1.粉尘爆炸的特点

粉尘爆炸就是悬浮物于空气中的粉尘颗粒与空气中的氧气充分接触，在特定条件下瞬时完成氧化反应，反应中放出大量热量，进而产生高温、高压的现象。

（1）粉尘爆炸条件

很微细的可燃粉尘悬浮在空气中，并且在有点燃火源的条件下，可能发生粉尘爆炸。粉尘爆炸仅仅发生在满足以下条件时：粉尘必须是可燃的；粉尘必须能形成悬浮状的粉尘云；粉尘必须具有能够传播火焰的颗粒分布；粉尘浓度必须在可爆范围内；粉尘悬浮体必须能够引燃并与能维持火焰传播的点火源接触；粉尘所悬浮的环境中，必须含有能维持燃烧的氧气。更简单地说，粉尘爆炸必须同时同地具备下列条件：

1）可燃物粒度足够小，呈粉尘云状态分布，且浓度足够大；

2）有足够氧化剂助燃；

3）有足够能量的点火源；

4）有足够封闭空间。

（2）粉尘爆炸的参数

粉尘爆炸烈度的参数中包括最大压力上升速率(dp/dt)max、爆炸指数K_max和最大爆炸压力p_max，这三个参数都表示爆炸猛烈程度。

1）最大爆炸压力上升速率（kPa/s），最佳浓度条件下粉尘云在密闭容器中爆炸时产生的单位时间内压力上升的最大值（压力—时间曲线上升拐点处的切线的斜率）。

2）最大爆炸压力（kPa）。最佳浓度条件下粉尘云在密闭容器中爆炸时所产生的最大压力值。

3）爆炸指数K_st（kPa·m/s）。爆炸指数是粉尘爆炸压力上升速率的特征参数，由三次方根定律确定，即：

数值上与1m³容器中测得的最大爆炸压力上升速率相同。

爆炸指数K_max值越大爆炸越猛烈，即烈度越高。爆炸指数K_max值必须在国际标准规定的1m³的容器或与之等效的爆炸装置中测定，一般是在特定的20L球型装置中测定。

粉尘爆炸的感度是指粉尘点燃的难易程度，常用衡量的参数有：粉尘云最低着火温度、粉尘层最低点火温度、最小点燃能量、爆炸下限等。这些参数数值越低，感度越高，点燃爆炸越容易。

1）粉尘云引燃温度（℃）。粉尘云引燃温度是能引燃粉尘云并传播火焰的电炉内表面的最低温度。

2）粉尘云引燃温度（℃）。在热表面上5mm厚的粉层发生引燃或阴燃的最低温度。

3）最小点火能（mJ）。能够引燃粉尘云并传播火焰的电火花的最小能量。

4）爆炸下限（g/m³）。是悬浮在给定体积内可以被引燃并且维持火焰传播的最少粉尘质量与该容积之比，即为爆炸下限。

（3）粉尘爆炸的机理

可燃粉尘爆炸是建立在因粉体蒸发、热分解、升华等而生成可燃性气体的燃烧基础上的。粉尘体一经点燃，放出的热能使环境温度、压力骤升，导致附近的粉粒表面气化，并且使这些气化的粒子流迅速扩散，与空气混合，再发生燃烧；其热能又进一步促使其他粉粒气化、扩散及燃烧。这种过程进行、传播得很快，可在极短的时间内使容器内或较封闭的环境内处于高温、高压状态，从而发生粉尘爆炸。即使是通常不视为可燃性的粉体，如锌、镁、铝、钛、淀粉、肥皂粉体、酚醛树脂、聚乙烯、硬橡胶粉等，也会发生爆炸。

（4）粉尘爆炸与燃烧的区别

大块的固体可燃物的燃烧是以近于平等层向内部推进，例如煤的燃烧等。这种燃烧能量的释放比较缓慢，所产生的热量和气体可以迅速逸散。可燃性粉尘的堆状燃烧，在通风良好的情况下形成明火燃烧，而在通风不好的情况下，可形成无烟或焰的阴燃。

可燃粉尘燃烧时有几个阶段：第一阶段，表面粉尘被加热；第二阶段，表面层气化，溢出挥发分；第三阶段，挥发分发生气相燃烧。

超细粉体发生爆炸也是一个较为复杂的过程，由于粉尘云的尺度一般较小，而火陷传播速度较快，每秒几百米，因此在粉尘中心发生火源点火，在不到0.1s的时间内就可燃遍整个粉尘云。在此过程中，如果粉尘已燃尽，则会生成最高的压强；若未燃尽，则生成较低的压强。可燃粒子是否能燃完，取决于粒子的尺寸和燃烧深度。

（5）可燃粉尘分类

粉体按其可燃性可划分为两类：一类为可燃；一类为非可燃。可燃粉体的分类方法和标准在不同的国家有所不同。

我国按爆炸指数K_max值将粉尘爆炸猛烈程度分为三级。爆炸指数K_max>0～20.0的粉尘爆炸等级为S_t1级；爆炸指数K_max>20.0～30.0的粉尘爆炸等级为S_t2级；爆炸指数K_max>30.0的粉尘爆炸等级为S_t3级。

2.粉尘爆炸的引爆和发展因素

粉尘爆炸的形成，除了上述的点火源、传播条件及粉体可燃性外，粉体的化学成分、浓度、粉粒的大小及形状、环境的温、湿度及压力，空气的含氧量等都是牵引粉尘爆炸的重要原因。而这些条件在许多实际生产场所又是较易满足的，因而，防止粉尘爆炸是不可忽视的问题。

（1）化学成分

在粉尘爆炸过程中，粉尘颗粒与氧气发生化学反应，氧气消耗的速率即爆炸的发展过程与粉尘的化学性质有关。然而粉尘的化学构成只能定性地给出该粉尘是否易于发生爆炸的一般趋势。这主要是因为燃烧着的粉尘颗粒的机理是复杂的，特别是在颗粒很小时，如纯金属这样的元素可能完全气化；而如果颗粒较大时，燃烧生成固态氧化物和氮气。对于碳氢化合物，其最终生成物可能是二氧化碳、水蒸气和氮气。

反应可能是均相、非均相或是通常两者均有的过程，确定化合物和官能团的可爆性程度是困难的。一般在有机物中，如果有COCH、OH、NH₂、NO、C=NC≡N和N=N的官能能团时就会增加爆炸的危险性；用铝钙和锌取代氢，也同样能增加爆炸的危险性；而混入卤素或用钾、钠取代氢，则趋向于减弱其可爆性。

（2）粉尘颗粒大小

粉尘的颗粒大小是影响反应过程的最重要的因素之一。这是因为反应是发生在固体的表面，因此发生氧化反应和热传导的有效面积，对爆炸过程有很大的影响。当固体颗粒尺寸渐渐减小，其表面积递增时，粉尘就更易燃、易爆。因此，对于给定的物质，其危险性随着颗粒尺寸减小而逐渐增大，爆炸的后果也将更严重，如图2-5所示。

在工业生产环境中，一定物质的颗粒，通常有一定的大小范围。大颗粒的存在使其可爆性的综合效应显著下降，粘聚力会使非常细的粒子结块，这些结块如果在粉尘弥散时没有分散也会使细粉尘爆炸威力减小。这就必定存在一个情况，即颗粒直径达到足够大时，这种粉尘不能起爆。由于在某种过程中粗颗粒互相摩擦，可能产生一些细末，所以粗糙物质也可能发生爆炸。

（3）粉尘浓度

与易燃气体相似，可燃粉尘与空气混合时也具有上、下限的可爆范围。目前对于粉尘爆炸上限还没有很好的定义，并且很难确定；爆炸下限或最小可爆浓度，是指在一个给定容积中能够传播火焰的最小质量的悬浮粉尘。在可爆范围的浓度，有助于火焰的传播。实际的粉尘浓度，将会影响粉尘爆炸的猛烈程度，如图2-6所示。

图2-5 颗粒大小对易爆性的影响

图2-6 粉尘浓度对易爆性的影响

（4）湿度

粉末常常含有一定的水分，其数量取决于粉末的亲水性。周围环境湿度能从两个不同的角度减小粉尘的可爆性。一方面可使粉末结团，难于弥散点火和传播火焰；另一方面作用于潮湿粉尘的热量首先用于蒸发粉尘中的水分，然后才用于燃烧过程。粉尘湿度增大，提高了其最小点火温度，增加了最小点火能量和最小可爆浓度。我们很难找到一个足以防止爆炸发生的所谓最大湿度，因为这是随着粉末的化学性质和颗粒大小而变化的。一些农作物粉尘的湿度超过15%将能防止爆炸的发生。一般认为工业场合中粉尘湿度超过30%时，不易引起爆炸。

（5）点火源

可爆粉尘悬浮物只有在上述条件均满足，并且具有足够能量的点火源时，才能发生爆炸，在工业中可能出现不同形式的各种可能的点火源，但可归结为两种情况：一是个整个粉尘悬浮物的温升；二是局部地方出现高的能量输入。粉尘悬浮物的引燃温度一般在300～600℃范围内，最小点火能一般在几毫焦耳到几焦耳。在工业场合中经常会出现火焰、热表面、炽热材料、电火花或静电火花、焊接或切割、摩擦火花等点火源。这些点火能量的大小也会影响粉尘的爆炸指数。

粉尘云气相中氧浓度的增加，会使爆炸的烈度与感度都会增加，如图2-7所示。最大爆炸压力与最大压力上升速率都随氧浓度的降低而减小，粉尘浓度可爆范围变狭。

图2-7 氧气浓度对最大爆炸压力与最大压力上升速率的影响

（6）紊流

在工业的粉尘/空气体系中，紊流的出现几乎是不可避免的，特别是用气流传输粉末的情况下，在粉尘爆炸开始时已经存在一定程度的紊流，并随着火焰面传播，粉尘紊流程度还将提高。在粉尘爆炸过程中，对紊流程度予以定量是困难的。可燃粉尘的紊流将提高爆炸的危险性，这是由于改善了氧气接近粉尘表面的条件，使固/气表面的反应迅速加快，并相应地增强了传热过程，引起更高的爆炸压力。初始紊流程度对最大压力上升速率的增加有很大影响，而最大压力只是稍有增加。

因为紊流是一个与粉尘爆炸过程和发展有相当大的关系的因素，因此用于测定粉尘爆炸危险性的试验方法应该产生至少相当于工业环境中的紊流条件，以使研究结果能有效地应用到实验中去。

另外，粉尘悬浮物的初始压力和温度对爆炸过程也有影响。

3.爆炸的预防措施

防止粉尘爆炸的措施一般是采用良好的除尘系统来控制和预防粉尘爆炸。防止管线上有粉末积聚。要严格控制火源，如明火、热表面、焊接或切割、电火花等。防止爆炸的另一个有效方法是用隋性气体来减小氧浓度，这种方式虽然有效，但在有些场合不可能实现，并且需要有很大的投资。

（1）防爆的结构设计措施

本体结构的特殊设计中，为防止除尘器内部构件可燃粉尘的积灰，所有梁、分隔板等应设置防尘板，而防尘板斜度应小于70°。灰斗的溜角大于70°，为防止因两斗壁间夹角太小而积灰，两相邻侧板应焊上溜料板，消除粉尘的积沉，考虑到由于操作不正常和粉尘湿度大时出现灰斗结露堵塞，设计灰斗时，在灰斗壁板上对高温除尘器增加蒸汽管保温或管状电加热器。为防止灰斗蓬料，每个灰斗还需设置仓壁振动器或空气炮。

1台除尘器少则2～3个灰斗，多则5～8个，在使用时会产生风量不均引起的偏斜，各灰斗内煤粉量不均，且后边的灰量大。

为解决风量不均问题，在结构可以采取以下措施：①在风道斜隔板上加挡风板，如图2-8所示。挡板的尺寸需根据等风量和等风压确定；②再考虑到现场的实际情况的变化，在提升阀杆与阀板之间采用可调，使出口高h为变化值，以进一步修正；③在进风支管设风量调节阀，设备运行后对各箱室风量进行调节，使各箱室风量差别控制在5%以内。

图2-8 风道斜隔板及挡风板

（2）设备接地措施

防爆除尘器因运行安全需要常常露天布置，甚至露天布置在高大的钢结构上，根据设备接地要求，设备接地避雷成为一项必不可少的措施，但是除尘器一般不设避雷针。

除尘器所有连接法兰间均增设传导性能较好的导体，导体形式可做成卡片式，也可做成线条式。线条式导体如图2-9所示。卡片式导体如图2-10所示。无论采用哪一种形式导体，连接必须牢固，且需表面处理，有一定耐腐蚀功能，否则都将影响设备接地避雷效果。

图2-9 线条式导体

图2-10 卡片式导体

（3）配套部件防爆

在除尘器防爆措施中选择防爆部件是必不可少的。防爆除尘器忌讳运行工况中的粉尘窜入电气负载内而诱发诱导产生爆炸危险。除尘器运行时，电气负载、元件在电流传输接触时，甚至导通中也难免产生电击火花，放电火花诱导超过极限浓度的尘源气体爆炸也是极易发生的事。电气负载元件必须全部选用防爆型部件，杜绝爆炸诱导因素产生，保证设备运行和操作安全。例如，脉冲除尘器的脉冲阀、提升阀用的电磁阀都应当用防爆产品。

（4）防止火星混入措施

在处理木屑锅炉、稻壳锅炉、铝再生炉和冶炼炉等废气的袋式除尘器中，炉子中的已燃粉尘有可能随风管气流进入箱体，而使堆积在滤布上的粉尘着火，造成事故。

为了防止火星进入袋式除尘器，应采取如下措施：

1）设置预除尘器和冷却管。图2-11所示为设有旋风除尘器或隋性除尘器作为预除尘器，以捕集粗粒粉尘和火星。用这种方法太细的微粒火星不易捕集，多数情况下微粒粉尘在进入除尘器之前能够燃尽。在预除尘器之后设置冷却管道，并控制管内流速，使之尽量低。这是一种比较可靠的技术措施，它可使气体在管内有充分的停留时间。

2）冷却喷雾塔。预先直接用水喷雾的气体冷却法。为保证袋式除尘器内的含尘气体安全防火，冷却用水量是控制供给的。大部分燃烧着的粉尘一经与微细水滴接触即可冷却，但是水滴却易气化，为使尚未与水滴接触的燃烧粉尘能够冷却，应有必要的空间和停留时间。

在特殊情况下，采用喷雾塔、冷却管和预除尘器等联合并用，比较彻底地防止火星混入。

3）火星捕集装置如图2-12所示。在管道上安装火星捕集装置是一种简便可行的方法。还有的在火星通过捕集器的瞬间，可使其发出电气信号，进行报警。同时，停止操作或改变气体回路等。

图2-11 预除尘器和冷却管

图2-12 火星捕集器

1—烟气入口 2—导流叶片 3—烟气出口 2—灰斗 5—支架

火星捕集器设计要求如下：

①火花捕集器用于高温烟气中的火花颗粒捕集时，设备主体材料一般采用15M_O3或16M_O，对梁、柱和平台梯子等则采用Q235，火花捕集器作为烟气预分离器时除旋转叶片一般采用15Mn外，其他材料可采用Q235；

②设备进出口速度一般在18～25m/s；

③考虑粉尘的分离效果，叶片应一定的耐磨措施和恰当的旋转角度；

④设备结构设计要考虑到高温引起的设备变形。

（5）控制入口粉尘浓度和加入不燃性粉料

袋式除尘器在运转过程中，其内部浓度分布不可避免地会使某部位处于爆炸界限之内，为了提高安全性，避开管道内的粉尘爆炸上下限之间的浓度。例如，对于气力输送和粉碎分级等粉尘收集工作中，从设计时就要注意到，使之在超过上限的高浓度下进行运转；在局部收集等情况下，则要在管路中保持粉尘浓度在下限以下的低浓度。

图2-13是利用稀释法防止火灾的一例。在收集爆炸性粉尘时，由于设置了吸尘罩，用空气稀释了粉尘，在管道中浓度远远低于爆炸下限。从系统中间向管道内连续提供不燃性粉料，如黏土、膨润土等，在除尘器内部对爆炸性粉尘加于稀释，以便防止发生爆炸和火灾的危险。

图2-13 用稀释法防止爆炸起火

（6）采用防静电滤袋

在除尘器内部，由于高浓度粉尘随在流动过程中互相摩擦，粉尘与滤布也有相互摩擦都能产生静电，静电的积累会产生火花而引起燃烧。对于脉冲清灰方式，滤袋用涤纶针剌毡，为消除涤纶针剌毡易产生静电不足，滤袋布料中纺入导电的金属丝或碳纤维。在安装滤袋时，滤袋通过钢骨架和多孔板相连，经过壳体连入车间接地网。对于反吹风清灰的滤袋，已开发出MP922等多种防静电产品，使用效果都很好。

（7）检测和消防措施

为防范于末然，在除尘系统上可采取必要的消防措施。

①消防设施。主要有水、CO₂和隋性灭火剂。对于水泥厂主要采用CO₂，而钢厂可采用氮气。

②温度的检测。为了解除尘器温度的变化情况，控制着火点，一般在除尘器入口处灰斗上分别装上若干温度计。当温度异常升高则发出报警或与防燃烧装置联锁进行消防。

③CO的检测。对于大型除尘设备因体积较大，温度计的装设是很有限的，有时在温度计测点较远处发生燃烧现象难于从温度计上反映出来。可在除尘器出口处或灰斗装设一台CO检测装置，以帮助检测，只要除尘器内任何地方发生燃烧现象，烟气中的CO便会升高，此时把CO浓度升高的报警与除尘系统控制联锁，以便及时停止系统除尘器运行。

4.粉尘爆炸的防护技术措施

一般防护方式有三种，一是增加装置的强度，使之能承受最大爆炸压力。这种方法只能用于小的装置，并且要考虑防止爆炸火焰通过连接处向外传播。二是爆炸泄压，这是较为方便和经济的方法，是首先可选择的方案。三是抑爆，使用在有毒粉尘或不能开泄压口的装置。

（1）泄爆基本原理

泄爆是指在爆炸初始或扩展阶段，将围包体内高温高压燃烧物，通过围包体强度最低的部分（即泄压口），向安全方向泄出，使围包体免遭破坏的技术。如图2-14所示，曲线A是在无泄压装置，足够大的强度容器中，粉尘爆炸压力随时间变化情况。容器强度为p_s的容器上开一小泄压口，其他条件不变，则压力与时间的关系如曲线B所示，最大泄爆压力超过了容器的强度，容器仍被破坏。如泄压口开得足够大，最大泄爆压力如C线所示，低于容器的强度，容器不会因爆炸而破坏。

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图2-14 典型的未泄爆的压力随时间变化曲线

（2）设计参数

①泄爆压力与泄爆压力上升速率。粉尘泄爆时，围包体内的压力因泄爆而降低，但又因粉尘在继续爆炸而升高，二者综合的结果是减小了泄爆时的压力与压力上升速率，使爆炸压力上升到一最大值，即泄爆压力，然后随时间延长不断降低，如果泄爆面积足够大，泄爆压力上升速率会下降到零，甚至负值。在所有粉尘浓度范围内泄爆压力、泄爆压力上升速率值中最大的值即为最大泄爆压力、最大泄爆压力上升速率，泄爆设计是用此值。

②开启静压。开启静压越小，围包体泄爆越早。泄压面积一定时，低开启压力比高开启压力产生的泄爆压力小，如果要达到同样大小的泄爆压力，则开启压力小的所需泄压面积小。

开启压力受工艺要求的制约。开启压力太小，稍受干扰（如大气流动对泄压盖会产生吸力等）就会打开泄爆口，影响生产操作。

泄爆盖质量越大，惯性越大，需要的开启静压就越大，打开的时间也越长。

③爆炸指数K_max。爆炸指数K_max越大，最大压力上升速率越大，则需要更大的泄压面积。表2-23列出了的一些粉尘的爆炸性可作为参考。但由于粉尘特性往往差别较大，而且测试条件不同，往往同名称的粉尘爆炸性差别甚大，因此设计前应将粉尘送往专门机构测定。

④粉体分布均匀程度。计算泄压面积的诺谟图，是指爆炸容器内粉体均匀分布情况而言的。如果粉体分布不均匀，所需泄压面积比诺谟图计算出的要小。

⑤泄压口外爆炸压力。对St1级均匀粉尘云，最大泄爆压力小于等于0.1MPa、开启压力小于等于0.01MPa时，在立方形贮罐的泄压口外距离为R_s=0.25L_F..H处，出现最大峰压，其值可由下式估算：

p_max.a=0.02p_red._max(A)^0.1(V)^0.18 （2-28）

式中 p_max.a——泄压口外最大峰压（MPa）；

A——泄爆面积（m²）；

V——围包体的容积（m³）。

距离泄压口为r处产生的峰压为

p_r=p_max.a(R_s/r)^1.5 （2-29）

式中 p_r——泄压口外峰压（MPa）；

p_max.a——泄压口外最大峰压（MPa）；

R_s——泄压口至p_max.a的距离（m）；

r——距泄压口距离（m）。

表2-23 可燃粉尘的爆炸性

⑥除尘器本体强度。在设计本体强度时，首先应知道除尘器本体最弱部分的强度和要求的安全水平。如果发生爆炸，本体除了不允许破裂外，是否允许存在永久非弹性变形。如果不允许，则为抗压设计水平，如果允许，则是抗冲击设计水平。二者不同之处是，前者要求能承受最大爆炸压力（或初始压力增大后的最大爆炸压力），与压力容器设计相同，其最大允许应力最高不应超过2/3屈服强度极限，而后者最大允许应力不得超过屈服强度极限，如图2-15所示。

图2-15 钢板应力-应变示意图

（3）泄爆设计计算

除尘器耐内压能力小于0.02MPa泄压面积的计算如下：

①扩展诺谟图法。最大泄爆压力在0.02>p_red.max>0.005MPa；开启压力不大于下式的值：

p_mat=p_red._max/2 （2-30）

式中p_mat——开启压力（MPa）；

p_red.max——最大泄爆压力（MPa）；

泄爆（盖）板的惯性尽可能小，最大为10kg/m²；

围包体容积不超过1000m³；

围包体长径比不超过5；

未考虑泄爆导管的影响。

计算泄爆面积时，可根据爆炸指数K_max与最大泄爆压力从扩展诺谟图（见图2-16）查出与最大泄爆压力p_red.max相应的A_V/V²/3值x，再从下式计算出相应的泄压面积：

A_V=xV^2/3 （2-31）

式中 A_V——泄压面积（m²）；

V——围包体容积（m³）；

x——查表所得A_V/V²/3值。

图2-16 扩展诺谟图（适用于0.02>p_red.max>0.005MPa）

②低强度泄爆方程。适用于最大泄爆压力不大于0.01MPa的除尘器设备外壳等，且最大泄爆压力至少超过开启压力0.0024MPa；泄爆盖的开启压应尽可能低，当开启压力低至0.001或0.0015MPa时，应考虑室外风的吸开问题。泄爆口应尽可能均匀分布。初始压力为大气压。

泄爆方程

A_V=CA_s/(p_red.max.a-p_o)^1/2 （2-32）

式中 A_V——泄爆面积（m²）；

A_s——围包体总内表面积（包括墙、地板和天花板，但不包括承受压力的隔墙）（m²）；

p_red.max.a——最大泄爆压力（绝对压力）（MPa）；

p_o——初始环境压力（绝对压力）（MPa）；

C——泄爆方程常数，决定于粉尘种类［（kPa）^1/2］。其值根据粉尘的爆炸等级采用表2-24。

的推荐值，也可根据粉尘爆炸指数K_max的大小而采用表2-25的推荐值：

因初压为大气压，p_red.max为最大泄爆压力（kPa）（表压），故下式为

V_A=CA_s/(p_red.max)^1/2 （2-33）

表2-24 泄爆方程常数（一）

表2-25 泄爆方程常数（二）

如果泄爆口均匀分布于长形的围包体上，则式没有长径比的限制。因此应用该式于长形围包体泄爆时，应使泄爆口沿长度方向尽可能均匀和对称分布，以消除后坐力和降低最大爆炸压力。

对非圆或方形截面积则可用当量直径进行计算。下式用于长形围包体且在一端泄爆的限制条件为：

L_m≤12A/B（2-34）

式中 L_m——围包体最大的尺寸（m）；

A——横截面积（m²）；

B——横截面周长（m）。

（4）泄爆装置

1）泄爆装置分类如下

2）泄爆装置的要求。泄爆装置的设计应按照过程处理物料的理化性质、粉尘爆炸指数K_max、操作温度和压力、生产中压力波动情况，有否反向压力变化情况，要求的开启压力、泄爆口尺寸、围包体容积及其长径比、特殊和通常的操作条件、允许的最大泄爆压力、围包体材料、有关的泄爆膜强度、有关泄爆框的材料、所需泄压的总面积、安装条件及尺寸等，并满足以下要求：

①有准确的开启压力；

②起动惯性小，一般要求泄爆关闭物不超过10kg/m²；

③开启时间尽可能短，而且不能阻塞泄爆口；

④要避免冰雪、杂物覆盖和腐蚀等因素使实际开启压力值增大；

⑤在泄爆门密封处以微弱的热消除冰冻，避免增加开启压力；

⑥避免爆炸装置碎片对人员和设备造成危害；

⑦要防止泄爆后泄爆门关闭围包体内产生负压，使围包体受到破坏；因此在泄爆门旁应设合适的负压消除装置，以消除负压；

⑧要防止大风流过泄压口时将泄爆盖吸开；

⑨泄压口应安装安全网，以免人失误落入，网孔应大一些，以免减小泄爆面积。

3）泄爆膜。泄爆膜一般有框将其固定在围壳体上，它适用于操作较简单，对开启压力严格的场合，但要设计合理，应经专门机构检验合格后使用。泄爆膜开启压力允许误差为设计开启压力值的±25%。过程操作压力一般取泄爆膜开启压力的50%～70%，要避免泄爆膜错误打开。泄爆膜的孔径不应太大，以避免容器内压力波动时，使膜颤动而降低寿命。

开启压力随膜的厚度、机械加工的缺陷、湿度、老化和温度有很大变化，开启压力与膜厚成正比，与面积成反比。很多膜片是电的绝缘材料，由于电荷的建立，引起粉尘的聚积从而影响开启压力，故应使泄爆膜与密封垫都具有导电性，并接地。接地电阻值不大于10Ω。在高温条件下，如需要泄爆口隔热，可以在泄爆膜两边与绝热材料组合在一起。泄爆膜和爆破片的材料应选：

①抗拉强度低；

②耐腐蚀性好；

③抗老化抗疲劳性能好；

④尽可能轻，使开启时惯性小，动作时间短；

⑤如在高温下使用时，则要选择耐高温的材料。

4）专卖爆破片。爆破片是设计在较准确的指定开启压力爆破的泄爆装置，因此是专业厂家生产的。一般采用刻有沟纹的金属片（最常用的是不锈钢）和聚四氟乙烯薄膜；对高温生产环境，也有采用如铝膜或镍膜等金属材料组成。其技术要求是：

①设计开启压力值；

②开启压力允许偏差值指实际开启压力相对于设计开启压力值的偏差。开启压力越大，允许偏差越小。当开启压力为0.005MPa时，允许偏差值为设计值的±10%；

③适用温度、压力、湿度、介质。

图2-17 泄爆板型安全孔

5）泄爆板。泄爆板是固定于框夹上，其固定松紧程度小于泄爆片（见图2-17），爆炸时泄爆硬板被弹出迅速打开泄爆口。泄爆板质量应轻些，易弹出。其技术指标与安全性能应经专门机构检验后方可使用。

泄爆板应有链条联接，以免射出时伤人。

泄爆板要有一定的抗负压能力。

为了密封好，必要时可设夹紧装置（如摩擦力、弹簧或永久磁铁等）将泄爆板闩紧，但要注意这时开启压力会有增大。

泄爆板不应被钉死或被其他物体压着。

6）泄爆门。较轻的泄爆门一般用于设备、容器或管道上；重型泄爆门，一般包括泄爆瓣阀和管道泄爆瓣阀。较轻的泄爆门泄爆效率不应低于70%；较重的泄爆门效率不应低于60%。应按安装开启压力调整控制泄爆开启压力的关键部件，如夹紧机构、泄爆门的惯性。泄爆门在安装之前均要通过专门机构泄压能力检验和机械强度检验。泄爆门应有一定的强度，以免泄爆时损坏，但必须与贮罐的强度相匹配。泄爆后，泄爆门应及时关闭，以防止空气进入围包体使粉尘继续燃烧。应安装吸气门，以平衡因泄爆后围包体内空气冷却而产生的负压使围包体变瘪损坏。泄爆门一般由泄爆盖、固定轴、夹紧元件、密封件安装部件组成。它包括手动开关和自动关闭两种，如图2-18所示。

图2-18 弹簧型泄爆门

管道泄爆门一般要求在同样的泄爆面积下，其强度比容器泄爆门大，因为爆炸火焰在管道内传播时的加速作用，引起压力升高，特别是在管端或转弯处。管道泄爆门可平行管轴安装或在管端垂直于管轴安装，在夹角很小的两管道连接处安装换向泄爆阀，泄爆后可再关闭泄爆门。

7）泄爆瓣阀。泄爆瓣阀适用于生产操作比较严格，需要将泄爆口在泄压后及时关闭，以免空气进入系统引起二次爆炸或干扰生产，或避免爆炸混合物伤害环境或避免空气进入，破坏系统的真空等情况。爆炸频率较高的高压可燃气或混杂物泄爆宜采用这种设备。泄爆瓣阀紧锁装置装有阻尼系统或限制架，它可限制孔口开度，也可防止翻转和联杆弯曲。

其技术要求是：

①由于泄爆瓣阀开启速度较上述泄爆装置慢，所以同样的泄爆面积其最大泄爆压力要比其他类型泄爆装置大，故其泄压面积应根据实验结果加大。

②泄爆瓣阀原则上开启45°就能自由泄爆；

③泄爆瓣阀的强度必须与被保护设备自身的强度相匹配；

④应避免泄爆产生的负压使围包体破坏；

⑤泄爆率不得低于60%。