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发生炉煤气爆炸基础知识
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摘要:本文简要介绍了发生炉煤气发生爆炸的一些基础常识,旨在使读者了解发生炉煤气发生爆炸的一些基本条件和可能出现的场合,从而消除恐慌心理、加强防范意识、实施安全管理、实现企业的安全生产。
一、煤气爆炸的必要因素
  煤气着火与煤气爆炸虽然都必须具备三要素,即可燃气体、空气(氧)、火种(或达到一定温度),但是它们也有不同之处:
  (1) 爆炸是在密闭容器内进行,或在相对密闭的空间才会发生,而着火一般是在设备外或设备内空间较大的场合进行。
  (2) 爆炸时,空气与可燃气体已经充分均匀混合,而着火是在不断的输入可燃气体与逐渐消耗氧气的情况下进行。
  (3) 爆炸是在瞬间产生的连锁氧化反应,而着火较为缓慢的氧化反应。
  (4) 爆炸后可使有限空间内气体升压,而着火过程的前后都是处于常压环境。
  (5) 爆炸时会产生很大的冲击波,并伴随着巨大的响声,而着火并无冲击波,只有热辐射。
  煤气爆炸,必须是三要素同时存在,如果缺少其中的任何一项,都不会产生爆炸。有时虽然这三个要素都同时存在,但是煤气中的可燃气体组分与含氧的空气未能达到均匀混合,也不能产生爆炸。还应该指出,不是任何数量的可燃气体与空气均匀混合都会发生爆炸,而是当煤气爆炸时,可燃气体应达到一定的比例,只有达到这个比例范围内,才会产生爆炸。
  可燃气体在混合气体中低于这个范围或超出这个范围时,虽然具有火种和高温条件也都不会产生爆炸,这个范围就是爆炸极限,又分上限和下限。
二、容器内煤气爆炸时的压力上升速度及温度
  煤气爆炸是煤气中的可燃气体组分与含氧的空气在密闭的容器内混合后着火,并放出大量的氧化反应热,这些热量加速了氧化反应,这种连锁反应在短时间内迅速传递,可使容器内的可燃气体组分全部燃尽,此时容器内的温度即舍剧烈上升,在定容的容器内,气体压力也随之迅速上升,即而引起爆炸。爆炸所产生的爆震波为2000~3000m/s,爆破压力为0.71~1.01MPa,温度可达1750℃左右。
  煤气在容器内产生爆炸时,瞬时间压力上升的速度相当的快,例如,在40m3煤气容积的煤气设备内爆炸时,其内压力上升到0.5MPa(5.1kg&middot;f/cm<sup>2</sup>),仅需0.269秒。<br />  当煤气成分为CO<sub>2</sub>=2.26%;CO=27.12%;H<sub>2</sub>=12.5%;CH<sub>4</sub>=1.7%;C2H6=0.38%;O<sub>2</sub>=0.19%;N<sub>2</sub>=47.4%,初始温度为35℃,每100克分子干煤气中含水蒸汽5.85克分子时,其爆炸所产生的压力为0.76MPa(7.75kg&middot;f/cm<sup>2</sup>)。煤气发生炉爆炸时,一般压力为0.71MPa~1.01MPa。
三、发生炉煤气的爆炸极限
  煤气因其成份中含有可燃气体和有毒气体一氧化碳,有较大的易燃易爆和中毒危险。例如发生护煤气的自燃点为530℃,在空气中的爆炸极限为20~74%,在氧气中的爆炸极限为15%~ 75%。煤气燃烧时火苗大,温度高,极易扩散蔓延。煤气主要危险性是爆炸,其后果可能引起火灾,造成损失。导致煤气爆炸的原因主要有两种:
  (1)煤气中含氧量过高,或煤气系统内渗入空气。
  (2)煤气系统发生泄漏。
  上述两种情况均能使煤气形成爆炸性混合物,遇到火源而发生爆炸。两种情观的区别仅在于一个在煤气系统内部,一个在煤气系统外部。
四、引起煤气爆炸的可能性火源
  能引起煤气爆炸的火源很多,根据煤气生产和输配的特点来讲,主要有:
  (1)各种煤气发生炉中炽热的燃烧,以及烧红的炉壁。
  (2)电气设备不符合防爆要求以及电线短路产生的火花。
  (3)铁器撞击、摩擦产生的火花。
  (4)检修时使用的照明火。
  (5)雷击、静电。
  (6)含硫物质的自燃火。
  (7)打火机、火柴等生活用火。
五、煤气发生站的爆炸可能性场合
  在煤气发生站生产运行和停炉检修过程中,影响产生煤气爆炸的因素很多,煤气爆炸的可能性场合如下:
  (1)停炉 检修由于设备或管道内吹扫不彻底,残留有煤气,检修动火或碰撞火花引起爆炸。
  (2)停电 无计划突然停电,发生炉内是正压,煤气有可能倒流入煤气管道内,在来电生产时,引起爆炸事故;或者停电处理不及时,造成发生炉或系统负压,空气从不严密处漏入,引起爆炸。
  (3)负压 煤气排送机前的净化设备和管道有时出现负压,在水封失效或泄漏的条件下,将空气吸入体系内,遇电火花、摩擦火花或局部过热达到着火温度均可引起爆炸。
  (4)附属管网  煤气设备或管道上附设的、水、油汽管道内经常存有煤气,检修动火或其它原因可能引起爆炸。
  (5)违章 违章操作或操作不及时,或操作失误,均可能引起爆炸。
  (6)设备状况 设备技术状况不良,强行生产,有可能引起爆炸事故。
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