不同建筑类型因其内部存在的风险物质(气体、粉尘)特性、环境条件及潜在后果的差异,对泄爆墙(泄爆板系统)的设计提出了特定的要求。以下是化工厂和面粉厂的主要特殊要求对比:
化工厂的特殊要求
1. 更高的抗冲击强度与泄爆压力承受能力:
* 化工厂通常涉及的气体、蒸气或高挥发性液体。这类物质的往往具有高的峰值压力和快的压力上升速率。
* 要求: 泄爆板本身及其支撑框架、连接件必须具备高的强度和刚度,以承受巨大的冲击波而不发生整体结构失效或过早。泄爆压力值(Pred)的设计目标通常较高。
2. 耐化学腐蚀性:
* 化工环境中普遍存在腐蚀性化学品(酸、碱、溶剂等)、高温高湿环境。
* 要求: 泄爆板材料(金属板如镀锌钢、不锈钢,或特殊涂层/覆层的轻质板)及所有连接紧固件(螺栓、锚栓)必须具备优异的耐腐蚀性能,防止因腐蚀导致的强度下降、密封失效或意外。不锈钢材质应用广泛。
3. 的泄爆方向控制与安全区域规避:
* 化工威力巨大,泄放出的火焰和冲击波破坏力强。
* 要求: 泄爆口位置设计必须严格规避人员密集区、重要设备区、控制室、其他危险物质储存区以及公共区域。可能需要设计泄爆通道(泄爆导管)将危险泄放物引导至安全区域(如屋顶高空、泄爆井)。泄爆板开启方向需明确且受限。
4. 防静电与防爆要求:
* 泄爆板在过程中可能因摩擦或冲击产生火花。
* 要求: 在存在气体环境的区域,泄爆板系统应设计为防静电型或具有导静电能力,避免成为点火源。整个系统需符合相应区域的防爆等级要求。
面粉厂(粉尘环境)的特殊要求
1. 低的泄爆启动压力:
* 粉尘(如面粉、谷物粉尘)的初始压力上升速率可能不如气体快,但初始压力较低即可引发。粉尘层或云被扰动后易点燃。
* 要求: 泄爆板需要具有非常低的静态开启压力(通常在0.1 psi 到 1 psi 范围内),以便在压力积累的早期就迅速开启泄压,防止压力达到破坏性峰值。轻质脆性材料(如特定配方的纤维水泥板、特定金属薄板)或带有刻痕线的板更常用。
2. 全覆盖与无死角设计:
* 粉尘会沉降积聚在建筑物的各种表面(屋顶、墙壁、梁、设备上方)。可能在任一粉尘积聚点被点燃,并可能通过管道、设备传播(二次往往更致命)。
* 要求: 泄爆板需要在整个可能形成密闭空间的区域(尤其是屋顶和墙壁上部)进行大面积的、均匀的覆盖安装。必须避免存在无法泄爆的“死角”区域。设计需考虑粉尘可能积聚的位置。
3. 防止粉尘积聚的结构设计:
* 泄爆板本身的表面结构应尽可能光滑、倾斜(如屋顶泄爆板需有坡度),避免形成容易积尘的水平表面或凹槽。积聚在泄爆板上的粉尘不仅增加重量影响开启,本身也是燃料和点火源。
4. 密封性与抗粉层压力:
* 需要良好的密封防止粉尘渗入泄爆板缝隙,但密封不能阻碍泄爆板在低压力下开启。
* 泄爆板及其框架设计需能抵抗少量积尘产生的静载荷而不变形或意外开启,同时确保在压力下密封能瞬间被突破。
5. 材料轻量化与易碎性:
* 为了达到低的开启压力,泄爆板本身通常更轻、更薄或具有预设的薄弱环节(刻痕线),使其在较低压力下能有效或翻转。同时材料本身需不易产生火花。
共同要求与总结
* 泄爆面积计算: 两者都必须依据具体储存/处理的物质特性(Kst, Pmax值)、容器/建筑物容积、强度,严格按照标准(如NFPA 68, EN 14491, GB 50016等)进行泄爆面积计算。
* 结构完整性: 泄爆板本身、支撑框架、连接件、建筑主体结构在泄爆过程中必须保持足够的整体性,避免碎片飞溅造成二次伤害。
* 可靠性与维护: 泄爆板需在长期使用中保持功能可靠(不锈蚀、不变形、密封有效),并易于检查和更换。
差异总结: 化工厂泄爆设计首要应对高压高速和腐蚀环境,强调强度、耐腐和泄爆方向安全;面粉厂等粉尘环境则首要应对低压易触发和粉尘积聚特性,强调低开启压力、全覆盖、防积尘设计。识别风险物质特性和环境条件是设计安全有效泄爆墙的关键。