【正文】 度。 ? 與空氣比重相近的燃氣，在某些環(huán)境影響下，也會沿地面擴散，引起事故，如某鋼鐵廠高爐，沒放散管既強行投產，由洗滌塔頂放散管放散煤氣，又無點火裝置，時值天陰氣壓低，放空煤氣長時間不上升，造成廠區(qū)附近居民 500人中毒。 ? 相反比重大于 1時，則應在下中部取樣，通風排毒時應從下部排出，煤氣作業(yè)亦應注意此特點，如某廠電除塵檢修，開人孔必須由上而下開，而指揮者不顧煤氣安全規(guī)定，強令工人先開下部錐體人孔，大量殘余煤氣外逸，造成 7人煤氣中毒。煤氣屬于流體，有流動性，也有粘性，所以在流動中將產生摩擦力。 無論是管道輸送、流量測定，還是輸送流體所需功率的計算和輸送設備的選擇及操作，都與流體流動的基本原理和規(guī)律密切相關。 即壓力不變時，氣體體積隨溫度的升高而增大。 ? 氣體體積與壓力的關系：（等溫變化：波義爾法則） ? 在溫度一定的條件下，氣體的體積與氣體絕對壓力成反比。即：壓力 體積 =常數(shù) ? P1V1=P2V2 ? 例如，大氣罐中的氣體長時間的經小孔向外放氣，氣罐中氣體的狀態(tài)變化過程可看作是等溫過程。 即在體積不變時，氣體的絕對壓力隨絕對溫度升高而增大。 ? 氣體狀態(tài)方程 ? 理想氣體的狀態(tài)方程 PV/T=常數(shù) ? [例 ]：儲氣柜內儲有 100米 3煤氣，溫度 293K，壓力為 。若每罐容積為 3，問可裝幾罐？ ? 解 :根據已知條件由 : 得到 2 22111 TVPTVP ?罐112 3122112????nmTPTVPV? ? 空氣是由氧、氮等氣體混合而組成的氣體混合物，叫混合氣體。 ? 根據道爾頓定律：在組分之間不發(fā)生 化學反應 的前提下，混合氣體的壓力等于混合氣體所含的各種氣體的分壓之和。它們都是相對成分，即每種組分的分量與混合氣體的總量之比。 ? （ 2）、 質量流量（質量流率） — 以 Ws表示，單位為 kg/s；或以 Wh表示，單位為 kg/h。 ? A為與流動方向相垂直的管道截面積， m2。s)。 ? 非穩(wěn)態(tài)流動：若流體流速或其它物理量不僅隨位置變化而隨時間變化的流動 ? ?suAuAAVAWG ss ?????2kg / m ???? 4 、管徑的計算 ? 以 d表示內徑，有 ? ? 于是 ? ? Vs由生產任務指定，計算管徑關鍵在于流速的選擇： ? u↓→ d↑ → 操作費用 (operation cost)↓ ，設備費用 ↑ ? u↑ → d↓ → 操作費用 ↑ ，設備費用 (equipment cost)↓ ???????? 24duuAV s ?uVd s?4?? 例題：若 DN100的管道內所通過的流體量為100m3/h，則在保持相同流速的情況下， DN200的管道內所通過的流體量為 C 。死亡人數(shù)最多的火災 。目前當?shù)囟址渴袌龀山痪鶅r在每平方米 3萬元左右。朝南的價格在每平方米 3萬元，朝北的單價則 。 ? 暴露出 5個方面的問題： ? ，嚴重違反操作規(guī)程，引發(fā)大火后逃離現(xiàn)場； ? ，層層多次分包，導致安全責任不落實； ? ，安全措施不落實，存在明顯的搶工期、搶進度、突擊施工的行為； ? 、聚氨酯泡沫等易燃材料，導致大火迅速蔓延； ? ，致使多次分包、多家作業(yè)和無證電焊工上崗，對停產后復工的項目安全管理不到位。 ? 上海靜安區(qū)建設總公司、靜安區(qū)建筑工程監(jiān)理有限公司和上海迪姆物業(yè)管理有限公司的 4名相關負責人對“ 11 ? 第四講 煤氣安全基礎知識 ? 四、煤氣的燃燒特性 ? （一）燃燒科學的發(fā)展史 ? 氧化 劇烈氧化 緩慢氧化 平靜的燃燒 急速的燃燒 即通常的燃燒 如噴氣發(fā)動機中的燃燒 爆炸（有限空間中的）急速燃燒 如呼吸和金屬銹蝕等 自燃（從緩慢氧化轉變成劇烈氧化） ? 燃燒是物質因劇烈氧化而發(fā)光、發(fā)熱的現(xiàn)象，也稱之為火。火使得人類進步，它的出現(xiàn)是人類出現(xiàn)的標志之一。古希臘神話中火是神的貢獻，是普羅米修斯為拯救人類而從天上偷來的。這些僅僅是人對火的來源的一種神話猜測，距火的本質相距甚遠 ? “ 火 ” 對人類而言，是一種非常重要，卻又難以駕馭的自然力量 ? 古代中國的五行：金、木、水、火、土 ? 古埃及的四種元素：火，空氣，地球、水 ? 古代印度的四大元素：地、水、火、風 ? 古希臘，“單一元素”論者分別認為水、氣、火、土為萬物之源 ? 17世紀末，德國斯塔爾（ stahl）提出了燃素論（讓燃燒成為一門科學最早的努力）。但燃素本質是什么？為什么燃燒重量反而增加？燃燒使得空氣體積減少？燃素論不能解決上述問題。 ? 1774年普利斯特列發(fā)現(xiàn)了氧。 ? ? 19世紀，由于熱力學、熱化學的發(fā)展，人們將燃燒作為熱力學平衡體系來研究，闡明了燃燒過程中重要的平衡熱力學特性。 ? 20世紀 30年代，美國化學家劉易斯和 俄國謝苗諾夫將化學動力學的機理引入燃燒研究，認為化學反應動力學是影響燃燒速率的重要因素，初步奠定了燃燒理論的基礎 ?？ㄩT、錢學森提出用連續(xù)介質力學研究燃燒 — “ 反應流體力學”。 ? （二）、煤氣燃燒的機理 ? 燃燒本質 ? （ 1）、燃燒反應 —— 是指煤氣中的各可燃成分與氧所進行的伴有發(fā)光發(fā)熱的劇烈的氧化反應。最常見、最普通的燃燒現(xiàn)象是可燃物在空氣或氧氣中燃燒。 ? 無氧燃燒反應 ： ? 無氧燃燒反應 ： ? 氯得到電子被還原，而鐵和氫失去電子被氧化，在反應過程中同時有光和熱發(fā)生，故屬于燃燒反應。 ? （ 3）燃燒本質：燃燒從本質上說是一種化學反應，它符合基本的化學定律。近代用鏈鎖理論來解釋燃燒本質，認為燃燒是一種游離基的鏈鎖反應 (亦稱鏈式反應 )，即在瞬間進行的循環(huán)連續(xù)反應。反應一經開始，就可經過許多鏈鎖步驟自動發(fā)展下去，直至反應物全部變完為止。鏈鎖反應機理大致可以分為三步： ? ① 鏈引發(fā)：即生成游離基，使鏈式反應開始。 ? 鏈傳遞：游離基作用于其他參與反應的化合物，產生新的游離基。 ? 連鎖反應由 3個階段組成： ? 鏈的引發(fā) → 鏈的傳遞 → 鏈的終止 ? : ? （ 1）燃燒的必要條件 ? ①可燃物質，是指在點火能源作用下被點燃，且當火源移去后仍可繼續(xù)維持燃燒，直到燃燼的物質。 ? ②助燃物質，也稱氧化劑，是指具有較強的氧化性能，能與可燃物質發(fā)生氧化反應并引起燃燒的物質。 ? ③有火源，是指具有一定溫度和熱量能引起可燃物質著火的能源。 ? 上述三個條件在燃燒過程中缺一不可，統(tǒng)稱燃燒三要素。燃燒必須同時具備下述三個條件：可燃性物質、助燃性物質、點火源。 ? （ 2）燃燒的充分條件：① 可燃物與助燃物要 ? 達到一定的比例，才能引起燃燒。 ? ②點火源要有一定強度 (即溫度和熱量要達到一定強度 )。 ? 有時即使上述三個要素都具備，燃燒也并不一定發(fā)生，這是因為燃燒對可燃物和助燃物有一定的濃度和數(shù)量要求，對點火能源有一定的強度和能量要求。當空氣中氧氣含量小于 14%時，木材也不會燃燒。電焊火星的溫度高達 1200℃ ，可以點燃爆炸性混合氣體。因為木塊所需的點火能量遠大于爆炸性混合氣體，火星的溫度雖高，但熱量不足，故不能引燃木材。 ? 煤氣的燃燒過程 ? 工業(yè)爐中使用的氣體燃料的種類很多。這時燃燒速度受到混合速度限制，火焰較長。擴散燃燒時，由于局部氧的不足而發(fā)生碳氫化合物的熱解，產生游離碳，因此在燃燒帶中有固體微粒存在，產生強烈的光和熱輻射，形成光亮的火焰，故這種燃燒方法又稱為有焰燃燒。所用燒咀稱“有焰燒咀”。 ? 而氣體燃料的擴散系數(shù) D反比于其平均分子量的平方根，即： ? D∝ (8RT/πM) ? 式中： R—— 氣體常數(shù)； ? T—— 氣體的絕對溫度， K； ? M—— 燃料氣的平均分子量。 ? 焦爐立火道中煤氣的燃燒就屬于擴散燃燒。 ? 為了拉長火焰、改善焦爐的高向加熱均勻性，焦爐火道內應使煤氣和空氣緩慢接觸。 ? ? （ 2）無焰燃燒（動力燃燒）：煤氣和空氣進入燃燒室之前預先進行不充分的混合，這種情況，燃燒速度及快，火焰甚短，可達到很高的燃燒強度，燃燒完全，燃燒產物中沒有煙粒，燃燒室中透徹明亮這種“預混式”燃燒為無焰燃燒，所用燒咀為“無焰燒咀”。 燃氣鍋爐一般采用動力燃燒。所用燒咀為“半無焰燒咀”。實際上，煤氣燃燒這三個過程是同時存在、互相制約、連續(xù)進行的，只是在具體情況下各過程在總過程中所占的地位不同。著火和正常燃燒是化學反應現(xiàn)象，它主要取決于化學動力學方面的因素。 ? 盡管煤氣種類及燃燒方法不同，但總本質來看任何一種煤氣的燃燒過程，基本上包括三個階段：①煤氣與空氣的 混合，并達到極限濃度 —— 物理過程（受溫度影響，慢）； ? ②將可燃混合氣體加熱到著火溫度或點火燃燒使其達到著火溫度?！?（氧化反應，快，不包括預熱） ? 這三個過程決定煤氣燃燒快慢的是空氣和煤氣混合過程，因為煤氣中的燃燒物質與空氣中的氧在高溫下進行化學反應是非常快的，是在一瞬間完成的。只有煤氣與空氣的混合是一種物理擴散過程，需要一定的時間，它是決定煤氣燃燒快慢的主要因素。 ? 可燃氣體最易燃燒，燃燒所需熱量只用于本身氧化分解，所以將可燃氣體加熱到其燃點即可燃燒。按其燃燒形式可分為自燃、內燃和著火等類型。引起自燃的最低溫度稱為自燃點。 ? 1）自燃的特點 ? a）在自燃溫度時，可燃物質與空氣接觸，不需要明火的作用就能發(fā)生燃燒。 ? c) 同一種可燃物質，由于氧化條件不同以及受不同因素的影響，有不同的自燃點。 ? b） 自熱自燃（本身自燃） ? 在沒有外來熱源作用的情況下，由于其本身內部進行的生物、物理或化學過程而產生熱，這些熱在條件適合時足以使物質自動燃燒起來，是物質本身的熱效應。本身自燃的現(xiàn)象說明，這種物質潛伏著的火災危險性比其他物質要大。如磷、磷化氫是自燃點低的物質。 ? 一般規(guī)律是：受壓越高，自燃點越低；密度越大，自燃點越低；容器直徑越小，自燃點越高。例如，根據自燃點，選擇防爆電氣型式，控制反應溫度，設計阻火器的直徑，隔離熱源等等。 ? ① .壓力的影響 ? 壓力對可燃氣體和液體的自燃溫度有顯著影響，壓力愈高，自燃溫度愈低。 ? ② .濃度的影響 ? 在熱損失相同的情況下，貧乏的和富裕的燃料 — 空氣混合物的自燃溫度較高，化學計算濃度時自燃溫度最低。 ? ③ .催化劑 ? 活性催化劑能降低物質的自燃點，惰性催化劑能提高物質的自燃點。當容器很小時，可導致燃料混合物失去燃燒性。 ? ⑤ .可燃固體的粒度 ? 它們粉碎的程度愈高，粒度愈細，自燃溫度就愈低。如：甲烷的自燃點高于乙烷， 乙烷高于丙烷，丙烷高于丁烷。例如：乙烷的自燃點為 515℃ ，乙烯為 490℃ ，乙炔為 305℃ 。如：苯的自燃點為 550 ℃ ，己烷的自燃點為248℃ 。例如：正丁醇是 242 ℃ ，而異丁醇為 413℃ 。 ? ⑦ .環(huán)境溫度、濕度 ? 環(huán)境溫度、濕度等對自燃溫度的測試結果均有一定的影響。 ? （ 2）閃燃與閃點 可燃液體的溫度不高時，液面上少量的可燃蒸氣與空氣混合后，遇著火源而發(fā)生一閃即滅（延續(xù)時間小于 5秒）的燃燒現(xiàn)象，稱為閃燃。閃點越低，火災危險性越大； ? （ 3）著火與燃點 ? 著火 : 在有空氣存在的環(huán)境中，可燃物質與明火接觸能引起燃燒，并且在火源移去以后仍能保持繼續(xù)燃燒的現(xiàn)象叫著火。 ? 可燃物質發(fā)生著火的最低溫度稱為著火點或燃點。如木材的著火點為 295℃ 。 ? 點火燃燒要有兩個條件： ? 一是有一定能量的火源 ? 二是能進行火焰?zhèn)鞑? ? 第五講 煤氣安全基礎知識 ? （三）、 煤氣燃燒有關的一些基本概念 ? 在鋼鐵企業(yè)中，我們必須知道每一種煤氣的發(fā)熱量。也可以用計算的方法。單位為 KJ/Nm3 ? 實際上，是它們各單項化學成分熱效應的總和。水的存在可有兩種狀態(tài)，或為液態(tài)，或為氣態(tài)。但在實際上煤氣