【文章內(nèi)容簡介】 聚集，說明煤氣與空氣混合已經(jīng)達(dá)到了一定的比率，應(yīng)采用防爆措施進(jìn)行處理。第四章 煤氣著火及預(yù)防和處置第一節(jié) 煤氣著火 一、概念 煤氣燃燒煤氣中的可燃成份在一定條件下與氧發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生大量的光和熱的物理化學(xué)過程稱為煤氣燃燒。 煤氣熱值1Nm3煤氣完全燃燒所釋放出的熱量稱為煤氣的熱值，單位為KJ/m3。熱值也叫發(fā)熱量。 熱值分為高熱值和低熱值。焦?fàn)t煤氣屬高發(fā)熱值煤氣，高爐煤氣屬低發(fā)熱值煤氣。著火溫度（燃點(diǎn)、著火點(diǎn)）煤氣與空氣中的氧由穩(wěn)定緩慢的氧化反應(yīng)加速到發(fā)熱發(fā)光的燃燒反應(yīng)的突破點(diǎn)，突破點(diǎn)的最低溫度稱為著火溫度。煤氣只有達(dá)到其著火溫度時(shí)才能點(diǎn)著。 燃燒溫度煤氣燃燒時(shí)燃燒產(chǎn)物所能達(dá)到的溫度稱為燃燒溫度。 燃燒速度火焰在火焰鋒面法線方向向未燃?xì)怏w傳播的速度稱為火焰?zhèn)鞑ニ俣?，單位m/s。它也是單位時(shí)間內(nèi)在單位火焰面積上所燒掉的氣體的體積，其單位可寫作m3/m2s，故也叫燃燒速度?；鹪催@里的火源是指具有一定溫度和熱量的能源，用來引起煤氣發(fā)火的點(diǎn)燃能源?；鹪捶N類很多，按產(chǎn)生的方式不同分為： ① 明火。如焊接乙炔火焰、爐灶火、吸煙等。 ② 電火花。如電器火花、靜電火花等。 ③ 沖擊與摩擦火花。如撞擊火花、摩擦火花等。 ④ 聚積強(qiáng)光。如日光線聚焦點(diǎn)。 ⑤ 自然物質(zhì)。如硫化鐵、白磷等。二、煤氣燃燒 煤氣燃燒必須具備的條件 ① 有煤氣存在（可燃物質(zhì)）； ② 有空氣中的氧存在（助燃物質(zhì)）； ③ 有火源（或達(dá)到燃點(diǎn)的熱能量）。煤氣氧氣點(diǎn)火源著火著火三角形上述三個(gè)條件在燃燒過程中缺一不可，統(tǒng)稱燃燒三要素。需要說明的是：即使具備了燃燒三要素，也不一定會(huì)燃燒。因?yàn)槿紵刂皇前l(fā)生燃燒的三個(gè)必要條件，只有當(dāng)燃燒三要素分別滿足一定條件時(shí)，三者共同作用才能發(fā)生燃燒（煤氣與空氣中的氧氣混合達(dá)到一定的比例，點(diǎn)火源的溫度達(dá)到燃點(diǎn)的溫度）。煤氣燃燒過程煤氣的燃燒基本上包括三個(gè)階段： 首先煤氣必須與空氣混合，并且混合到一定的比值； 其次混合后的煤氣加熱到著火溫度（點(diǎn)燃）； 最后煤氣燃燒完成化學(xué)反應(yīng)。煤氣燃燒屬擴(kuò)散燃燒方式，即煤氣中的可燃?xì)怏w分子和空氣中的氧分子相互擴(kuò)散混合，只有當(dāng)混合濃度達(dá)到燃燒極限時(shí)，在外界火源作用下，使燃燒持續(xù)蔓延和擴(kuò)大。第二節(jié) 煤氣著火的預(yù)防 一、預(yù)防理論煤氣著火的預(yù)防主要是防止煤氣著火三要素的同時(shí)存在。在實(shí)際工作中，嚴(yán)防煤氣泄漏，如果煤氣一旦泄漏，杜絕火源的存在是可以做到的，并且是預(yù)防煤氣著火事故發(fā)生經(jīng)常做的事。如圖示：煤氣氧氣 火源不會(huì)著火著火缺項(xiàng)三角形二、預(yù)防措施經(jīng)常檢查煤氣設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏及時(shí)處理，不得過夜再處理。如果一時(shí)確實(shí)難以處理，必須制定出有效的預(yù)防措施加以實(shí)施。檢查的部位有：閥芯、法蘭、膨脹器、焊縫口、計(jì)量導(dǎo)管、風(fēng)機(jī)軸頭、蝶閥軸頭、易腐蝕管段、易磨損管段、排水器、煤氣柜與活塞間等。煤氣設(shè)施的接地裝置，要定期檢查測試，接地電阻不應(yīng)大于10歐姆。 在煤氣設(shè)備設(shè)施上動(dòng)火作業(yè)，必須按規(guī)定辦理申請手續(xù)，否則不準(zhǔn)動(dòng)火作業(yè)。帶煤氣作業(yè)時(shí)（指作業(yè)過程中有煤氣溢出），必須使用銅質(zhì)工具，防止產(chǎn)生火花；并且應(yīng)在降低煤氣壓力的情況下才能進(jìn)行。 在焦?fàn)t煤氣設(shè)備管道上作業(yè)，一要留意煤氣沉積物遇到裸露高溫管道而發(fā)生著火事故；二要警惕煤氣沉積物中的硫化鐵自燃引發(fā)著火事故。 煤氣設(shè)施附近不準(zhǔn)堆放易燃易爆物品。 煤氣危險(xiǎn)區(qū)域嚴(yán)禁一切火源。三、易發(fā)生煤氣著火的情況據(jù)資料統(tǒng)計(jì)分析，煤氣著火事故大多在下述情況下發(fā)生的： 煤氣設(shè)備附近有火源存在，煤氣泄漏引發(fā)了火災(zāi)； 帶煤氣作業(yè)時(shí)使用鐵質(zhì)工具，由于敲打摩擦產(chǎn)生火花，引起煤氣著火； 在生產(chǎn)著的煤氣設(shè)備上進(jìn)行動(dòng)火作業(yè)，由于安全措施采取不當(dāng)，引起煤氣著火； 煤氣設(shè)備未有效接地，雷擊后引起火災(zāi)； 煤氣放散關(guān)閉不嚴(yán)，雷擊后引起放散著火。第三節(jié) 煤氣著火的處置 一、上報(bào) 事故單位要及時(shí)快捷地上報(bào)煤氣著火情況，并且通知調(diào)度,還應(yīng)通知煤氣防護(hù)站和消防隊(duì)前來處理著火。同時(shí)在統(tǒng)一的指揮下，組織人員進(jìn)行滅火和撲救。上報(bào)內(nèi)容： 著火單位、地點(diǎn)和具體位置； 火勢情況：可控與否、發(fā)展趨勢（可能造成的危害）； 損失情況：有否人員燒傷； 求援要求：專業(yè)指導(dǎo)、專業(yè)滅火隊(duì)、器具、汽車等。二、滅火措施 由于設(shè)備不嚴(yán)密而輕微泄漏引起著火時(shí)，可用濕泥、濕麻袋等堵住著火處滅火。如果堵不住反而火勢增大時(shí)，可用干粉滅火器進(jìn)行滅火?；鹣绾?，按有關(guān)規(guī)定處理煤氣泄漏處。 管道直徑≤100mm著火時(shí)，可直接關(guān)閉閥門，切斷煤氣滅火。管道直徑＞100mm著火時(shí)，嚴(yán)禁關(guān)閉煤氣閥門切斷煤氣滅火，以防回火爆炸。具體做法是：根據(jù)煤氣壓力情況逐漸關(guān)小閥門降低管道內(nèi)煤氣壓力，或者根據(jù)火苗長短逐漸關(guān)小閥門降低煤氣壓力，同時(shí)往管道內(nèi)注入大量蒸汽或氮?dú)鉁缁??；鹣绾罅⒓辞袛嗝簹狻? 提醒注意的是：滅火時(shí)管道內(nèi)煤氣降壓最低不得低于100Pa（），保證管道內(nèi)處于正壓狀態(tài)下滅火。煤氣設(shè)備內(nèi)的沉積物著火時(shí)（如焦?fàn)t煤氣的萘、焦油等），可將設(shè)備的人孔、放散等一切與大氣相通的附屬門孔關(guān)閉嚴(yán)，使其隔絕空氣無氧助燃自行滅火。也可通入大量的蒸汽或氮?dú)鉁缁稹? 煤氣著火發(fā)生后，應(yīng)立即向著火部位噴水降溫，防止設(shè)備和管道燒壞和變形。如果著火部位溫度已經(jīng)升高近紅熱時(shí)，不得驟然噴水降溫冷卻，以防設(shè)備和管道急劇收縮造成變形和斷裂。煤氣設(shè)施附近發(fā)生著火，造成煤氣設(shè)施溫度升高時(shí)，可用水冷卻設(shè)施，或采取措施將火源隔開，同時(shí)及時(shí)撲滅火災(zāi)。 在處理煤氣著火過程中，對煤氣閥門地控制、壓力表地監(jiān)視和蒸汽、氮?dú)夤茴^地操作，應(yīng)設(shè)專人負(fù)責(zé)。 在滅火過程中，要防止撲救人員煤氣中毒事故的發(fā)生；嚴(yán)防滅火后煤氣泄入局限空間內(nèi)形成爆炸性混合氣體。第五章 煤氣爆炸及預(yù)防和處置第一節(jié) 煤氣爆炸 一、概念 煤氣爆炸爆炸是物質(zhì)由一種狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)，并在極短的時(shí)間內(nèi)釋放出巨大能量的現(xiàn)象。爆炸時(shí)，溫度與壓力急劇升高，會(huì)產(chǎn)生爆破和沖擊力。煤氣爆炸屬化學(xué)爆炸形式，是由于化學(xué)變化引起的爆炸?；瘜W(xué)爆炸實(shí)質(zhì)上是高速度的煤氣燃燒，作用時(shí)間極短，僅為百分之幾或千分之幾n秒，隨著燃燒產(chǎn)生大量的氣體和熱量，氣體驟然膨脹產(chǎn)生很大的壓力，因此具有破壞力。煤氣爆炸與燃燒的異同相同點(diǎn)： ① 本質(zhì)上都是煤氣在空氣中的氧化反應(yīng)； ② 同樣需要煤氣、氧氣和一定的溫度這三個(gè)基本條件。不同點(diǎn)： ① 爆炸與燃燒的氧化速度不同，決定氧化速度的因素是在點(diǎn)火前煤氣與空氣中的氧是否混合均勻； ② 不同條件下的作用不同，煤氣在無限空間能燃燒，而在有限空間內(nèi)則能爆炸。煤氣爆炸極限當(dāng)煤氣與空氣（氧氣）混合達(dá)到一定濃度時(shí)，遇到火源就會(huì)發(fā)生爆炸，這個(gè)遇火源能夠發(fā)生爆炸的濃度范圍叫做煤氣爆炸極限。爆炸極限通常用煤氣在空氣中的體積百分?jǐn)?shù)（%）表示?？諝庵泻忻簹庠谝欢舛确秶鷥?nèi)遇火源就會(huì)發(fā)生爆炸，其煤氣含量的最低濃度稱為爆炸下限，最高濃度為爆炸上限。例如高爐煤氣在空氣中的濃度為46%～68%之間時(shí)，遇火源就會(huì)發(fā)生爆炸。46%為高爐煤氣爆炸下限，68%為高爐煤氣爆炸上限。高于或低于這一濃度范圍都不會(huì)發(fā)生爆炸。實(shí)際上，爆炸極限受煤氣的初始溫度和壓力、點(diǎn)火源、O2含量、火焰?zhèn)鞑シ较?、惰性氣體、容器尺寸的影響，一般煤氣溫度高、壓力大、點(diǎn)火源面積大、O2含量高，都能促成煤氣爆炸極限的拓寬，尤其上限擴(kuò)展比較明顯。這里需要說明的是：煤氣爆炸和著火的臨界值（該種煤氣爆炸極限的上限值或下限值）是一致的，也就是說煤氣的爆炸極限又稱煤氣的著火極限。煤氣能引燃才能在有限空間內(nèi)發(fā)生爆炸，能爆炸必定是引燃的煤氣。爆炸危險(xiǎn)度爆炸危險(xiǎn)度是指煤氣的爆炸危險(xiǎn)性，可用煤氣爆炸濃度范圍與爆炸下限濃度之比值來表示。即： 爆炸危險(xiǎn)度＝（爆炸上限濃度－爆炸下限濃度）/爆炸下限濃度當(dāng)爆炸下限濃度低，爆炸上限濃度高時(shí)，爆炸危險(xiǎn)度就高。這是因?yàn)楸ㄏ孪逎舛鹊蜁r(shí)，煤氣稍有泄漏就會(huì)形成爆炸條件；爆炸范圍寬則出現(xiàn)爆炸條件機(jī)會(huì)就多，如爆炸上限濃度高，即使有少量的空氣（氧氣）也能形成爆炸條件。二、煤氣爆炸煤氣爆炸必須具備的條件 ① 在有限空間范圍內(nèi)（容器內(nèi)、房屋內(nèi)、地溝內(nèi)等）； ② 存在煤氣與空氣（氧氣）混合并達(dá)到爆炸極限范圍內(nèi)（爆炸性混合氣體）； ③ 遇火源（或達(dá)到燃點(diǎn)的熱能量）在有限空間內(nèi) 爆炸煤氣與氧混合點(diǎn)火源 煤氣爆炸三角形上述三個(gè)條件同時(shí)存在，才可能發(fā)生煤氣爆炸事故。煤氣爆炸的特征煤氣爆炸具有三大特征： ① 放熱性； ② 瞬時(shí)性； ③ 釋放出大量氣體。煤氣爆炸時(shí)，由于爆炸點(diǎn)周圍介質(zhì)的壓力發(fā)生激烈突變，造成介質(zhì)一系列不尋常的移動(dòng)或破壞、振動(dòng)，發(fā)出巨大的聲響。影響煤氣爆炸的因素煤氣的爆炸極限不是固定不變的，而是隨著混合氣體的溫度、壓力、氧含量等以及容器直徑的變化而變化的。通常情況是： ① 溫度越高，爆炸極限范圍就越寬，即下限降低，上限升高。這是因?yàn)闇囟壬?，?huì)使反應(yīng)物分子的活性增大，使爆炸反應(yīng)容易發(fā)生。② 壓力增高，爆炸極限范圍擴(kuò)大。爆炸下限降低不大明顯，而爆炸上限升高較多。這是因?yàn)閴毫υ龈?，使分子間距縮小，碰撞幾率增加，燃燒反應(yīng)更容易進(jìn)行。 壓力降低，爆炸極限范圍縮小。當(dāng)壓力降到某一值時(shí)，下限與上限重合，此時(shí)對應(yīng)的壓力稱為爆炸的臨界壓力。若壓力降到臨界壓力一下，則混合氣體不會(huì)爆炸。③ 混合氣體中氧含量增加，爆炸極限范圍擴(kuò)大，下限降低，上限顯著增高。 ④ 在混合氣體中加入惰性氣體，會(huì)使爆炸范圍縮小。當(dāng)惰性氣體含量達(dá)到某一濃度時(shí)，可使混合氣體不爆炸。因?yàn)榧尤氲亩栊詺怏w（N2或CO2），能在可燃?xì)怏w分子與氧分子之間形成一道屏障；當(dāng)活化分子撞擊惰性氣體分子時(shí)，會(huì)減少或失去活化性，使反應(yīng)鏈中斷。若已經(jīng)著火，惰性氣體還可吸收放出的熱量，對燃燒起到抑制作用。 ⑤ 增加點(diǎn)火源的能量，增加火源的表面積和延長火源與混合氣體的接觸時(shí)間，都會(huì)造成爆炸極限范圍的擴(kuò)大。 ⑥ 容器尺寸越小，爆炸極限范圍越窄。這是因?yàn)殡S著容器尺寸的縮小，燃燒新生的游離基與反應(yīng)分子之間的碰撞幾率不斷減少，而游離基與器壁的碰撞幾率不斷增加，當(dāng)器壁間距降至某一數(shù)值時(shí)，燃燒就無法繼續(xù)。⑦ 混合氣體中隨著濕度的增加，爆炸極限范圍會(huì)縮小。因?yàn)闈駳鈺?huì)蒸發(fā)吸熱和吸收輻射能量，并部分地阻止燃燒反應(yīng)，而且爆炸性混合氣加上水蒸汽，就像加入稀釋劑，會(huì)影響燃燒特性。 ⑧ 火焰?zhèn)鞑シ较颍夯鹧嬗上露蟼鞑r(shí)，爆炸下限最??；由上而下傳播時(shí)，爆炸下限最大；水平方向傳播時(shí)，爆炸下限在二者之間。煤氣爆炸的破壞作用煤氣爆炸時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤蛇_(dá)每秒數(shù)千米，爆炸溫度可達(dá)數(shù)千度，爆炸體積比原混合氣體大出數(shù)千倍，由此可見爆炸帶來的危害性。破壞作用通常有： ① 直接的爆破作用。它是煤氣爆炸后，直接對周圍設(shè)備和建筑物產(chǎn)生的破壞作用，可以直接造成機(jī)械設(shè)備、裝置、容器、建筑物的毀壞和人員的傷亡。② 沖擊波的破壞作用。煤氣爆炸時(shí)，產(chǎn)生的高溫高壓氣體以極快速度膨脹，擠壓周圍空氣，使其壓力、密度等產(chǎn)生突躍變化，對周圍環(huán)境中的機(jī)械設(shè)備和建筑物產(chǎn)生破壞作用，給人員造成傷亡。在沖擊波的作用區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生震蕩作用，可使物體變得松散，甚至被破壞。第二節(jié) 煤氣爆炸的預(yù)防 一、預(yù)防理論實(shí)質(zhì)上是嚴(yán)防煤氣爆炸三個(gè)條件的同時(shí)存在。在實(shí)際工作中，煤氣一旦泄漏與空氣的混合我們無法控制，但可以控制煤氣不在有限空間內(nèi)與空氣混合，也可以有效控制火源的存在。只要三條件不同時(shí)存在，煤氣就不會(huì)發(fā)生爆炸。如圖示：在有限空間內(nèi)煤氣與氧混合點(diǎn)火源煤氣會(huì)著火在有限空間內(nèi)煤氣與氧混合點(diǎn)火源煤氣不爆炸煤氣爆炸條件缺項(xiàng)三角形二、煤氣爆炸極限在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用 爆炸極限可用于評定煤氣的火災(zāi)危險(xiǎn)性大小。煤氣的爆炸下限愈低，爆炸濃度范圍越大，燃爆危險(xiǎn)性就越大。 爆炸極限可作為確定煤氣火災(zāi)危險(xiǎn)性類別的標(biāo)準(zhǔn)，爆炸下限＜10%的煤氣，其火災(zāi)危險(xiǎn)性列為甲類；爆炸下限≥10%的煤氣，其火災(zāi)危險(xiǎn)性為乙類。爆炸極限還可用于確定建筑物的耐火等級，評定煤氣生產(chǎn)、貯存的火險(xiǎn)類別及設(shè)計(jì)廠房通風(fēng)系統(tǒng)、防爆電器的選型等。 爆炸極限可作為制定安全生產(chǎn)操作規(guī)程的依據(jù)。在生產(chǎn)和使用煤氣的場所，根據(jù)煤氣燃爆危險(xiǎn)性及理化性質(zhì)，采取相應(yīng)的防爆措施，以保證生產(chǎn)場所煤氣濃度嚴(yán)格控制在爆炸極限下限以下。三、預(yù)防措施 煤氣設(shè)備和管道要定期進(jìn)行檢查和測漏，特別是負(fù)壓段，