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爆炸基础知识
一、爆炸的分类
物理爆炸:物质因状态或压力发生突变而形成的爆炸(如锅炉房的爆炸)。爆炸前后物质的化学成分均不改变。
化学爆炸: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。化学爆炸前后,物质的化学成分和性质均发生了根本的变化。
化学爆炸分为炸药爆炸、可燃气体爆炸、可燃粉尘爆炸。
可燃粉尘爆炸需具备三个条件: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度、有足以引起粉尘爆炸的火源。
可燃粉尘爆炸的特点:连续性爆炸、所需的最小点火能量较高、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。
影响粉尘爆炸的因素:
(1)粉尘本身的物理化学性质。其中,粉尘颗粒的尺寸也是粉尘爆炸的重要影响因素,颗粒越细小,爆炸危险性越大。
(2)粉尘浓度。在一定粒径条件下,粉尘浓度越高,其着火温度越低。
(3)环境条 件。水分含量越高,作用越强。环境的温度和压力升高时,粉尘爆炸的危害性也相应增加。
(4)可燃气体和惰性气体的含量。可燃气体量增加,最小点火能和爆炸下限降低,爆炸压力和升压速度提高;惰性气体的加入削弱可燃粉尘爆炸性能。
(5)其他。引火源强度或点火方式,以及容器的大小、结构等因素,均会对粉尘爆炸产生一定影响。
核爆炸:由于原子核裂变或聚变反应,释放出核能所形成的爆炸。
二、爆炸极限
(1)气体和液体的爆炸极限通常用体积百分比表示
不同物质、同种物质在不同条件下爆炸极限都不同,一般在氧气中的爆炸极限比在空气中的爆炸极限范围宽。
影响因素
火源能量:引燃混气的火源能量越大,爆炸极限范围越宽,爆炸危险性越大
初始压力: 混气初始压力增加,爆炸范围增大,爆炸危险性增加。特例:干燥的一氧化碳+空气的混体,压力上升爆炸极限范围缩小。
初温:混气初温越高,混气的爆炸极限范围越宽,爆炸危险性越大
惰性气体:可燃混气中加入惰性气体,会使爆炸极限范围变窄,一般上限降低,下限变化比较复杂。当加入的惰性气体超过一定量以后,任何比例的混气均不能发生爆炸。
可燃气体爆炸范围越大,下限越低,火灾危险性就越大。
(2)可燃粉尘的爆炸极限
粉尘的爆炸极限通常用单位体积中粉尘的质量(g/m3)表示
可燃粉尘爆炸浓度通常只用下限。(上限多数达不到)
三、爆炸危险源
常见爆炸引火源:机械火源(如撞击、摩擦)、热火源(如高温热表面、日光照射并聚集)、电火源(如电火花、静电火花、雷电)、化学火源(如明火、化学反应热、发热自燃)。
最小点火能量:是指每一种气体爆炸混合物,都有起爆的最小点火能量,低于该能量,混合物就不爆炸, 目前都采用毫焦(mJ)作为最小点火能量的单位。
引起爆炸的直接原因:
(1)作业行为:如违规作业、用火不慎、错误对待超温、超压等异常现象。
(2)物料:生产中使用的原料、中间体和产品大多具有火灾、爆炸危险性的可燃物。对物料堆放、防护、使用,均可能酿成爆炸事故
(3)生产设备:选材不当致设备存在先天性缺陷;设计、零部件不合理致设备不满足工艺要求;由于腐蚀、超温、超压等致设备出现破损、失灵、机械强度下降、运运转摩擦部件过热等
(4)生产工艺:物料加热方式不当,致使引燃物料;对火花控制不力而致形成点火源;对化学反应型工艺控制不当,致使反应失控;对工艺参数的控制失灵,而致出现超温、超压现象。