爆炸的安全知识

第四节爆炸的安全知识一、爆炸基本概念（一）按照能量的来源爆炸可以分为三类，即物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。1.物理爆炸。物理爆炸是由系统释放物理能引起的爆炸。例如，高压蒸汽锅炉当过热蒸汽压力超过锅炉能承受的程度时，锅炉破裂，高压蒸汽骤然释放出来，形成爆炸；雷电、地震、火山。2.化学爆炸。化学爆炸是由于物质的化学变化引起的爆炸，如炸药爆炸。3.核爆炸。核爆炸是核裂变、核聚变反应所释放出的巨大核能引起的。一、爆炸基本概念爆炸过程表现为两个阶段第一阶段，物质的(或系统的)潜在能以一定的方式转化为强烈的压缩能；第二阶段，压缩急剧膨胀，对外做功，从而引起周围介质的变形、移动和破坏。不管由何种能源引起的爆炸，它们都同时具备两个特征，即能源具有极大的能量密度和极大的能量释放速度。一、爆炸基本概念（二）按反应相态的不同爆炸可分为以下3类：1.气相爆炸；2.液相爆炸；3.固相爆炸。(58.施焊)二、爆炸极限（一）爆炸极限的基本理论爆炸极限是表征可燃气体和可燃粉尘危险性的主要示性数。可燃性气体、蒸气与空气（或氧）可燃粉尘在一定浓度范围内均匀混合，遇到火源发生爆炸的浓度范围称为爆炸浓度极限，简称爆炸极限。二、爆炸极限（一）爆炸极限的基本理论(86.烟草防爆)可燃性气体、蒸气或粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源（明火或温度），火焰瞬间传播于整个混合气体（或混合粉尘）空间化学反应速度极快，同时释放大量的热，生成很多气体，气体受热膨胀．形成很高的温度和很大的压力，具有很强的破坏力。爆炸极限条件配比浓度g/%粉尘云最低着火温度CO粉尘层最低着火温度CO粉尘云最小点火能量mj粉尘云爆炸下限浓度g/m3粉尘云最大爆炸压力MPa最大压力上升速率MPa/s二、爆炸极限（一）爆炸极限的基本理论可燃性气体、蒸气或粉尘爆炸极限的概念可以用热爆炸理论来解释。当可燃性气体、蒸气或粉尘的浓度小于爆炸下限时，由于在混合物中含有过量的空气，过量空气的冷却作用及可燃物浓度的不足．导致系统得热小于失热，反应不能延续下去；当可燃性气体（或粉尘）的浓度大于爆炸上限时，则会有过量的可燃物，过量的可燃物不仅因缺氧而不能参与反应、放出热量，反而起冷却作用，阻止了火焰的蔓延。当然，也还有爆炸上限达100％的可燃气体和蒸气（如环氧乙烷、硝化甘油等），可燃性粉尘（如炸药粉尘）。这类物质在分解时会自身供氧，使反应持续进行下去。随着气体压力和温度的升高，越容易引起分解爆炸。二、爆炸极限（一）爆炸极限的基本理论爆炸极限值不是一个物理常数，它是随实验条件的变化而变化，在判断某工艺条件下的爆炸危险性时，需根据危险物品所处的条件来考虑其爆炸极限．如在火药、起爆药、炸药烘干工房内可燃蒸气的爆炸极限与其他工房在正常温度下的极限是不一样的，在受压容器和在正常压力下的爆炸极限亦有所不同；其他因素如点火源的能量，容器的形状大小，火焰的传播方向，情性气体与杂质的含量等均对爆炸极限有影响。二、爆炸极限（一）影响爆炸极限的因1.温度的影响混合爆炸气体的初始温度越高，爆炸极限范围越宽，则爆炸下限降低，上限增高，爆炸危险性增加。因为在温度增高的情况下，活化分子增加，分子和原子的动能也增加，使活化分子具有更大的冲击能量，爆炸反应容易进行，使原来含有过量空气（低于爆炸下限）或可燃物（高于爆炸上限）而不能使火焰蔓延的混合物浓度变成可以使火焰蔓延的浓度，从而扩大了爆炸极限范围。二、爆炸极限2.压力的影响混合气体的初始压力对爆炸极限的影响较复杂，在0.1～2.0MPa的压力下，对爆炸上限影响较大；当大于2.0MPa时，爆炸下限变小，爆炸上限变大，爆炸范围扩大。这是因为在高压下混合气体的分子浓度增大，反应速度加快，放热量增加，且在高气压下，热传导性差，热损失小，有利于可燃气体的燃烧或爆炸。因此，密闭设备进行减压操作对安全是有利的。二、爆炸极限3.惰性介质的影响若在混合气体中加入情性气体（如氮、二氧化碳、水蒸气、氩、氪等），随着惰性气体含量的增加，爆炸极限范围缩小。当惰性气体的浓度增加到某一数值时，使爆炸上下限趋于一致，使混合气体不发生爆炸。这是因为加入惰性气体后，使可燃气体的分子和氧分子隔离，它之间形成一层不燃烧的屏障，而当氧分子冲击惰性气体时，活化分子失去活化能，使反应键中断。若在某处已经着火，则放出热量被惰性气体吸收，热量不能积聚，火焰不能蔓延到可燃气分子上去，可起到抑制作用。二、爆炸极限3.惰性介质的影响混合气体中惰性气体浓度的增加，使空气的浓度相对减少，在爆炸上限时，可燃气体浓度大，空气浓度小，混合气中氧浓度相对减少，故惰性气体更容易把氧分子和可燃性气体分子隔开，对爆炸上限产生较大的影响．使爆炸上限剧烈下降。同理混合气体中氧含量的增加，爆炸极限范围扩大，尤其对爆炸上限提高得更多。二、爆炸极限4.爆炸容器对爆炸极限的影响爆炸容器的材料和尺寸对爆炸极限有影响．若容器材料的传热性好，管径越细，火焰在其中越难传播，爆炸极限范围变小。临界直径:当容器直径或火焰通道小到某一数值时，火焰就不能传播下去，这一直径称为或最大灭火间距。如甲烷的临界直径为0.4～0.5mm，氢和乙炔为0.l～0.2mm。目前一般采用直径为50mm的爆炸管或球形爆炸容器。二、爆炸极限5.点火源的影响当点火源的活化能量越大，加热面积越大，作用时间越长,爆炸极限范围也越大。当火花能量达到某一值时，爆炸极限范围受点火能量的影响较小。当点火能量为10J时，其爆炸极限范围趋于稳定值，为6％～15％。三、粉尘爆炸的特点（一）粉尘爆炸的机理和特点当可燃性固体呈粉尘状态，粒度足够细，飞扬悬浮于空气中，并达到一定浓度，在相对密闭的空间内，遇到足够的点火能量，就能发生粉尘爆炸。具有粉尘爆炸危险性的物质较多，常见的有金属粉尘（如镁粉、铝粉等）、煤粉、粮食粉尘、饲料粉尘、棉麻粉尘、烟草粉尘、纸粉、木粉、炸药粉尘及大多数含有C，H元素，与空气中氧反应能放热的有机合成材料粉尘等。三、粉尘爆炸的特点粉尘爆炸是一个瞬间的连锁反应，属于不正定常的气固二相流反应，其爆炸过程比较复杂，它将受诸多因素的制约。从最初的粉尘粒子形成到发生爆炸的过程，粉尘粒子表面通过热传导和热辐射，从火源获得能量，使表面温度急剧升高，达到粉尘粒子加速分解的温度和蒸发温度，形成粉尘蒸气或分解气体，这种气体与空气中混合后就容易引起点火（气相点火）。另外，粉尘粒子本身相继发生熔气化，迸发出微小火花，成为周围未燃烧粉尘的点火源，使之点火，从而扩大了爆炸范围，这一过程与气体爆炸相比就复杂得多。三、粉尘爆炸的特点从粉尘爆炸过程可以看出粉尘爆炸有如下特点：1.粉尘爆炸速度或爆炸压力上升速度比爆炸气体小，但燃烧时间长，产生的能量大，破坏程度大。2.爆炸感应期较长，粉尘的爆炸过程比气体的爆炸过程复杂，要经过尘粒的表面分解或蒸发阶段及由表面向中心延烧的过程，所以感应期比气体长得多。3.有产生二次爆炸的可能性。因为粉尘初次爆炸产生的冲击波会将堆积的粉尘扬起，悬浮在空气中，在新的空间形成达到爆炸极限浓度范围内的混合物，而飞散的火花和辐射热成为点火源，引起第二次爆炸，这种连续爆炸会造成严重破坏。粉尘有不完全燃烧现象，在燃烧后的气体中含有大量的CO及粉尘（如塑料粉）自身分解的有毒气体，会伴随中毒死亡的事故。三、粉尘爆炸的特点（二）粉尘爆炸的特性及影响因素评价粉尘爆炸危险性的主要特征参数是爆炸极限、最小点火能量、最低着火温度、粉尘爆炸压力压力上升速率。三、粉尘爆炸的特点（二）粉尘爆炸的特性及影响因素粉尘爆炸极限不是固定不变的，影响因素主要有:粉尘粒度、可燃气含量、氧含量、惰性粉尘、分散度、点火源的性质、湿度、灰分温度。粉尘粒度越细，分散度越高，可燃气体和氧的含量越大，火源强度、初始温度越高，湿度越低，惰性粉尘及灰分越少，爆炸极限范围越大，粉尘爆炸危险性也就越大。三、粉尘爆炸的特点（二）粉尘爆炸的特性及影响因素粉尘爆炸压力及压力上升速率（dP/dt）主要受粉尘粒度、初始压力、粉尘爆炸容器、湍流度等因素的影响。粒度对粉尘爆炸压力上升速率的影响比粉尘爆炸压力大得多。当粉尘粒度越细，比表面越大，反应速度越快，爆炸上升速率就越大。随初始压力的增大对密闭窗口的粉尘爆炸压力及压力上升速率也增大，当初始压力低于压力极限时（如数十毫巴），粉尘则不再可能发生爆炸。三、粉尘爆炸的特点（三）控制产生粉尘爆炸的技术措施主要技术措施是缩小粉尘扩散范围，消除粉尘，控制火源，适当增湿。对于产生可燃粉尘的生产装置，可以进行惰化防护，即在生产装置中通入惰性气体，使实际氧含量比临界氧含量低20%。在通入惰性气体时，必须注意把装置里的气体完全混合均匀。四、民用爆破器材，烟花爆竹生产安全基础知识民用爆破器材是指用于非军事目的的各种炸药（起爆药、猛炸药、火药、烟火药）及其制品和火工品的总称。（一）民用爆破器材的分类民用爆破器材是广泛用于矿山爆破、开山辟路、水利工程、地质探矿和爆炸加工等许多工业领域的重要消耗材料。但是由于这类器材本身存在着燃烧爆炸特性，在生产、储运、经营、使用过程中具有火灾爆炸危险性，因而以防火防爆为主要内容的安全生产工作具有特殊的重要性。四、民用爆破器材，烟花爆竹生产安全基础知识民用爆破器材的包括(1)工业炸药。如硝化甘油炸药、铵梯炸药、铵油炸药、乳化炸药、水胶炸药及其他工业炸药等。(2)起爆器材。如火管臂、电雷管、磁电雷管、导爆管雷管、继爆管及其他雷管。(3)传爆器材。如导火索、导爆索、导爆管等。(4)专用民爆器材。如油气井用起爆器、射孔弹、复合射孔器、修井爆破器材、点火药盒，地震勘探用震源药柱、震源弹，特种爆破用矿岩破碎器材、中继起爆具、平炉出钢口穿孔弹、果林增效爆破具等。四、民用爆破器材，烟花爆竹生产安全(二)民用爆破器材的火灾爆炸危险因素粉状乳化炸药生产工艺为以下几个步骤：油相制备、水相制备、乳化、喷雾制粉，装药包装。制药所用的原材料和辅助材料，如硝酸铵、复合蜡（含乳化剂）等都有易燃易爆危险性；成品粉状乳化炸药具有较高的爆轰和殉爆特性，制造过中还有形成爆炸性粉尘的可能。另外生产过程中需要采用较高温度和压力的蒸汽，乳化设备中有转动摩擦的部件，喷雾制粉过程中需要使用特种输送泵和功率较大的风机等。因此，生产线存在着火灾爆炸的风险。粉状乳化炸药生产的生产过程中的高温、撞击摩擦、电气和静电火花、雷电引起的危险性。四、民用爆破器材，烟花爆竹生产安全粉状乳化炸药生产原料或成品在贮存和运输中存在以下危险因素：1）硝酸铵贮存过程中会发生自然分解，放出热量。当环境具备一定的条件时，热量聚集当温度达到爆发点时引起硝铵燃烧或爆炸。2）油相材料都是易燃危险品，贮存时遇到高温、氧化剂等，易发生燃烧而引起燃烧事故。3）包装后的乳化炸药仍具有较高的温度，炸药中的氧化剂和可燃剂会缓慢反应，当热量得不到及时散发时易发生燃烧而引起爆炸。4）运输可能发生的翻车、撞车、坠落、碰撞及摩擦等险情，可能导致的后果是引起危险品的燃烧或者爆炸四、民用爆破器材，烟花爆竹生产安全(三)烟花爆竹行业危险性[106平顶山]1.烟花爆竹行业危险性简析近年来，我国烟花爆竹生产厂家屡屡发生重大、特大火灾爆炸和伤亡事故，在给人民的生命财产造成严重损失的同时，更对社会稳定造成恶劣影响。2.烟花爆竹行业生产安全事故频发的主要原因（1）非法生产现象严重。（2）有的企业不具备基本的安全条件。（3）安全管理制度不健全。（4）从业人员素质差。（5）烟火药配方中使用禁、限用原料。（6）缺乏质量安全保障能力。[45南平烟花厂][44本溪歌厅]央视火灾2009年2月9日(农历正月十五)晚20时27分北京京广桥附近的央视新北配楼发生火灾火势凶猛。晚上8时27分接到报警之后，119指挥中心迅速调派27个中队、85部消防车，共595名消防官兵前往扑救。大火燃烧了近六小时附近千人疏散央视造价8亿美元新台址就矗立在北京CBD地区的核心地带，而起火的靴子形状大楼是新台址建筑群里的重要一部分。这座地标性建筑大楼。[央争]在晚上8时27分接到报警之后，119指挥中心迅速调派27个中队、85部消防车，共595名消防官兵前往扑救。在侦查火情过程中，官兵们发现火