表8-2 常見物質(zhì)的燃燒爆炸參數(shù)
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名稱 | 爆炸危險(xiǎn)度 | 最大爆炸壓力/×105Pa | 爆炸下限/% | 爆炸上限/% | 蒸汽相對密度(空氣為1) | 閃點(diǎn)/℃ | 自燃點(diǎn)/℃ |
甲烷 | 2.0 | 7.2 | 5.0 | 15.0 | 0.55 | 氣態(tài) | 595 |
乙烷 | 3.2 | — | 3.O | 12.5 | 1.04 | 氣態(tài) | 515 |
丙烷 | 3.5 | 8.6 | 2.1 | 9.5 | 1.56 | 氣態(tài) | 470 |
丁烷 | 4.7 | 8.6 | 1.5 | 8.5 | 2.05 | 氣態(tài) | 365 |
戊烷 | 4.6 | 8.7 | 1.4 | 7.8 | 2.49 | <-20 | 285 |
氫 | 17.9 | 7.4 | 4.0 | 75.6 | 0.07 | 氣態(tài) | 560 |
一氧化碳 | 4.9 | 7.3 | 12.57 | 4.o | 0.97 | 氣態(tài) | 605 |
硫化氫 | 9.9 | 5.0 | 4.3 | 45.5 | 1.19 | 氣態(tài) | 270 |
城市煤氣 | 6.5 | 7.0 | 4.O | 30.0 | 0.5 | 氣態(tài) | 560 |
標(biāo)準(zhǔn)汽油 | 5.4 | 8.5 | 1.1 | 7.0 | 3.20 | <-20 | 260 |
柴油 | 9.8 | 7.5 | 0.6 | 5.0 | 7.00 | — | — |
② 天然氣的爆炸危險(xiǎn)性。容器、管道中的天然氣泄漏在大氣中,其濃度達(dá)到爆炸極限范圍時(shí),遇火源即將發(fā)生燃燒或爆炸,當(dāng)天然氣濃度低于下限時(shí),遇火源既不爆炸亦不燃燒,當(dāng)天然氣濃度高于上限時(shí),遇火源不發(fā)生爆炸但能發(fā)生燃燒。
在容器或管道中,如果有天然氣與空氣形成的混合氣體,其濃度在爆炸極限范圍內(nèi)時(shí),遇火源即發(fā)生燃燒或爆炸,這種爆炸危險(xiǎn)性更大。
當(dāng)天然氣與空氣的混合是在燃燒過程中形成的,則為擴(kuò)散現(xiàn)象的結(jié)果,形成平穩(wěn)的擴(kuò)散式燃燒,又叫穩(wěn)定式燃燒,如燒天然氣做飯等。如果天然氣在燃燒前已與空氣混合均勻,達(dá)到爆炸極限范圍,遇火源則發(fā)生爆炸式燃燒,也叫動(dòng)力燃燒。如天然氣管道破損漏氣或天然氣設(shè)施、閥門等損壞漏氣,天然氣擴(kuò)散到空間與空氣形成爆炸混合氣體,遇火源,立即以爆炸形式向返回方向燃燒,直至漏氣處為止,才會轉(zhuǎn)為穩(wěn)定形式的燃燒。
(3) 擴(kuò)散性
由于氣體分子間的空隙很大,分子又在不斷地運(yùn)動(dòng)。一種氣體在另一種氣體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)稱為擴(kuò)散??扇?xì)怏w能以任何比例與空氣混合,說明氣體具有無限的摻混性。天然氣中輕的可燃?xì)怏w逸散在空氣中,容易與空氣形成爆炸性混合物,順風(fēng)飄移,退火源即爆炸蔓延,如天然氣中的氫、甲烷等。
(4) 加熱自燃性
天然氣加熱到一定的溫度,即使不與明火接觸也能自行著火。發(fā)生自燃的最低溫度稱為自燃點(diǎn)。
(5) 腐蝕、毒害和窒息性
天然氣中某些組分,如H2S、CO、C02等不僅腐蝕設(shè)備,降低設(shè)備耐壓強(qiáng)度,嚴(yán)重者可導(dǎo)致設(shè)備裂隙、漏氣,遇火源引起燃燒爆炸事故,而且對人體極為有害。當(dāng)大量天然氣或其生成物擴(kuò)散到空氣或房間里,達(dá)到一定濃度,使含氧量減少,嚴(yán)重時(shí)也可使人窒息死亡。
???? 2. 決定天然氣火災(zāi)危險(xiǎn)性的因素
(1) 爆炸極限
可燃?xì)怏w的火災(zāi)與爆炸危險(xiǎn)性的大小,主要取決于爆炸極限。爆炸下限越低和爆炸極限間距越大的氣體,其危險(xiǎn)性就越大。例如:氫爆炸極限是4.0%~74.2%,甲烷爆炸極限5%~15%,兩者相比,氫的爆炸下限低,爆炸極限間距比甲烷大7倍,邀就意味著氫發(fā)生爆炸的機(jī)會比甲烷多7倍。因此,氫氣的危險(xiǎn)性就比甲烷大得多。
爆炸下限較低的可燃?xì)怏w,如有泄漏,即使量不大,也容易進(jìn)入爆炸極限范圍;爆炸上限較高的氣體,如果空氣進(jìn)入容器或管道中,不需要很大的量也能進(jìn)入爆炸極限范圍。
(2) 自燃點(diǎn)
天然氣中可燃?xì)怏w的自燃點(diǎn)除硫化氫(290℃)外,都在400~700℃之間。自燃點(diǎn)越低的可燃?xì)怏w,受熱自燃的危險(xiǎn)性越大。
(3) 擴(kuò)散系數(shù)
擴(kuò)散系數(shù)越大,氣體擴(kuò)散速度越快,火焰蔓延擴(kuò)展的危險(xiǎn)性就越大。
(4) 相對密度
與空氣密度相近的可燃?xì)怏w,容易與空氣均勻混合,即容易形成爆炸性混合氣體;比空氣輕,容易擴(kuò)散,能順風(fēng)飄動(dòng),易使火焰蔓延擴(kuò)展;比空氣重則主要沿著地面擴(kuò)散,易竄入溝渠、廠房死角處,長期聚集不散,遇火源就會發(fā)生燃燒或爆炸。
(5) 爆炸威力指數(shù)
爆炸威力指數(shù)是反映爆炸對容器或建筑物沖擊波的一個(gè)量,它等于最大爆炸壓力與爆炸壓力上升速度的乘積。爆炸威力指數(shù)越高,爆炸的破壞性越大。