见附录C、附录D）。
在计算时一次风道容积按风道断面积乘8倍当量直径计算，另外考虑磨煤机的适当容积。
表1磨煤机泄爆面积计算参数表
|
名称 |
Pmax |
Kst |
Pstat |
Pred |
L/D |
V |
|
数值 |
1.05MPa |
9.5MPa.m/s |
0.02MPa |
0.03MPa |
＜2 |
90m3 |
|
10.5bar |
95bar.m/s |
0.2bar |
0.3bar |
＜2 |
90m3 |
按照美国标准NFPA68-2007，粉尘及其杂混物爆炸时，当设备的特征尺寸即长径比<2时可按式（8.2.2）计算泄爆面积，公式如下：
Av=1.10-4×（1+1.54Pstat4/3）×Kst×V0.75×[（Pmax/Pred）-1]0.5
式中：
Av：泄放面积（m2）；
Pstat：泄放装置静态动作压力（bar）；
Kst：爆炸指数bar.m/s；
V：具有危险的容积（m3）；
Pred：爆燃泄放减低后的压力（bar）；
Pmax：爆燃时的最大压力（bar）。
将表1中数据代入上式可得泄爆面积为0.98m2。
结论：
以提供的数据为基础，按美国标准NFPA68－2007进行计算，并结合电厂实际运行工况，合理的泄爆方案为：在每台磨煤机热一次风道安装2台DN800的泄爆门，防爆门可倾斜安装。
表2泄爆方案（每台磨煤机）
|
方案 |
泄爆门尺寸 |
泄爆门数量 |
单台泄爆面积 |
|
1 |
DN800 |
2台 |
0.5m2 |
2、泄爆面积计算方法二
按中国电力工程顾问集团公司发布的企业标准（Q/DG1-J003-2009）《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术导则》中条款（如下）计算。
在靠近磨煤机进口的一次风管道上装设泄爆装置，一次风管道强度按一次风机试验台（TB点）压头设计。
防爆门的额定动作压力等于或略低于一次风机试验台压头。
防爆门泄压面积应不小于一次风管道截面积的50%-70%。
公式如下：Av=S×（50%～70%）/η
式中
Av：泄放面积（m2）；
S：风道截面积；
η：泄爆效率；
可得泄爆面积为Av=1.45×1.45×（0.5-0.7）/0.9=0.95-1.32m2 |
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