【文章內(nèi)容簡介】 聚集，說明煤氣與空氣混合已經(jīng)達到了一定的比率，應采用防爆措施進行處理。第四章 煤氣著火及預防和處置第一節(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)生激烈的化學反應，并產(chǎn)生大量的光和熱的物理化學過程稱為煤氣燃燒。 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。焦爐煤氣屬高發(fā)熱值煤氣，高爐煤氣屬低發(fā)熱值煤氣。著火溫度（燃點、著火點）煤氣與空氣中的氧由穩(wěn)定緩慢的氧化反應加速到發(fā)熱發(fā)光的燃燒反應的突破點，突破點的最低溫度稱為著火溫度。煤氣只有達到其著火溫度時才能點著。 燃燒溫度煤氣燃燒時燃燒產(chǎn)物所能達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氣體傳播的速度稱為火焰?zhèn)鞑ニ俣?，單位m/s。它也是單位時間內(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 聚積強光。如日光線聚焦點。 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（或達到燃點的熱能量）。煤氣氧氣點火源著火著火三角形上述三個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，也不一定會燃燒。因為燃燒三要素只是發(fā)生燃燒的三個必要條件，只有當燃燒三要素分別滿足一定條件時，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到一定的比例，點火源的溫度達到燃點的溫度）。煤氣燃燒過程煤氣的燃燒基本上包括三個階段： 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（點燃）； 最后煤氣燃燒完成化學反應。煤氣燃燒屬擴散燃燒方式，即煤氣中的可燃氣體分子和空氣中的氧分子相互擴散混合，只有當混合濃度達到燃燒極限時，在外界火源作用下，使燃燒持續(xù)蔓延和擴大。第二節(jié) 煤氣著火的預防 一、預防理論煤氣著火的預防主要是防止煤氣著火三要素的同時存在。在實際工作中，嚴防煤氣泄漏，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 火源不會著火著火缺項三角形二、預防措施經(jīng)常檢查煤氣設備設施的運行狀況，發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏及時處理，不得過夜再處理。如果一時確實難以處理，必須制定出有效的預防措施加以實施。檢查的部位有：閥芯、法蘭、膨脹器、焊縫口、計量導管、風機軸頭、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。煤氣設施的接地裝置，要定期檢查測試，接地電阻不應大于10歐姆。 在煤氣設備設施上動火作業(yè)，必須按規(guī)定辦理申請手續(xù)，否則不準動火作業(yè)。帶煤氣作業(yè)時（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；并且應在降低煤氣壓力的情況下才能進行。 在焦爐煤氣設備管道上作業(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。 煤氣設施附近不準堆放易燃易爆物品。 煤氣危險區(qū)域嚴禁一切火源。三、易發(fā)生煤氣著火的情況據(jù)資料統(tǒng)計分析，煤氣著火事故大多在下述情況下發(fā)生的： 煤氣設備附近有火源存在，煤氣泄漏引發(fā)了火災； 帶煤氣作業(yè)時使用鐵質(zhì)工具，由于敲打摩擦產(chǎn)生火花，引起煤氣著火； 在生產(chǎn)著的煤氣設備上進行動火作業(yè)，由于安全措施采取不當，引起煤氣著火； 煤氣設備未有效接地，雷擊后引起火災； 煤氣放散關閉不嚴，雷擊后引起放散著火。第三節(jié) 煤氣著火的處置 一、上報 事故單位要及時快捷地上報煤氣著火情況，并且通知調(diào)度,還應通知煤氣防護站和消防隊前來處理著火。同時在統(tǒng)一的指揮下，組織人員進行滅火和撲救。上報內(nèi)容： 著火單位、地點和具體位置； 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、專業(yè)滅火隊、器具、汽車等。二、滅火措施 由于設備不嚴密而輕微泄漏引起著火時，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，可用干粉滅火器進行滅火?；鹣绾?，按有關規(guī)定處理煤氣泄漏處。 管道直徑≤100mm著火時，可直接關閉閥門，切斷煤氣滅火。管道直徑＞100mm著火時，嚴禁關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)火苗長短逐漸關小閥門降低煤氣壓力，同時往管道內(nèi)注入大量蒸汽或氮氣滅火。火熄滅后立即切斷煤氣。 提醒注意的是：滅火時管道內(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。煤氣設備內(nèi)的沉積物著火時（如焦爐煤氣的萘、焦油等），可將設備的人孔、放散等一切與大氣相通的附屬門孔關閉嚴，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氣滅火。 煤氣著火發(fā)生后，應立即向著火部位噴水降溫，防止設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，不得驟然噴水降溫冷卻，以防設備和管道急劇收縮造成變形和斷裂。煤氣設施附近發(fā)生著火，造成煤氣設施溫度升高時，可用水冷卻設施，或采取措施將火源隔開，同時及時撲滅火災。 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、氮氣管頭地操作，應設專人負責。 在滅火過程中，要防止撲救人員煤氣中毒事故的發(fā)生；嚴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)，并在極短的時間內(nèi)釋放出巨大能量的現(xiàn)象。爆炸時，溫度與壓力急劇升高，會產(chǎn)生爆破和沖擊力。煤氣爆炸屬化學爆炸形式，是由于化學變化引起的爆炸?；瘜W爆炸實質(zhì)上是高速度的煤氣燃燒，作用時間極短，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： ① 本質(zhì)上都是煤氣在空氣中的氧化反應； ② 同樣需要煤氣、氧氣和一定的溫度這三個基本條件。不同點： 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。煤氣爆炸極限當煤氣與空氣（氧氣）混合達到一定濃度時，遇到火源就會發(fā)生爆炸，這個遇火源能夠發(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數(shù)（%）表示?？諝庵泻忻簹庠谝欢舛确秶鷥?nèi)遇火源就會發(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，遇火源就會發(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發(fā)生爆炸。實際上，爆炸極限受煤氣的初始溫度和壓力、點火源、O2含量、火焰?zhèn)鞑シ较颉⒍栊詺怏w、容器尺寸的影響，一般煤氣溫度高、壓力大、點火源面積大、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。爆炸危險度爆炸危險度是指煤氣的爆炸危險性，可用煤氣爆炸濃度范圍與爆炸下限濃度之比值來表示。即： 爆炸危險度＝（爆炸上限濃度－爆炸下限濃度）/爆炸下限濃度當爆炸下限濃度低，爆炸上限濃度高時，爆炸危險度就高。這是因為爆炸下限濃度低時，煤氣稍有泄漏就會形成爆炸條件；爆炸范圍寬則出現(xiàn)爆炸條件機會就多，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）混合并達到爆炸極限范圍內(nèi)（爆炸性混合氣體）； ③ 遇火源（或達到燃點的熱能量）在有限空間內(nèi) 爆炸煤氣與氧混合點火源 煤氣爆炸三角形上述三個條件同時存在，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 瞬時性； ③ 釋放出大量氣體。煤氣爆炸時，由于爆炸點周圍介質(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或破壞、振動，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。這是因為溫度升高，會使反應物分子的活性增大，使爆炸反應容易發(fā)生。② 壓力增高，爆炸極限范圍擴大。爆炸下限降低不大明顯，而爆炸上限升高較多。這是因為壓力增高，使分子間距縮小，碰撞幾率增加，燃燒反應更容易進行。 壓力降低，爆炸極限范圍縮小。當壓力降到某一值時，下限與上限重合，此時對應的壓力稱為爆炸的臨界壓力。若壓力降到臨界壓力一下，則混合氣體不會爆炸。③ 混合氣體中氧含量增加，爆炸極限范圍擴大，下限降低，上限顯著增高。 ④ 在混合氣體中加入惰性氣體，會使爆炸范圍縮小。當惰性氣體含量達到某一濃度時，可使混合氣體不爆炸。因為加入的惰性氣體（N2或CO2），能在可燃氣體分子與氧分子之間形成一道屏障；當活化分子撞擊惰性氣體分子時，會減少或失去活化性，使反應鏈中斷。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間，都會造成爆炸極限范圍的擴大。 ⑥ 容器尺寸越小，爆炸極限范圍越窄。這是因為隨著容器尺寸的縮小，燃燒新生的游離基與反應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，當器壁間距降至某一數(shù)值時，燃燒就無法繼續(xù)。⑦ 混合氣體中隨著濕度的增加，爆炸極限范圍會縮小。因為濕氣會蒸發(fā)吸熱和吸收輻射能量，并部分地阻止燃燒反應，而且爆炸性混合氣加上水蒸汽，就像加入稀釋劑，會影響燃燒特性。 ⑧ 火焰?zhèn)鞑シ较颍夯鹧嬗上露蟼鞑r，爆炸下限最小；由上而下傳播時，爆炸下限最大；水平方向傳播時，爆炸下限在二者之間。煤氣爆炸的破壞作用煤氣爆炸時，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤蛇_每秒數(shù)千米，爆炸溫度可達數(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，直接對周圍設備和建筑物產(chǎn)生的破壞作用，可以直接造成機械設備、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，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)境中的機械設備和建筑物產(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) 煤氣爆炸的預防 一、預防理論實質(zhì)上是嚴防煤氣爆炸三個條件的同時存在。在實際工作中，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。只要三條件不同時存在，煤氣就不會發(fā)生爆炸。如圖示：在有限空間內(nèi)煤氣與氧混合點火源煤氣會著火在有限空間內(nèi)煤氣與氧混合點火源煤氣不爆炸煤氣爆炸條件缺項三角形二、煤氣爆炸極限在安全生產(chǎn)中的應用 爆炸極限可用于評定煤氣的火災危險性大小。煤氣的爆炸下限愈低，爆炸濃度范圍越大，燃爆危險性就越大。 爆炸極限可作為確定煤氣火災危險性類別的標準，爆炸下限＜10%的煤氣，其火災危險性列為甲類；爆炸下限≥10%的煤氣，其火災危險性為乙類。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)、貯存的火險類別及設計廠房通風系統(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)煤氣燃爆危險性及理化性質(zhì)，采取相應的防爆措施，以保證生產(chǎn)場所煤氣濃度嚴格控制在爆炸極限下限以下。三、預防措施 煤氣設備和管道要定期進行檢查和測漏，特別是負壓段，