管道内可燃气体爆炸研究进展_梁春利
管道内可燃气体爆炸研究进展
梁春利* 李 芳
(大连理工大学化工学院)
摘 要 主要对管道内可燃气体爆炸近二十年来的实验和数值模拟研究的进展情况进行了评述,以便从整体上了解这一方向目前的研究程度、研究热点和研究方法。并对管道内可燃气体爆炸研究的发展前景提出了展望。
关键词 气体爆炸 火焰传播 障碍物 火焰速度 数值模拟 管道
现代工矿业火灾大都起因于可燃气体的爆炸,而发生在管道及其类似结构内的爆炸占据相当大的比例。对此类爆炸的研究,不仅可以为预防和控制火灾提供实用、可靠的依据,还可以探索管道内可燃气体爆炸过程中的功能转换问题,为可燃气体爆炸的应用开辟道路。
爆炸对工业装备和房屋建筑等产生的结构性破坏主要是可燃气体燃烧产生的压力波所致,因而对于可燃气体火焰阵面的加速传播的研究具有重要意义。本文从实验和数值模拟两个方面对近二十年来的研究进展情况进行评述。
1 实验研究
19世纪20年代,就有人开始了管道内可燃气体爆炸的实验研究。Chapma n开创了有障碍物管道中的火焰传播研究工作。其结果表明,当火焰穿过管道中周期排列的圆环片时,由于这种节流障碍物对速度的扰动,火焰不断加速,甲烷/空气预混火焰速度可超过400 m/s,而在光管中其相应的速度只有6m/s。而后, Evans等[1]在实验中发现,当火焰穿过金属丝网时,也发生火焰加速现象。20世纪70年代末至90年代初,研究管道中的火焰加速现象出现一个高潮,人们在不同形状的管道中研究障碍物对火焰加速的影响。其中M o en等[2]指出,即使是较小的障碍物也会由于障碍物的扰动而引起火焰加速,导致管内压力急剧上升,管内超压是无障碍物时的8.8倍。此后管道内火焰加速现象引起了广泛的关注。 近些年来,研究者在前人工作的基础之上,对于管道内的可燃气体爆炸进行了大量深入的研究,实验涉及障碍物对火焰传播加速的影响、爆燃转爆轰过程和火焰倒置等方面内容。
1.1 障碍物对火焰传播加速的影响
K.-H.Oh等[3]在密闭方管中进行一系列的实验。实验方案如下:在阻塞率为0、44.4%和66.7%的情况下,对浓度为4%、4.5%、5%和6%的L PG(液化石油气)进行组合实验。实验结果表明,最后的爆炸压力及其上升速率不受内置障碍物阻塞率的影响,只与混合气体的浓度有关。然而,密闭管道内可燃气体的爆炸情况与实际生产管道内的情况相差很大,主要是由于实际工程中的爆炸通常是在气体流动、管道敞开的情况下发生的,因而密闭管道内的实验研究相对少些。
周凯元等[4]对直管道内无障碍物的情况进行了研究。对于相等的点火距离,密闭端点火比开口端点火的火焰速度大7倍,其中点火距离指火焰加速段的长度。对于同样的气体和同样的点火距离情况,得出的结论是:较小管径的管道中火焰的传播速度也较小。研究者还对管道中设置加速环的情况进行了实验研究。实验结果表明:管道内障碍物对火焰加速度的影响主要取决于加速环个数,而环间距的影响居次要地位。在同样的点火条件下,当管内有障碍物(加速环)时,与没有障碍物时相比,火焰速度增加了67%～177%,并且指出点火能量的影响仅限于火焰传播的初期。以上实验是在激波管中进行的,管道内壁光滑,其结果比较理想。
*梁春利,男,1973年10月生,硕士研究生。大连市,116012。
38管道内可燃气体爆炸研究进展
然而对于一个内壁产生腐蚀或被污垢污染并有大量凸起物附着在内表面的管道,将会比一个具有光滑内壁
的管道产生更大的火焰加速度。目前,还没有人在这方面做出对比研究。
桂晓宏等[5]进行了一系列管道内瓦斯爆炸的实验研究。实验结果见表1。从表1中可以看出,随着障碍物的增多,火焰的传播速度明显增大,障碍物对火焰有显著的加速作用。在障碍物相同的条件下,长径比为20时的火焰速度最大。表1
瓦斯爆炸过程中火焰的传播规律测定结果
序号障碍物长径比L /D 速度m ?s -1序号障碍物
长径比L /D 速度
m ?s -11无2097.71420177.12无3673.22436125.03无5036.13450119.84无6030.6446096.45无7014.2547058.66220139.86620245.07236111.37636230.0825098.78650240.0926076.59660222.010
2
7037.810670201.0
研究者还发现冲击波阵面的强度与火焰的速度有关,即当火焰速度小于100m/s 时,超压较小,反映出冲击波阵面的强度较弱,此时冲击波可近似处理成声波,引起的结构破坏较小;一旦火焰加速达到200m/s 量级,则会引起严重的湍流效应,这种高速火焰的压力波所引起的爆炸波的破坏效应与爆轰波产生的破坏效应相当,产生的结构破坏的程度很大。以上这些数据和结论对抑制矿井内瓦斯爆炸大有帮助。
K.-H.O h 等[3]采用截面为0.2×0.2m 、长度为
0.9m 的方管进行实验。在管道中无障碍物的情况下,L PG 的火焰速度随着点火距离的增加而增大。而后,研究者对管道内设置障碍物的爆炸过程进行研究,经分析得出结论:由于障碍物产生了旋涡,致使障碍物正后方的火焰速度有所下降。随着旋涡的破碎和火焰阵面的拉伸,火焰的湍流和热扩散导致障碍物后面的火焰传播加速。同时,研究者还指出开口管道内障碍物的阻塞率是一个非常重要的参数,它对火焰的传播速度和爆炸压力有很大的影响。
M asri 等[6]进行了一系列管道内可燃气体的爆炸实验,综合研究了障碍物的形状、尺寸和阻塞率对管道内可燃气体爆炸过程的影响。障碍物形状包括圆形、三角形、方形、菱形、平板,阻塞率范围在10%～75%。
研究结果表明:(a )障碍物的形状对火焰初始发展阶段的影响不大。火焰接近障碍物时的燃烧速度大约是层
流燃烧速度的1.5倍;(b )由于障碍物形状不同,火焰阵面前的未燃气体流动扭曲程度也不同。扭曲导致火
焰在障碍物与容器侧壁之间的喷射,扭曲程度不同导致障碍物后的旋涡流速大小不同;(c)在各种形状的障碍物中,矩形横截面障碍物引起最大的火焰加速,而圆形横截面障碍物则引起最小的火焰加速。对于存在圆形横截面障碍物的湍流燃烧,绕流后的火焰重新连接相当迅速,持续时间极短,所以障碍物后的火焰加速较低;(d)爆炸过程中的最大超压通常随阻塞率的增大而升高,但升高的比率取决于障碍物的几何形状,在各种形状的障碍物中,平板形障碍物引起的超压最高,圆柱形障碍物最低。由此可见,障碍物的几何形状、阻塞率对可燃气体爆炸过程具有很大的影响。1.2 爆燃转爆轰实验的研究
对于管道内可燃气体爆炸来说,爆燃过程对生产生活危害不大,而爆轰过程的破坏性极大,因而对爆燃转爆轰过程的研究具有实际意义。
Net tlet on [7]在其管道内可燃气体爆炸的实验中得出一个基本结论:在爆燃转爆轰的过程中,压力和火焰阵面的速度都达到最大值。
Chr isto ph [8]在其实验中定量分析了爆燃转爆轰过程。为了拍摄到爆燃转爆轰的图片,实验在透明的聚碳酸酯管道中进行,管道(内径69mm,壁厚10mm,长25m )内的可燃气体为按化学计量组成的丙烷/空气预混气体,密闭端点火,火焰从左边向右边开口端传播。管道内可燃气体爆轰过程如图1所示。
图1 管道内丙烷/空气爆轰的过程
图1所示白色的平行实线为管壁,从第一幅图可以看到可燃气体点燃后的火焰,很微弱,勉强可以见到。第二幅图为大约100L s 后,突然出现的相当明亮的火焰,此时表明爆燃转爆轰过程发生了。其他四幅图为爆燃转爆轰后的过程。由测定的结果得出的基本结论是:(a )爆燃转爆轰的过程发生在大约一个管径的很短范围内;(b)对于丙烷来说,在紧临转爆点的火焰阵面的速度不超过2300m /s ,对乙烯来说不超过2900m /s ,对氢气来说不超过2500m/s;(c)在爆燃转爆轰过程中,与火焰亮度的瞬间增加相比,火焰阵面速度增加相对平
39
《化工装备技术》第27卷第2期2006年
缓,在正负5个管径的范围内只增加最大火焰速度的20%。
1.3 对火焰倒置现象的研究
在管道内可燃气体爆炸的研究中,还有一种奇怪的现象,即火焰阵面在传播过程中发生倒置,之后这种形状保持稳定传播,形状有如郁金香的花瓣,因而也形象地称为郁金香火焰。文献中第一次有关这种火焰倒置现象的记载是1883年M allar d 在可燃气体爆炸实验中观察到的,而后于1928年Ellis 出版了第一张火焰倒置的照片。在这之后,人们就试图用各种机制来解释倒置火焰的成因。一种说法是这种倒置是弧形火焰与管壁相互挤压而形成的,还有的说是管内未燃气体的旋涡形成的等等。其中Str ehlo w 认为这种火焰倒置现象是泰勒不稳定性产生的,但是缺乏有力的证据来证实
他们的观点。
图2 火焰倒置的形成过程
近来Cla net [9]等用高速摄像机研究倒置火焰的形成。如图2所示,由左向右的发火焰阵面依次为倒置火焰形成之前、之中和之后,这三幅重叠的图片时间间隔都为2.2ms 。研究者证明了St rehlow 的观点:火焰倒置现象是泰勒不稳定性的表现,这种不稳定是火焰阵面末端加速形成的,而在火焰倒置的形成过程中,流体的粘度和声波的影响并不是主要的。在实验和分析的基础上,研究者用一个简单的几何模型解释了火焰传播和火焰形状的不同阶段的显著特征。同时,得出只要火焰厚度相对于管道尺寸很小,火焰倒置的特征时间只与层流燃烧速度、管道半径和无量纲的气体爆炸系数有关。研究者所建立的几何模型使人们更深入地认识了管道内可燃气体爆炸过程中火焰的发展阶段。 此外,还有许多研究者[10]对复杂、特定工况下的连通管道内可燃气体的爆炸进行了研究,得出很多有用的结论,值得参考。
2 数值模拟研究
2.1 数值模拟进展
早期Klein 等人就采用数值方法对管道内可燃气体爆炸中的层流火焰传播进行研究,当时他们已经不用近似步骤,而直接用迭代法寻求精确解。但只是针对比较简单或笼统的反应动力学问题进行研究。 而后随着实验研究的深入和理论模型的成熟,以及计算机的出现和发展,数值模拟成为解决管道内可燃气体爆炸问题的重要手段之一。
目前范宝春研究组先后发表关于管道内可燃气体爆炸的一系列文章,其文章都是基于湍流的k-E 湍流模型和改进的EBU -Ar rihenius 燃烧模型,利用SI M PL E 格式对可燃混合气体进行数值求解。陈志华等[11]针对大型卧式管中火焰加速诱导激波现象,建立了二维均相反应模型,并以戊烷/空气燃烧为例进行了数值求解。其计算结果显示:在管内点火时,因燃烧产物膨胀推动火焰两侧质点流动导致火焰阵面附近湍流动能加强,从而使管内燃烧速率提高,而燃烧速率的提高推动燃烧产物膨胀加速。杨宏伟等[12]模拟了障碍物和摩擦管壁在三维空间中导致火焰加速的现象并分析了导致火焰加速的机理。结果表明,障碍物和管壁对火焰都有明显的加速作用,且障碍物的加速作用更明显。障碍物的存在对火焰的形状影响很大,无障碍物时火焰阵面成“3”字形状,有障碍物时火焰阵面因障碍物的存在而变形。姚海霞等[13]对有障碍物情况下的湍流加速火焰现象建立了二维均相反应模型。障碍物对流
场的影响不仅考虑到采用空度函数,还考虑了障碍物对流动产生的附加阻力的作用。壁面边界层区域则采用壁面函数法处理。其计算结果模拟了障碍物诱导的湍流与燃烧耦合作用下的流场的发生和发展的全过程,揭示了障碍物、湍流、火焰之间相互加速的正反馈机理。范宝春等对因障碍物的作用而发生的爆炸现象进行了三维空间的数值模拟,计算结果描述了火焰加速和激波生成的过程[14]。
以上文献都是基于标准k-E 湍流模型的,通过对可压缩压力的修正,提出可压缩湍流反应模型,模拟了大尺度管道中预混火焰的加速过程,取得了一些建设性的结果,但该模型没有考虑湍流马赫数的影响。因为在有障碍物的管道中,火焰速度很容易达到声速或超声速,故必须考虑湍流马赫数的影响。现有的研究表明[15],随着湍流马赫数的增大,流体的可压缩性会引起湍流结构及湍流动力性能的变化,如果忽略湍流马赫数效应,将难以准确估计湍流的影响,从而不能准确模拟高速及超高速湍流流动。
40管道内可燃气体爆炸研究进展
余立新等[16]正是基于以上的考虑,用湍流马赫数修正的非稳态可压缩性k-E-f-gr四方程湍流模型,模拟半开口狭长管道中重复布置障碍物引起的湍流火焰加速现象。结果表明:(1)由于障碍物的存在,火焰穿过障碍物时发生变形,火焰阵面严重扭曲,反应区越来越长,临近出口处(第24个障碍物附近),反应区长度达1m,而在第一个障碍物附近,反应区只有5cm左右,前者为后者的20倍,充分说明障碍物产生的扰动对加强燃烧和湍流输运的影响很大。(2)随着火焰向前传播,气体急剧膨胀,火焰速度逐渐上升。
Huld[17]模拟了密闭管道内氢气/空气的火焰阵面的火焰倒置的形成过程,计算过程中把自适应网格机制应用于火焰阵面,把温度作为调整网格粗细的依据。这样可以大大提高计算效率,这种自适应网格机制也为模拟工业级、大尺度的管道内可燃气体爆炸提供参考。
P eter[18]对M asri[6]的实验进行二维数值模拟。从大量的模拟结果中得出结论:超压的最大值出现在两个喷射状火焰在障碍物后面的通道中间合二为一时。模拟中详细地描述了可燃气体被点燃以后,以层流机制开始向前传播,遇到障碍物后,火焰在障碍物与管侧壁之间以喷射状传播。随着火焰与障碍物后面的回流区域相互作用,火焰由层流变为湍流,在此过程中超压也随着增加。当两个喷射状火焰在障碍物后的通道中间合二为一时,超压达到最大值。模拟的结果与M asr i[6]的实验所拍摄的图片相符合。
以上研究者采用CF D代码对管道内可燃气体爆炸进行了研究,除了范宝春[14]提及激波的形成之外,文献中均未对爆燃转爆轰过程进行模拟。可见,在管道内可燃气体爆炸过程中,爆燃转爆轰过程的数值模拟尚需进一步的研究。
2.2 数值解法
本文所指的数值模拟就是建立一个可以用来描述管道内可燃气体爆炸过程的方程组,然后利用各种数值算法进行求解的过程。方程组包括:质量方程、动量方程、能量方程、组分方程、湍流方程、燃烧模型方程以及理想气体状态方程。
求解上述方程组的数值解法有有限差分法、有限容积法和有限分析法等。其中有限差分法是求得偏微分方程数值解的最古老的方法,在气体爆炸数值计算中得到广泛采用。总的来说,在规则区域的结构网格上,有限差分是十分简单而有效的,而且很容易引入对流项的高阶格式。其不足是离散方程的守恒性难以保证,而最严重的缺点则是对不规则区域的适应性差。尽管如此,目前还有许多研究者在应用这种方法解决一
些管道内可燃气体爆炸问题。
而有限容积法是20世纪60年代由Spalding和P atanker共同形成的研究数值传热和流体流动的计算方法。用有限容积法导出的离散方程可以保证具有守
恒性,对区域形状的适应性也比有限差分法要好,且由于其概念简明、实施过程简单、数值特性优良而获得了
广泛的应用。根据不同的统计资料,世界上每年发表的计算传热学的论文中有50%～70%是用有限容积法完
成的,笔者提到的数值模拟工作大多基于此种方法完成。
其它的数值算法如有限分析法和有限元法等,由于自身的特点,不适合对管道内可燃气体爆炸问题进
行求解。另外,对于管道内可燃气体爆炸过程也可以用一些商业软件如著名的Fluent、Sta r-CD和P hoenix等来求解,但由于这类软件毕竟是基于现今计算流体力学的研究成果开发的,因而对于探索性的研究不适合,
只适于完成一些工程上的问题。
3 结束语
目前,对于管道内可燃气体爆炸,人们已经清楚地认识到火焰传播加速的传播机理,而对某些新的过程
和某些特定的工况下的可燃气体爆炸还有待研究,而爆燃转爆轰的过程在管道内可燃气体爆炸研究中处于
非常重要的位置,并且逐渐成为研究热点,同时火焰倒置现象使人们更加深入地认识了管内可燃气体爆炸过
程中火焰形状的发展变化。
对于管道内可燃气体爆炸,实验研究是研究一种
新的基本现象的唯一方法。其目的,一是为理论研究提供基础数据或验证理论结果的正确性,二是希望通过
真实的工业可燃气体爆炸试验得出具有工程意义的结论。而数值研究作为一种成本低、速度快、具有模拟真
实条件的能力的研究手段,还要进一步寻求更加合理的数学模型和数值解法,把合理性、经济性同工程问题
结合起来,解决实际问题。只有把实验研究和数值模拟结合起来,发挥各自的优势,形成互补,才能对管道内
可燃气体爆炸进行更深入的研究。
参 考 文 献
1 E vans M W,Sch eer M D,Schoen L J,et al.A s tudy of
h igh velocity flames d eveloped by g rids in tubes.Ind Proc
of3rd Sym posium(Internation al)on Combus tion th e
C om bustion Institute.Pittsbu rgh:1949:168-185
2 M oen I O,Lee J H S.Pr ess ure development du e to turbulent flame propagation in larg e-scale methane-air exp https://www.360docs.net/doc/ce15678003.html,bus tion and Flam e,1982,47:31-52
(下转第64页)
41
《化工装备技术》第27卷第2期2006年
溶解氧扩散到这一点的速度减漫,形成了在腐蚀点四周的溶解氧浓度大于此腐蚀点的溶解氧浓度的情况,这样,它的四周便成为阴极,腐蚀点本身成为阳极,腐蚀将继续进行。此时腐蚀所产生的Fe2+会通过疏松的二次产物层慢慢向外扩散,当它遇到水中的OH-或O2等时,便又产生新的二次产物,积累在原有的二次产物层中。所以,二次产物越积越厚,形成了鼓包,鼓包下面则越腐蚀越深,形成陷坑直到穿孔。
4.4 材料组织的因素
从材质鉴定试验结果表明,该炉的材质性能符合GB713-86《锅炉用碳素钢和低合金钢板》中相应的规定,但在金相分析中发现的6级带状组织是一种组织缺陷,这也是加速金属腐蚀的影响因素之一。
5 预防措施
5.1 加强水质管理
修复钠离子交换器,加强水处理人员培训。在使用锅炉时,不仅要监督给水质量,同时还要监测炉水的Cl-含量、碱度和pH值,遇有超标时,应查明原因,及时采取相应的补救措施,使锅炉给水和炉水均符合国家标准。
5.2 加强给水除氧处理
增设除氧装置,或采用化学除氧法,如亚硫酸钠除氧、海绵铁除氧、有机药剂除氧、催化树脂除氧等等。
5.3 加强停炉保养工作
短期停炉可采用湿法保护,长期停炉可采用干法保护或气相缓蚀剂法保护等。防止空气进入停用的锅炉内,保持锅炉的金属表面充分干燥。
5.4 加强对烟管的定期检查
当发现烟管有腐蚀破裂倾向时,应及时更换,以免运行中爆管。
参 考 文 献
1 GB1576-2001工业锅炉水质标准.
2 张辉,等.工业锅炉水处理技术.上海:学苑出版社, 2004:340-360
3 肖作善,等.热力发电厂水处理.北京:中国电力出版社,2000:428-431
(收稿日期:2005-10-11)
(上接第41页)
3 K.-H.Oh,H.Kim,J.-B.Kim,S.-E.Lee,A study on the obstacle-induced variation of the gas explosion characteris tics.Journal of Los s Prevention in th e Process In dustries,2001,14:597-602
4 周凯元,李宗芬.丙烷-空气爆燃波的火焰面在直管道中的加速运动.爆炸与冲击,2000,20(2):137-142
5 桂晓宏,林伯泉.火焰速度与超压关系.淮南工业学院学报,1999,19(4):14-18
6 M as ri A R,Ibrahim S S,Nehzat N,Green A R.
E xperimental study of pr emixed flame pr opagation over
various s olid obs tructions.Exp erimental T hermal and Fluid Science,2000,21:109-116
7 Nettleton M A(1997).Gas eous deton ations.London, New York:Chapman and Hall,1997.
8 Chris top h Kers ten.Inves tigation of deflagrations and detonations in pip es and flame arresters by h igh-speed framin g.Journ al of Loss Prevention in the Process Industries,2004,17:43-50
9 Clanet C,Searby G.On th e“T ulip flame”phenomenon.
Comb ustion&Flame,1996,105(1):225-238
10 M ich ele M aremonti,Gennaro Russ o,Ernesto S alzan o, Vincenzo T ufan o.Numerical s imulation of g as explosions in linked vess els.Journ al of Loss Pr even tion
in the Process Indu stries,1999,12:189-194
11 陈志华,范宝春,李鸿志.管内均相湍流燃烧加速的数值模拟.爆炸与冲击,2003,23(4):337-342
12 杨宏伟,范宝春,李鸿志.障碍物和管壁导致火焰加速的三维数值模拟.爆炸与冲击,2001,21(4):259-260 13 姚海霞,范宝春,李鸿志.障碍物诱导的湍流加速火焰流场的数值模拟.南京理工大学学报,1999,23(2):109-112 14 范宝春,姜孝海,谢波.障碍物导致甲烷-氧气爆炸的三维数值模拟.煤炭学报,2002,27(4):271-273
15 Sarkar S,Erlebacher G,Hvs saini M yetal.T he analys is an d modeling of dilatational terms in com pres sible turbulence.Journal of Fluid M echanias,1991,227:473 -493
16 余立新,孙文超,吴承康.障碍物管道中湍流火焰发展的数值模拟.燃烧科学与技术,2003,9(1):11-15
17 Huld T,Peter G.Numer ical sim ulation of explosion phenomena in indus tr ial environm ents.Journal of Hazar dous M aterials,1996,46:185-195
18 Peter Naam ans en,Daniele Baraldi.S olution adaptive CFD simulation of premixed flam e propagation over various solid ob structions.Jour nal of Loss Prevention in the Process Indu stries,2002,15:189-197
(收稿日期:2005-04-30)
64一台锅炉因腐蚀引起烟管爆管事故原因分析和预防措施
常见气体的爆炸极限
常见气体的爆炸极限 气体名称化学分子式/在空气中的爆炸极限(体积分数) / % 下限(V/V) 上限(V/V) 乙烷C2H6 3.0 15.5 乙醇C2H5OH 3.4 19 乙烯C2H4 2.8 32 氢气H2 4.0 75 硫化氢H2S 4.3 45 甲烷CH4 5.0 15 甲醇CH3OH 5.5 44 丙烷C3H8 2.2 9.5 甲苯C6H5CH3 1.2 7 二甲苯C6H5(CH3)2 1.0 7.6 乙炔C2H2 1.5 100 氨气NH3 15 30.2 苯C6H6 1.2 8 丁烷C4H10 1.9 8.5 一氧化碳CO 12.5 74 丙烯C3H6 2.4 10.3 丙酮CH3COCH3 2.3 13 苯乙烯C6H5CHCH2 1.1 8.0
空气中体积浓度在5.0％～15％之间时，遇火源会爆炸，否则就不会爆炸。可可燃气（粉尘）的重量百分数表示（克／米*或是毫克／升）。爆炸极限是一个气体分级和确定其火灾危险性类别的依据。我国目前把爆炸下限小于是10％的可燃气体等，都需要知道该场所存在的可燃气体（蒸气、粉尘）的爆炸极限数值。（将可燃气体（蒸气、粉尘）的浓度控制在爆炸下限以下。为保证这一点，在制定安全生产警等。 空气(氧气或氧化剂)均匀混合形成爆炸性混合物，其浓度达到一定的范围时，遇到明火度称为爆炸浓度上限，爆炸浓度的上限、下限之间称为爆炸浓度范围。可可燃物质的爆炸极限受诸多因素的影响。如可燃气体的爆炸极限受温度、压力、合物中所占体积的百分比(％)来表示的，表5—3中一氧化碳与空气的混合物的爆炸极限为359／m3可燃粉尘的爆炸上限，因为浓度太高，大多数场合都难以达到，一般很少，爆炸所产生的压力不大，温度不高，爆炸威力也小。当可燃物的浓度大致相当于反应当宽，其爆炸危险性越大，这是因为爆炸极限越宽则出现爆炸条件的机会越多。爆炸下限炸条件。生产过程中，应根据各可燃物所具有爆炸极限的不同特点，采取严防跑、冒、滴容器里或管道里逸出，重新接触空气时却能燃烧，因此，仍有发生着火的危险。 反应时，爆炸所析出的热量最多，产生的压力也最大，实际的反应当量浓度稍高于计算的热量和压力就会随着可燃物质在混合物中浓度的增加而减小；如果可燃物质在混合物中的全燃烧时在混合物中该可燃物质的含量。根据化学反应计算可燃气体或蒸2C0+02+3．76N2=2C02+3．76N2 根据反应式得知，参加反应0％=29．6％(三)爆炸极限的影响因素爆炸极限通常是在常含氧量、惰性气体含量、火源强度等因素的变化而变化。1．初始温度 爆炸危险性。2．初始压力增加混合气体的初始压力，通常
常见气体的爆炸极限完整版
常见气体的爆炸极限 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
常见气体的爆炸极限 气体名称化学分子式/在空气中的爆炸极限 (体积分数) / % 下限(V/V) 上限(V/V) 乙烷 C2H6 乙醇 C2H5OH 19 乙烯 C2H4 32 氢气 H2 75 硫化氢 H2S 45 甲烷 CH4 15 甲醇 CH3OH 44 丙烷 C3H8
甲苯 C6H5CH3 7 二甲苯 C6H5(CH3)2 乙炔 C2H2 100 氨气 NH3 15 苯 C6H6 8 丁烷 C4H10 一氧化碳 CO 74 丙烯 C3H6 丙酮 CH3COCH3 13 苯乙烯 C6H5CHCH2
炸，这个浓度范围称为爆炸极限(或爆炸浓度极限)。形成爆炸性混合物的最低浓度称为爆炸浓度下限，最高浓度称为爆炸浓度上限，爆炸浓度的上限、下限之间称为爆炸浓度范围。可燃性混合物有一个发生燃烧和爆炸的浓度范围，即有一个最低浓度和最高浓度，混合物中的可燃物只有在其之间才会有燃爆危险。可燃物质的爆炸极限受诸多因素的影响。如可燃气体的爆炸极限受温度、压力、氧含量、能量等影响，可燃粉尘的爆炸极限受分散度、湿度、温度和惰性粉尘等影响。可燃气体和蒸气爆炸极限是以其在混合物中所占体积的百分比(％)来表示的，表5—3中一氧化碳与空气的混合物的爆炸极限为12．5％～80％。可燃粉尘的爆炸极限是以其在混合物中所占的比重(g／m3）来表示的，例如，木粉的爆炸下限为409／m3，煤粉的爆炸下限为359／m3可燃粉尘的爆炸上限，因为浓度太高，大多数场合都难以达到，一般很少涉及。例如，糖粉的爆炸上限为135009／m3，煤粉的爆炸上限为135009／m3，一般场合不会出现。可燃性混合物处于爆炸下限和爆炸上限时，爆炸所产生的压力不大，温度不高，爆炸威力也小。当可燃物的浓度大致相当于反应当量浓度(表中的30％)时，具有最大的爆炸威力。反应当量浓度可根据燃烧反应式计算出来。可燃性混合物的爆炸极限范围越宽，其爆炸危险性越大，这是因为爆炸极限越宽则出现爆炸条件的机会越多。爆炸下限越低，少量可燃物(如可燃气体稍有泄漏)就会形成爆炸条件；爆炸上限越高，则有少量空气渗入容器，就能与容器内的可燃物混合形成爆炸条件。生产过程中，应根据各可燃物所具有爆炸极限的不同特点，采取严防跑、冒、滴、漏和严格限制外部空气渗入容器与管道内等安全措施。应当指出，可燃性混合物的浓度高于爆炸上限时，虽然不会着火和爆炸，但当它从容器里或管道里逸出，重新接触空气时却能燃烧，因此，仍有发生着火的危险。(二)爆炸反应当量浓度的计算爆炸性混合物中的可燃物质和助燃物质的浓度比例恰好能发生完全化合反应时，爆炸所析出的热量最多，产生的压力也最大，实际的
可燃气体爆炸知识
爆炸下限(LEL)概念介绍[防爆知识] 爆炸下限(LEL)概念介绍 可燃性气体检测报警器选用“%LEL”作为可燃性气体的测量单位及衡量标准，下面介绍关于LEL的相关概念。 “LEL”是指爆炸下限。可燃气体在空气中遇明火种爆炸的最低浓度，称为爆炸下限(Lower Explosion Limited)，简称LEL。可燃气体在空气中遇明火种爆炸的最高浓度，称为爆炸上限(Upper Explosion Limited),简称UEL。 可燃性气体的浓度过低或过高时是没有危险的，只有与空气混合形成混合气或更确切地说遇到氧气形成一定比例的混合气才会发生燃烧或爆炸。燃烧是伴有发光发热的激烈氧化反应，它必须具备三个要素：可燃物（燃气）；助燃物（氧气）；点火源（温度）。可燃气的燃烧可以分为两类，一类是扩散燃烧，即挥发的或从设备中喷出、泄漏的可燃气，遇到点火源 混合燃烧。另一类燃烧，是可燃气与空气混合着火燃烧，这种燃烧反应激烈而速度快，一般会产生巨大的压力和声响，又称之为爆炸。燃烧与爆炸没有严格的区分。 有关权威部门和专家已经对目前发现的可燃气作了燃烧爆炸分析，制定出了可燃性气体的爆炸极限，它分为爆炸上限和爆炸下限。低于爆炸下限，混合气中的可燃气的含量不足，不能引起燃烧或爆炸，高于上限混合气中的氧气的含量不足，也不能引起燃烧或爆炸。另外，可燃气的燃烧与爆炸还与气体的压力、温度、点火能量等因素有关。爆炸极限一般用体积百分比浓度表示。 爆炸极限是爆炸下限、爆炸上限的总称，可燃气体在空气中的浓度只有在爆炸下限、爆炸上限之间才会发生爆炸。低于爆炸下限或高于爆炸上限都不会发生爆炸。因此，在进行爆炸测量时，报警浓度一般设定在爆炸下限的25%LEL 以下。一般可燃气体检测仪的测量范围为0～100%LEL。
案例家具厂火灾爆炸事故分析完整版
案例家具厂火灾爆炸事 故分析 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
案例42某家具厂火灾爆炸事故分析某家具厂厂房是一座四层楼的钢筋混凝土建筑物。第一层楼的一端是车间，另一端为原材料库房，库房内存放了木材、海绵和油漆等物品。车间与原材料库房用铁栅栏和木板隔离。搭在铁栅栏上的电线没有采用绝缘管穿管绝缘，原材料库房电闸的保险丝用两根铁丝替代。第二层楼是包装、检验车间及办公室。第三层楼为成品库。第四层楼为职工宿舍。 由于原材料库房电线短路产生火花引燃库房内的易燃物，发生了火灾爆炸事故，导致17人死亡，20人受伤，直接经济损失80多万元。 1．按照《中华人民共和国安全生产法》的要求，该厂负责人接到事故报告后，应当做什么、不得做什么? 参考答案 该厂负责人接到事故报告后应当做的是： (1)应当迅速采取有效措施组织抢救，防止事故扩大，减少人员伤亡和财产损失。 (2)立即如实报告当地负有安全生产监督管理职责的部门。 该厂负责人接到事故报告后不应当做的是： (1)不得隐瞒不报、谎报或者拖延不报。 (2)不得故意破坏现场、毁灭有关证据。 2．该事故调查组应由哪些部门组成调查组的主要职责是什么
参考答案 (1)事故调查组应包括安全生产监督管理部门、公安部门、监察部门、工会。 【《生产安全事故报告和调查处理条例》第二十二条规定，根据事故的具体情况，事故调查组由有关人民政府、安全生产监督管理部门、负有安全生产监督管理职责的有关部门、监察机关、公安机关以及工会派人组成，并应当邀请人民检察院派人参加。 事故调查组可以聘请有关专家参与调查。】 (2)该事故调查组的主要职责 ①查明事故发生的过程、人员伤亡、经济损失情况。 ②查明事故原因。 ③确定事故性质。 ④确定事故责任。 ⑤提出事故处理意见。 ⑥提出防范措施。 ⑦写出事故调查报告。 【《生产安全事故报告和调查处理条例》第二十五条事故调查组履行下列职责： （一）查明事故发生的经过、原因、人员伤亡情况及直接经济损失； （二）认定事故的性质和事故责任；
爆炸极限的计算方法
爆炸极限的计算方法 1 根据化学理论体积分数近似计算 爆炸气体完全燃烧时，其化学理论体积分数可用来确定链烷烃类的爆炸下限，公式如下： L下≈0.55c0 式中 0.55——常数； c0——爆炸气体完全燃烧时化学理论体积分数。若空气中氧体积分数按20.9%计，c0可用下式确定 c0=20.9/（0.209+n0） 式中 n0——可燃气体完全燃烧时所需氧分子数。 如甲烷燃烧时，其反应式为 CH4+2O2→CO2+2H2O 此时n0=2 则L下=0.55×20.9/（0.209+2）=5.2由此得甲烷爆炸下限计算值比实验值5%相差不超过10%。 2 对于两种或多种可燃气体或可燃蒸气混合物爆炸极限的计算 目前，比较认可的计算方法有两种： 2.1 莱?夏特尔定律 对于两种或多种可燃蒸气混合物，如果已知每种可燃气的爆炸极限，那么根据莱?夏特尔定律，可以算出与空气相混合的气体的爆炸极限。用Pn表示一种可燃气在混合物中的体积分数，则： LEL=（P1+P2+P3）/（P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3）（V%） 混合可燃气爆炸上限： UEL=（P1+P2+P3）/（P1/UEL1+P2/UEL2+P3/UEL3）（V%） 此定律一直被证明是有效的。 2.2 理?查特里公式 理?查特里认为，复杂组成的可燃气体或蒸气混合的爆炸极限，可根据各组分已知的爆炸极限按下式求之。该式适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃气体混合物。 Lm=100/（V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln） 式中Lm——混合气体爆炸极限，%； L1、L2、L3——混合气体中各组分的爆炸极限，%； V1、V2、V3——各组分在混合气体中的体积分数，%。 例如：一天然气组成如下：甲烷80%（L下=5.0%）、乙烷15%（L下=3.22%）、丙烷4%（L下=2.37%）、丁烷1%（L下=1.86%）求爆炸下限。 Lm=100/（80/5+15/3.22+4/2.37+1/1.86）=4.369 3 可燃粉尘 许多工业可燃粉尘的爆炸下限在20-60g/m3之间，爆炸上限在2-6kg/m3之间。 碳氢化合物一类粉尘如能完全气化燃尽，则爆炸下限可由布尔格斯-维勒关系式计算： c×Q=k
常见可燃气体爆炸上下限
常见可燃气体爆炸上下 限 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
常见可燃气体爆炸上、下限
什么是可燃气体的爆炸极限、爆炸上限、爆炸下限 可燃气体的爆炸极限： 可燃气体（蒸气）与空气的混合物，并不是在任何浓度下，遇到火源都能爆炸，而必须是在一定的浓度范围内遇火源才能发生爆炸。这个遇火源能发生爆炸的可燃气浓度范围，称为可燃气的爆炸极限（包括爆炸下限和爆炸上限）。不同可燃气（蒸气）的爆炸极限是不同的，如氢气的爆炸极限是％～％（体积浓度），意思是如果氢气在空气中的体积浓度在％～％之间时，遇火源就会爆炸，而当氢气浓度小于％或大于％时，即使遇到火源，也不会爆炸。甲烷的爆炸极限是％～15％意味着甲烷在空气中体积浓度在％～15％之间时，遇火源会爆炸，否则就不会爆炸。 可燃粉尘爆炸极限的概念与可燃气爆炸极限是一致的。 爆炸极限一般用可燃气（粉尘）在空气中的体积百分数表示（％），也可以用可燃气（粉尘）的重量百分数表示（克／米*或是毫克／升）。 爆炸极限是一个很重要的概念，在防火防爆工作中有很大的实际意义： （1）它可以用来评定可燃气体（蒸气、粉尘）燃爆危险性的大小，作为可燃气体分级和确定其火灾危险性类别的依据。我国目前把爆炸下限小于是10％的可 燃气体划为一级可燃气体，其火灾危险性列为甲类。
（2）它可以作为设计的依据，例如确定建筑物的耐火等级，设计厂房通风系统等，都需要知道该场所存在的可燃气体（蒸气、粉尘）的爆炸极限数值。 （3）它可以作为制定安全生产操作规程的依据。在生产、使用和贮存可燃气体（蒸气、粉尘）的场所，为避免发生火灾和爆炸事故，应严格将可燃气体 （蒸气、粉尘）的浓度控制在爆炸下限以下。为保证这一点，在制定安全生 产操作规程时，应根据可燃气（蒸气、粉尘）的燃爆危险性和其它理化性 质，采取相应的防范措施，如通风、置换、惰性气体稀释、检测报警等。 可燃性气体的浓度过低或过高它是没有危险的，它只有与空气混合形成混合气或更确切地说遇到氧气形成一定比例的混合气才会发生燃烧或爆炸。燃烧是伴有发光发热的激烈氧化反应，它必须具备三个要素：a、可燃物（燃气）；b、助燃物（氧气）；c、点火源（温度）。可燃气的燃烧可以分为两类，一类是扩散燃烧，即挥发的或从设备中喷出、泄漏的可燃气，遇到点火源混合燃烧。另一类燃烧，是可燃气与空气混合着火燃烧，这种燃烧反应激烈而速度快，一般会产生巨大的压力和声响，又称之为爆炸。燃烧与爆炸没有严格的区分。 有关权威部门和专家已经对目前发现的可燃气作了燃烧爆炸分析，制定出了可燃性气体的爆炸极限，它分为爆炸上限（英文upper explode limit的简写UEL）和爆炸下限（英文lower explode limit的简写LEL）。低于爆炸下限，混合气中的可燃气的含量不足，不能引起燃烧或爆炸，高于上限混合气中的氧气的含量不足，也不能引起燃烧或爆炸。另外，可燃气的燃烧与爆炸还与气体的压力、温度、点火能量等因素有关。爆炸极限一般用体积百分比浓度表示。
常见可燃气体爆炸上下限
常见可燃气体爆炸上、下限
什么是可燃气体的爆炸极限、爆炸上限、爆炸下限 可燃气体的爆炸极限： 可燃气体（蒸气）与空气的混合物，并不是在任何浓度下，遇到火源都能爆炸，而必须是在一定的浓度范围内遇火源才能发生爆炸。这个遇火源能发生爆炸的可燃气浓度范围，称为可燃气的爆炸极限（包括爆炸下限和爆炸上限）。不同可燃气（蒸气）的爆炸极限是不同的，如氢气的爆炸极限是4.0％～75.6％（体积浓度），意思是如果氢气在空气中的体积浓度在4.0％～75.6％之间时，遇火源就会爆炸，而当氢气浓度小于4.0％或大于75.6％时，即使遇到火源，也不会爆炸。甲烷的爆炸极限是5.0％～15％意味着甲烷在空气中体积浓度在5.0％～15％之间时，遇火源会爆炸，否则就不会爆炸。 可燃粉尘爆炸极限的概念与可燃气爆炸极限是一致的。 爆炸极限一般用可燃气（粉尘）在空气中的体积百分数表示（％），也可以用可燃气（粉尘）的重量百分数表示（克／米*或是毫克／升）。 爆炸极限是一个很重要的概念，在防火防爆工作中有很大的实际意义： （1）它可以用来评定可燃气体（蒸气、粉尘）燃爆危险性的大小，作为可燃气体分级和确定其火灾危险性类别的依据。我国目前把爆炸下限小于是10％的可 燃气体划为一级可燃气体，其火灾危险性列为甲类。 （2）它可以作为设计的依据，例如确定建筑物的耐火等级，设计厂房通风系统等，都需要知道该场所存在的可燃气体（蒸气、粉尘）的爆炸极限数值。
（3）它可以作为制定安全生产操作规程的依据。在生产、使用和贮存可燃气体（蒸气、粉尘）的场所，为避免发生火灾和爆炸事故，应严格将可燃气体（蒸气、 粉尘）的浓度控制在爆炸下限以下。为保证这一点，在制定安全生产操作规 程时，应根据可燃气（蒸气、粉尘）的燃爆危险性和其它理化性质，采取相 应的防范措施，如通风、置换、惰性气体稀释、检测报警等。 可燃性气体的浓度过低或过高它是没有危险的，它只有与空气混合形成混合气或更确切地说遇到氧气形成一定比例的混合气才会发生燃烧或爆炸。燃烧是伴有发光发热的激烈氧化反应，它必须具备三个要素：a、可燃物（燃气）；b、助燃物（氧气）；c、点火源（温度）。可燃气的燃烧可以分为两类，一类是扩散燃烧，即挥发的或从设备中喷出、泄漏的可燃气，遇到点火源混合燃烧。另一类燃烧，是可燃气与空气混合着火燃烧，这种燃烧反应激烈而速度快，一般会产生巨大的压力和声响，又称之为爆炸。燃烧与爆炸没有严格的区分。 有关权威部门和专家已经对目前发现的可燃气作了燃烧爆炸分析，制定出了可燃性气体的爆炸极限，它分为爆炸上限（英文upper explode limit的简写UEL）和爆炸下限（英文lower explode limit的简写LEL?）。低于爆炸下限，混合气中的可燃气的含量不足，不能引起燃烧或爆炸，高于上限混合气中的氧气的含量不足，也不能引起燃烧或爆炸。另外，可燃气的燃烧与爆炸还与气体的压力、温度、点火能量等因素有关。爆炸极限一般用体积百分比浓度表示。 爆炸极限是爆炸下限、爆炸上限的总称，可燃气体在空气中的浓度只有在爆炸下限、爆炸上限之间才会发生爆炸。低于爆炸下限或高于爆炸上限都不会发生爆炸。因此，在进行爆炸测量时，报警浓度一般设定在爆炸下限的25%LEL以下。 便携式可燃气体检测仪的通常设有一个报警点：25%LEL为报警点。 举例说明，甲烷的爆炸下限为5%体积比，那也就是说，把这个5%体积比，一百等分，让5%体积比对应100%LEL，也就是说，当检测仪数值到达10%LEL报警点时，相当于此时甲烷的含量为0.5%体积比。当检测仪数值到达25%LEL报警点时，相当于此时甲烷的含量为1.25%体积比。 所以，您不必担心报警后是不是随时有危险了，此时是在提示您，要马上采取相应的措施啦，比如开启排气扇或是切断一些阀门等，离真正有可能出现危险的爆炸下限还
可燃气体报警器相关知识..
气体报警器 气体报警器也称气体泄露检测报警仪器，主要包括可燃和有毒气体两类探测报警器。当工业环境、日常生活环境（如使用天然气的厨房）中可燃性或有毒气体发生泄露，气体报警器检测到气体浓度达到报警器设置的报警值时，报警器就会发出声、光报警信号，以提醒采取人员疏散、强制排风、关停设备等安全措施。且气体报警器可联动相关的联动设备如在工厂生产、储运中发生泄露，可以驱动排风、切断电源、喷淋等系统，防止发生爆炸、火灾、中毒事故，从而保障安全生产。经常用在化工厂，石油，燃气站，钢铁厂等使用或者产生可燃性气体的场所。 1、用途 气体报警器即气体泄露检测报警器，是区域安全监视器中的一种预防性报警器。当工业环境中可燃或有毒气体报警器检测到气体浓度达到爆炸或毒害下限、上限的临界点时，气体报警器就会发出报警信号，以提醒工作人员采取安全措施，并驱动排风、切断、喷淋系统，防止发生爆炸、火灾、中毒事故，从而保障安全生产。 可燃气体报警器，主要用于检测空气中的可燃气体，常见的如氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）、丁烯（C4H8）、乙炔（C2H2）、丙炔（C3H4）、丁炔（C4H6）、磷化氢（PH3）等。有毒气体报警器，用于检测空气中的有毒气体，如硫化氢（H2S）
2、术语 2.1可燃气体combustible gas 指甲类可燃气体或液化烃、甲B、乙A类可燃液体气化后形成的可燃气体。 按《石油化工企业设计防火规范》规定：甲类气体是指可燃气体与空气混合物的爆炸下限小于10％(体积)的气体；液化烃(甲A)是指15℃时的蒸气压力大于0．1MPa的烃类液体及其它类似的液体，例如液化石油气、液化乙烯、液化甲烷、液化环氧乙烷等；甲B液体是指除甲A以外，闪点小于28℃的可燃液体，乙A 类液体是指闪点等于或大于28℃至等于45℃的可燃液体。甲B 与乙A类液体也可称为易燃液体。 由于乙A类液体泄漏后挥发为蒸气或呈气态泄漏，该气体在空气中的爆炸下限小于10％(体积)属于甲类气体，可形成爆炸危险区。但是，该气体易于空气中冷凝，所以扩散距离较近，其危险程度低于甲A、甲B类。 2.2 检(探)测器Detector 指由传感器和转换器组成, 将可燃气体和有毒气体浓度转换为电信号的电子单元。 2.3 指示报警设备indication apparatus 指接收检(探)测器的输出信号,发出指示、报警、控制信号的电子设备。 2.4 检测范围Sensible Range
常见可燃气体爆炸极限.docx
常见可燃气体爆炸极限 可燃气体发生爆炸必须具备一定的条件, 那就是：一定浓度的可燃气体, 一定量的氧气以及足够热量点燃它们的火源, 这就是爆炸三要素 , 缺一不可 , 也就 是说 , 缺少其中任何一个条件都不会引起火灾和爆炸.当可燃气体和氧气混合 并达到一定浓度时 , 遇具有一定温度的火源就会发生爆炸. 我们把可燃气体遇火 源发生爆炸的浓度称为爆炸浓度极限, 简称爆炸极限 , 一般用 %表示 .实际上, 这种混合物也不是在任何混合比例上都会发生爆炸而要有一个浓度范围. 当可 燃气体浓度低于LEL（最低爆炸限度）时（可燃气体浓度不足）和其浓度高于 UEL（最高爆炸限度）时（氧气不足）都不会发生爆炸. 不同的可燃气体的LEL 和 UEL都各不相同 , 为安全起见 , 一般我们应当在可燃气体浓度在LEL 的 10%和 20%时发出警报 , 这里 ,10%LEL称. 作警告警报 , 而 20%LEL称作危险警报 . 这也就是我们将可燃气体检测仪又称作 LEL检测仪的原因 . 需要说明的是 ,LEL 检测仪上显示的 100%不是可燃气体的浓度达到气体体积的100%,而是达到了 LEL 的 100%, 即相当于可燃气体的最低爆炸下限. 序号名称化学式在空气中爆炸限 （体积分数） /% 下限上限1乙烷 C 2H 6 3.015.5 2乙醇C２H ５OH 3.419 3乙烯C２ H ４ 2.832 4氢H ２ 4.075 5硫化氢H ２ S 4.345 6煤油0.7５7甲烷CH ４ 5.015 8甲醇CH ３ OH 5.544 9丙醇C３H ７OH 2.513.5 10丙烷C３H８ 2.29.5 11丙烯C３H６ 2.410.3 12甲苯 C ６ H ５ CH ３ 1.27 13二甲苯C ６ H ４(CH ３)２ 1.07.6 14二氯乙烷C２H ４ Cl２ 5.616 15二氯乙烯C２H２C l２ 6.515 16二氯丙烷C３H ６ Cl２ 3.414.5 17乙醚C２ H ５OC ２H ５ 1.736 1
爆炸知识点汇总
爆炸知识点汇总 爆炸的分类——按物质产生爆炸的原因和性质不同，通常将爆炸分为：物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三种。 （一）物理爆炸——是指物质因状态或压力发生突变而形成的爆炸。如蒸汽锅炉爆炸；压缩气体或液化气钢瓶、油桶受热爆炸等。 （二）化学爆炸——是指由于物质急剧氧化或分解产生温度、压力增加或两者同时增加而形成的爆炸现象。各种炸药的爆炸和气体、液体蒸气及粉尘与空气混合后形成的爆炸都属于化学爆炸。 （1）可燃粉尘爆炸应具备三个条件，即粉尘本身具有爆炸性、粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度、有足以引起粉尘爆炸的火源。 （2）粉尘爆炸的特点。 ①连续性爆炸； ②粉尘爆炸所需的最小点火能量较高； ③与可燃气体爆炸相比，粉尘爆炸压力上升较缓慢，较高压力持续时间长，释放的能量大，破坏力强。 （3）影响粉尘爆炸的因素。
①颗粒的尺寸。颗粒越细小其比表面积越大，氧吸附也越多，在空中悬浮时间越长，爆炸危险性越大； ②粉尘浓度。 ③空气的含水量。空气中含水量越高，粉尘的最小引爆能量越高； ④含氧量。随着含氧量的增加，爆炸浓度极限范围扩大； ⑤可燃气体含量。有粉尘的环境中存在可燃气体时，会大大增加粉尘爆炸的危险性。 爆炸极限 （一）气体和液体的爆炸（浓度）极限 通常用体积分数（％）表示。通常在氧气中的爆炸极限要比在空气中的爆炸极限范围宽。除助燃物条件外，对于同种可燃气体，其爆炸极限还受以下几方面影响。 （1）火源能量的影响。引燃混气的火源能量越大，可燃混气的爆炸极限范围越宽，爆炸危险性越大。 （2）初始压力的影响。初始压力增加，爆炸范围增大，爆炸危险性增加。值得注意的是，干燥的一氧化碳和空气的混合气体，压力上升，其爆炸极限范围缩小。
可燃气体爆炸极限影响因素研究
学号：09412110 常州大学 毕业设计（论文） （2013届） 题目可燃气体爆炸极限影响因素研究 学生 学院环境与安全工程学院专业班级安全091 校内指导教师专业技术职务 校外指导教师专业技术职务 二○一三年六月
可燃气体爆炸极限影响因素研究 摘要：可燃气体爆炸已经逐渐成为工业生产、生活中主要危害之一，因此研究可燃气体爆炸机理对预防可燃气体爆炸具有重要意义，而爆炸极限是研究可燃气体爆炸的一个重要参数。影响可燃气体爆炸极限的因素很多，本文主要以液化石油气、甲烷为例，通过实验及查找文献等，运用对比分析、线性回归、黄金分割等方法进行研究，研究结果如下： 可燃气体最小点火能随浓度呈先减小后增大的趋势，液化石油气最小点火能为3.85mJ，对应浓度为7.5%；甲烷最小点火能为5.19mJ，对应浓度为11%，并且根据二者变化趋势图，得出液化石油气、甲烷最小点火能与浓度之间的抛物线方程。可燃气体爆炸上限随惰性气体浓度上升急剧减小，而爆炸下限基本不变。通过线性回归分析，获得甲烷爆炸上限与氮气、甲烷浓度之间的一次线性回归方程。在分析惰性气体对甲烷抑爆作用中得出，氮气抑爆极限浓度为23%，二氧化碳抑爆极限浓度为32%。通过优选法中黄金分割法，给出简化最小点火能实验的方法，该结果可以减小实验的盲目性，快速、准确地获得可燃气体的最小点火能。 关键词：液化石油气；甲烷；最小点火能；惰性气体；爆炸极限
Research on influencing factors about combustible gas explosion limits Abstract：Combustible gas explosions have become one of the main hazards among the industrial production and the life step by step, therefore, it is very important to do research on the combustible gas explosion mechanism to prevent the combustible gas explosion, and the explosive limit is is an important parameter when we do study on combustible gas explosion. There are many factors affect the combustible gas explosion limits, in this paper, we give LPG, methane for examples, researching with the methods of comparative analysis, linear regression and optimization through doing experiments and searching for literature.The results are as follows: The minimum ignition energy of combustible gas concentrations were decreased first and then increased with the increase of concentrations.LPG minimum ignition energy is 3.85mJ,corresponding to a concentration of 7.5%;the minimum ignition energy of methane is 5.19mJ,corresponding to a concentration of 11%.According to both of the the changing trends pictures,we can get the parabolic equation of LPG and methane between the minimum ignition energy and concentration.The upper explosion limit of combustible gas decreases sharply with the increase of the concentration of the inert gas , while the lower explosion limit basically unchanged.Through linear regression analysis,obtaining the linear regression equations between methane concentrations and the upper explosion limit of methane,nitrogen. In the analysis of the suppression effects of inert gas,we derive that nitrogen explosion suppression limit concentration is 23%, the concentration of carbon dioxide explosion suppression limit is 32%.Through the golden section method in the optimizing method, the simplify experimental method is given when we need the minimum ignition energy,the experimental results can reduce the blindness of experiment, obtain the minimum ignition energy of combustible gases quickly and accurately. Key words：LPG；methane；minimum ignition energy；Inert gas；Explosive limit
可燃气体检测仪基础知识word资料6页
可燃气体检测仪基础知识 可燃气体检测仪的测量范围0-100%LEL是什么意思？
举例说明：甲烷的爆炸下限为5%体积比，那也就是说，把这个5%体积比，一百等分，让5%体积比对应100%LEL，也就是说，当检测仪数值到达10%LEL报警点时，相当于此时甲烷的含量为0.5%体积比。当检测仪数值到达25%LEL报警点时，相当于此时甲烷的含量为1.25%体积比。 所以，您不必担心报警后是不是随时有危险了，此时是在提示您，要马上采取相应的措施啦，比如开启排气扇或是切断一些阀门等，离真正有可能出现危险的爆炸下限还有很大一段差距，这样才会起到报警提示的作用。 可燃/有毒气体报警器 在中国逐步进入工业化的同时，中国每年发生的工业事故也在屡屡发生。煤矿爆炸、厂房起火、工人中毒等此类新闻报道层出不穷。这些事故的发生主要因为工业环境中使用易燃易爆、有毒有害气体不当造成。对此中国政府不断推出相关法令来预防工业事故的发生：2002年6月29日中华人民共和国第九届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过 了《中华人民共和国安全生产法》，自2002年11月1日起施行。各个省
市也作出相关法令：2006年3月30日山东省第十届人民代表大会常务委员会第十九次会议通过了《山东省安全生产条例》本条例自2006年6月1日起施行。 什么是气体报警器？ 顾名思义气体报警器就是气体泄露检测报警仪器。当工业环境中可燃或有毒气体泄露时，当气体报警器检测到气体浓度达到爆炸或中毒报警器设置的临界点时，报警器就会发出报警信号，以提醒工作采取安全措施，并驱动排风、切断、喷淋系统，防止发生爆炸、火灾、中毒事故，从而保障安全生产。 气体报警器的结构构成： 工业用固定式气体报警器由报警控制器和探测器组成，控制器可放置于值班室内，主要对各监测点进行控制，探测器安装于气体最易泄露的地点，其核心部件为内置的气体传感器，传感器检测空气中气体的浓度。探测器将传感器检测到的气体浓度转换成电信号，通过线缆传输到控制器，气体浓度越高，电信号越强，当气体浓度达到或超过报警控制器设置的报警点时，报警器发出报警信号，并可启动电磁阀、排气扇等外联设备，自动排除隐患。 固定式可燃气体检测仪主要由报警控制主机和可燃气体检测探头组成。报警控制主机有开关量输出并可选通讯接口，可以外接声光报警器或启动控制设备，也可以与上位机通讯。 报警控制主机可接收检测探头的信号，当测量值达到设定的报警值时，控制主机发出声、光报警，同时输出控制信号（开关
常见气体的爆炸极限及爆炸极限计算公式精修订
常见气体的爆炸极限及爆炸极限计算公式 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
爆炸极限计算方法：比较认可的计算方法有两种： 莱·夏特尔定律?对于两种或多种可燃蒸气混合物，如果已知每种可燃气的爆炸极限，那么根据莱·夏特尔定律，可以算出与空气相混合的气体的爆炸极限。用Pn表示一种可燃气在混合物中的体积分数，则： LEL=（P1+P2+P3）/（P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3）（V%） 混合可燃气爆炸上限： UEL=（P1+P2+P3）/（P1/UEL1+P2/UEL2+P3/UEL3）（V%）
此定律一直被证明是有效的。 2.2理·查特里公式 理·查特里认为，复杂组成的可燃气体或蒸气混合的爆炸极限，可根据各组分已知的爆炸极限按下式求之。该式适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃气体混合物。Lm=100/（V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln）式中Lm——混合气体爆炸极限，%；L1、L2、L3——混合气体中各组分的爆炸极限，%；V1、V2、V3——各组分在混合气体中的体积分数，%。例如：一天然气组成如下：甲烷80%（L下=5.0%）、乙烷15%（L下=3.22%）、丙烷4%（L下=2.37%）、丁烷1%（L下=1.86%）求爆炸下限。Lm=100/（80/5+15/3.22+4/2.37+1/1.86）=4.369德迈数据计算： 废气风量：19000Nm3/h 废气中可燃性成分：戊烷7kg/h；甲醛29kg/h，其它约5kg/h（当甲醛计算）戊烷体积=7000/72*22.4/1000=2.178Nm3/h体积分数=2.178/19000=0.012% 甲醛体积分数=25.39Nm3/h体积分数=25.39/19000=0.134% 混合气体中可燃气体的总体积分数=0.146% 由公式：LEL=（P1+P2+P3）/（P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3） （V%）得： 混合气体的爆炸下限=0.146%/（0.012/1.7+0.134/7）=5.57% 结论：混合气体中可燃气体的总体积分数为0.146%，混合气体的爆炸下限为5.57%，可燃气体浓度是爆炸下限浓度的1/38，放心烧吧！
易燃易爆品安全管理常识
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 易燃易爆品安全管理常识 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-5832-79 易燃易爆品安全管理常识 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行 具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或 活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 一、特性 1．易燃烧爆炸 在《易燃易爆化学物品消防安全监督管理品名表》中列举的压缩气体和液化气体，超过半数是易燃气体，易燃气体的主要危险特性就是易燃易爆，处于燃烧浓度范围之内的易燃气体，遇着火源都能着火或爆炸，有的甚至只需极微小能量就可燃爆。易燃气体与易燃液体、固体相比，更容易燃烧，且燃烧速度快，一燃即尽。简单成分组成的气体比复杂成分组成的气体易燃、燃速快、火焰温度高、着火爆炸危险性大。氢气、一氧化碳、甲烷的爆炸极限的范围分别为：4.1%~74.2%、12.5%~74%、5.3%~15%。同时，由于充装容器为压力容器，受热或在火场上受热辐射时还易发生物理性爆炸。 2．扩散性
压缩气体和液化气体由于气体的分子间距大，相互作用力小，所以非常容易扩散，能自发地充满任何容器。气体的扩散性受比重影响：比空气轻的气体在空气中可以无限制地扩散，易与空气形成爆炸性混合物；比空气重的气体扩散后，往往聚集在地表、沟渠、隧道、厂房死角等处，长时间不散，遇着火源发生燃烧或爆炸。掌握气体的比重及其扩散性，对指导消防监督检查，评定火灾危险性大小，确定防火间距，选择通风口的位置都有实际意义。 3．可缩性和膨胀性 压缩气体和液化气体的热胀冷缩比液体、固体大得多，其体积随温度升降而胀缩。因此容器（钢瓶）在储存、运输和使用过程中，要注意防火、防晒、隔热，在向容器（钢瓶）内充装气体时，要注意极限温度压力，严格控制充装，防止超装、超温、超压造成事故。 4．静电性 压缩气体和液化气体从管口或破损处高速喷出时，
可燃气体爆炸范围
常用可燃气体爆炸极限数据表 物质名称nbsp; 分子式nbsp; 爆炸浓度 (V%) 毒性nbsp; 下限 LEL 上限 UEL 甲烷nbsp; CH4 5 15 mdash;mdash; 乙烷nbsp; C2H6 3 15.5 nbsp; 丙烷nbsp; C3H8 2.1 9.5 nbsp; 丁烷nbsp; C4H10 1.9 8.5 nbsp; 戊烷（液体）nbsp; C5H12 1.4 7.8 nbsp; 己烷（液体）nbsp; C6H14 1.1 7.5 nbsp; 庚烷（液体）nbsp; CH3(CH2)5CH3 1.1 6.7 nbsp; 辛烷（液体）nbsp; C8H18 1 6.5 nbsp; 乙烯nbsp; C2H4 2.7 36 nbsp; 丙烯nbsp; C3H6 2 11.1 nbsp; 丁烯nbsp; C4H8 1.6 10 nbsp; 丁二烯nbsp; C4H6 2 12 低毒nbsp; 乙炔nbsp; C3H4 2.5 100 nbsp; 环丙烷nbsp; C3H6 2.4 10.4 nbsp; 煤油（液体）nbsp; C10-C16 0.6 5 nbsp; 城市煤气nbsp; nbsp; 4 nbsp; nbsp; 液化石油气nbsp; nbsp; 1 12 nbsp; 汽油（液体）nbsp; C4-C12 1.1 5.9 nbsp; 松节油（液体）nbsp; C10H16 0.8 nbsp; nbsp; 苯（液体）nbsp; C 6H6 1.3 7.1 中等nbsp; 甲苯nbsp; C6H5CH3 1.2 7.1 低毒nbsp; 氯乙烷nbsp; C2H5CL 3.8 15.4 中等nbsp; 氯乙烯nbsp; C2H3CL 3.6 33 nbsp; 氯丙烯nbsp; C3H5CL 2.9 11.2 中等nbsp; 1.2 二氯乙烷nbsp; CLCH2CH2CL 6.2 16 高毒nbsp; 四氯化碳nbsp; CCL4 nbsp; nbsp; 轻微麻醉nbsp; 三氯甲烷nbsp; CHCL3 nbsp; nbsp; 中等nbsp; 环氧乙烷nbsp; C2H4O 3 100 中等nbsp; 甲胺nbsp; CH3NH2 4.9 20.1 中等nbsp;
爆炸事故案例分析 (1)
安全生产事故案例:石油化工厂渣油罐爆炸提要： 违章输送渣油，造成油温过高，罐区形成可爆性气体。安全生产事故案例:石油化工厂渣油罐爆炸 一、事故概况及经过: 1984年3月31日，某市石油化工厂渣油罐发生爆炸火灾事故，波及20余米处的两个容积为1800立方米的汽油罐发生爆炸起火，造成16人死亡，6人重伤。炸毁油罐三个，烧毁渣油169吨，汽油111．7吨，还有电气焊具、管道等，直接经济损失45万余元，全厂被迫停产达两个多月。 1984年3月初，该厂为解决燃料渣油的质量问题，决定将原液控塔搬迁到500立方米燃料渣油罐南侧8．3米处，此项工程由保定合成鞣剂厂承包施工。在工程即将结束的3月31日16时25分，施工人员在液控塔最上一层平台的北侧进行电焊作业，电焊火花点燃了从渣油罐顶部放空孔溢出的可燃气体，引起渣油罐爆炸起火，摧毁距离8．2米远的防火墙，进而引起距该罐20米远的两个汽油罐（各1800立方米）起火爆炸，火灾覆盖面积5000平方米，当晚9时35分扑灭，历时5小时10分。 二、事故原因分析 1．违章输送渣油，造成油温过高，罐区形成可爆性气体。锅炉车间450立方米渣油罐，原为锅炉燃料油罐。在今年3月30日用此罐改非常压渣油前，该厂领导对此方案未交设计部门按有关专业国家规范进行设计，也未经热力学计算，未加任何换热、冷却装置及其它安全防范措施，违反了石油部炼油厂油品贮运工艺设计第二节“油罐内油品的贮存温度一般不高于90℃，如操作上有特殊要求，热油可以进罐，其进罐温度不高于120℃，热油罐的基础应加特殊处理”的要求。当3月30日10点365℃高温的热渣油从常压塔底出口通过管道输入该罐时，虽经管道自然降温，但经30个小时输送，进入油罐时温度仍然过高，因此产生大量瓦斯，与罐内空气混合形成可爆性气体这种气体充满油罐后，即从罐顶透光孔、量油孔、排气孔向罐外溢出，形成爆炸危险区域。
爆炸极限计算
爆炸极限计算 爆炸反应当量浓度、爆炸下限和上限、多种可燃气体混合物的爆炸极限计算方法如下： (1)爆炸反应当量浓度。爆炸性混合物中的可燃物质和助燃物质的浓度比例，在恰好能发生完全的化合反应时，则爆炸所析出的热量最多，所产生的压力也最大。实际的反应当量浓度稍高于计算的反应当量浓度，这是因为爆炸性混合物通常含有杂质。 可燃气体或蒸气分子式一般用CαHβOγ表示，设燃烧1mol气体所必需的氧摩尔数为n，则燃烧反应式可写成： CαHβOγ+nO2→生成气体 按照标准空气中氧气浓度为20．9％，则可燃气体在空气中的化学当量浓度X(％)，可用下式表示： 可燃气体在氧气中的化学当量浓度为Xo(％)，可用下式表示： 也可根据完全燃烧所需的氧原子数2n的数值，从表1中直接查出可燃气体或蒸气在空气(或氧气)中的化学当量浓度。其中。 可燃气体（蒸气）在空气中和氧气中的化学当量浓度
(2)爆炸下限和爆炸上限。各种可燃气体和燃性液体蒸气的爆炸极限，可用专门仪器测定出来，或用经验公式估算。爆炸极限的估算值与实验值一般有些出入，其原因是在计算式中只考虑到混合物的组成，而无法考虑其他一系列因素的影．响，但仍不失去参考价值。 1)根据完全燃烧反应所需的氧原子数估算有机物的爆炸下限和上限，其经验公式如下。 爆炸下限公式： (体积) 爆炸上限公式： (体积) 式中L下——可燃性混合物爆炸下限； L上——可燃性混合物爆炸上限； n——1mol可燃气体完全燃烧所需的氧原子数。 某些有机物爆炸上限和下限估算值与实验值比较如表2：
表2石蜡烃的化学计量浓度及其爆炸极限计算值与实验值的比较 从表中所列数值可以看出，实验所得与计算的值有一定差别，但采用安全系数后，在实际生产工作中仍可供参考。 2)根据化学当量浓度计算爆炸极限和爆炸性混合气完全燃烧时的化学当量浓度，可以估算有机物的爆炸下限和上限。计算公式如下： 此计算公式用于链烷烃类，其计算值与实验值比较，误差不超过10％。例如甲烷爆炸极限的实验值为5％～15％，与计算值非常接近。但用以估算H2、C2H2以及含N2、Cl2等可燃气体时，出入较大，不可应用。 (3)多种可燃气体组成混合物的爆炸极限。由多种可燃气体组成爆炸混合气的爆炸极限，可根据各组分的爆炸极限进行估算，其计算公式如下： 式中Lm——爆炸性混合气的爆炸极限(％)； L1、L2、L3、Ln——组成混合气各组分的爆炸极限(％)； V1、V2、V3、…Vn——各组分在混合气中的浓度(％)。 V1+V2+V3+…Vn=100 该公式用于煤气、水煤气、天然气等混合气爆炸极限的计算比较准确，而对于氢与乙烯、氢与硫化氢、甲烷与硫化氢等混合气及二硫化碳的混合气体，则计算的误差较大，不得应用。 ——摘自《安全科学技术百科全书》（中国劳动社会保障出版社，2003年6月出版） explosive limit 可燃性气体或蒸气与助燃性气体形成的均匀混合系在标准测试条件下引起爆炸的浓度极限值。助燃性气体可以是空气、氧气或其他助燃性气体。一般情况提及的爆炸极限是指可燃气体或蒸气在空气中的浓度极限。能够引起爆炸的可燃气体的最低含量称为爆炸下限；最高浓度称为爆炸上限。混合系的组分不同，爆炸极限也不同。同一混合系，由于初始温度、系统压力、惰性介质含量、混合系存在空间及器壁材质以及点火能量的大小等的都能使爆炸极限发生变化。一般规律是：混合系原始温度升高，则爆炸极限范