消防安全技术实务第一篇消防基础知识第三章爆炸

第一节 爆炸的定义及分类

爆炸是物质从一种状态迅速转变成另一种状态,并在瞬间放出大量能量的现象,通常伴有发光和声响。

一、爆炸的定义

爆炸指在周围介质中瞬间形成高压的化学反应或状态变化,通常伴有强烈放热、发光和声响。爆炸由物理变化和化学变化引起的。在发生爆炸时,势能(化学能或机械能)突然转变为动能,有高压气体生成或释放出高压气体,这些高压气体随之做机械功。一旦发生爆炸,将会对邻近的物体产生极大的破坏作用,这是由于构成爆炸体系的高压气体作用到周围物体上,使物体受力不平衡,从而遭到破坏。

二、爆炸的分类

通常将爆炸分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。其中物理爆炸和化学爆炸最为常见。

化学爆炸又分为炸药爆炸、可燃气体爆炸和可燃粉尘爆炸。

粉尘爆炸一般应具备三个条件:一是粉尘本身是可燃的;二是粉尘必须悬浮在空气中,并且其浓度处于一定的范围;三是有足以引起粉尘爆炸的引火源。

粉尘爆炸的特点:

1.与可燃气体爆炸相比,粉尘爆炸压力上升和下降速度都较缓慢,较高压力持续时间长,释放能量大,爆炸的破坏性和对周围可燃物的烧毁程度较严重。而且,有的粉尘爆炸会因多次爆炸,反应速度和爆炸压力呈现跳跃式加快和升高,具有离起爆点越远越严重的特点。

2.粉尘爆炸产生的气浪会使其沉积粉尘扬起,在新的空间内形成爆炸性混合物,从而可能会发生二次爆炸。二次爆炸往往比初次爆炸压力更大,破坏更严重,在连续化生产系统中,二次爆炸甚至可能连续出现,形成连锁爆炸,有的能达到爆轰的程度。

3.粉尘爆炸比气体爆炸所需的点火能大、引爆时间长、过程复杂,所以,可利用这一点,通过仪器装置探测爆炸的前兆,及时采取措施有效遏制爆炸的发生。

影粉尘爆炸的因素:粉尘本身的物理化学性质、粉尘浓度、环境条件、可燃气体和惰性气体的含量、引火源强度或点火方式以及容器的大小、结构等。

第二节 爆炸极限

爆炸极限一般认为是物质发生爆炸必须具备的浓度范围。可燃的气体、蒸汽或粉尘与空气混合后,遇火会发生爆炸的最高或最低浓度,称为爆炸浓度极限,简称爆炸极限。能引起爆炸的最高浓度称为爆炸上限,能引起爆炸的最低浓度称为爆炸下限,上限和下限之间的间隔称为爆炸范围。

一、气体和液体的爆炸极限

气体和液体的爆炸极限通常用体积分数(%)表示。可燃气体在氧气中的爆炸极限要比在空气中的爆炸极限范围大。

部分可燃气体在空气和氧气中的爆炸极限
部分可燃气体在空气和氧气中的爆炸极限

除助燃物条件外,对于同种可燃气体,其爆炸极限受以下四个方面的影响:

(1)火源能量。引燃混合气体的火源能量越大,可燃混合气体的爆炸极限范围越宽,爆炸危险性越大。

(2)初始压力。可燃混合气体初始压力增加,爆炸范围增大,爆炸危险性增加。例外:干燥的一氧化碳和空气的混合气体初始压力上升,其爆炸极限范围缩小。

(3)初温。混合气体初温越高,混合气体的爆炸极限风范围越大,爆炸危险性越大。

(4)惰性气体。可燃混合气体中加入惰性气体,会使爆炸极限范围变小。

二、可燃粉尘的爆炸极限

粉尘爆炸极限是粉尘和空气混合物遇火源能发生爆炸的最低浓度(下限)和最高浓度(上限),通常用单位体积中所含粉尘的质量(g/m³)表示。爆炸下限是通常用的。爆炸下限越低的粉尘,爆炸的危险性越大。

部分粉尘的爆炸特性
部分粉尘的爆炸特性

三、爆炸极限在消防上的应用

爆炸极限是评价可燃气体、液体蒸汽、粉尘等物质火灾危险性的主要参数之一。一般来说,爆炸极限范围越大或爆炸下限越低,就越容易形成爆炸混合物,可燃物的火灾爆炸危险性就越大。爆炸极限称为评定生产和储存场所火灾危险性的依据之一。根据场所火灾危险性,可进一步确定建筑物耐火等级、防火间距、电气设备选用、建筑消防设施以及灭火救援力量的配备等。

第三节 典型爆炸危险源及典型防爆技术

一、典型爆炸危险源

(一)典型爆炸性物质

爆炸性气体、易燃液体和闪点低于或等于环境温度的可燃液体、爆炸粉尘或易燃纤维等统称为爆炸性物质。在大气条件下,气体、蒸汽、薄雾、粉尘或纤维状的易燃物质与空气混合,点燃后,燃烧将在整个范围内寻书传播的混合物,称为爆炸性混合物。

1.爆炸性物质的分类

Ⅰ类。主要为矿井甲烷。

Ⅱ类。主要为爆炸性气体混合物(含蒸汽、薄雾)。

Ⅲ类。主要为爆炸性粉尘(含纤维)。如铝粉、锌粉、硅铁粉、镁粉、铁粉、铝材加工研磨粉、各类塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木粉、奶粉、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等。

2.常见的爆炸性物质

液化石油气、天然气、煤粉、铝粉、面粉。

(二)典型爆炸性场所

1.爆炸品储存场所

2.爆炸品传输管道

3.爆炸品生产场所。

二、典型防爆技术

爆炸灾害防治技术应从预防和减灾两个角度出发,前者旨在管控生产工艺过程中发生爆炸的必要条件,是最根本、最有效的方法;后者旨在干预火灾爆炸发生过程,减轻事故后果。

(一)主要预防措施

1.控制爆炸混合物浓度

(1)生产工艺本质安全化控制。

(2)防止可燃物质泄漏。

(3)通风控制。

(4)检测控制。保持系统内可燃物浓度不高于爆炸下限的25%。

2.控制氧化剂浓度

3.控制点火源

常见引发爆炸的引火源
常见引发爆炸的引火源

(二)主要减灾措施

爆炸抑制技术、爆炸阻隔技术、爆炸泄放技术。

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