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可燃性气体爆炸浓度极限的计算


第 卷第
!


#

? ?





化工 设 计通 讯

可 燃 性气 体爆 炸 浓度 极 限 的计 算

达 志
?河北 石家 庄 化 肥 厂 %

摘要

>对 各 种 可 燃 性 气体



蒸 汽 爆 炸 浓度 极 限 的 计 算 公 式 进 行 了描 述
以 及



旨在 解决 有 关安 全 技
则 其计 茸 公 式 可 以 派

术 手 册 中 未 曾收 集进 去 的 数 据 上 用场


,



日常工 作

中一 时 还 难



找 到 手册 时

,

关 键词

可燃 性 气 体 & 爆 炸极 限 &
,

计算

在化 工 生 产 及 科学 研 究 过程 中
下 简称 蒸 气 % 限
,


我们 经

液体 火 灾
下 限越 高
,



爆炸 危 险 程度 的 重 要 指 标
?

,

爆炸

常接 触到 可 燃性 气 体 和 易 燃液 体 的 蒸 气 ?以
可 燃 性 气体 或 燕 气 的 爆 炸极
,

上 限越 低
,

,

火灾




爆炸 危 险性就

越小
+

,

反之

危 险性 就 大

是 安 全 技 术 的 一 个 非 常 重 要 的 参数
,




然 安全 技术 手 册 中 有 这 方面 的 数 据
可 能 全 部 收集 进 去

, ,

但众 多
也不
,

影响 爆炸 极 限 的 因素
可 燃 气 体 或蒸 气 的 爆 炸极 限 不 是 一 个 定
,

的 可 燃性 气 体 或 蒸 气 的 爆 炸 极 限不 会

加之

,

在 日常 工 作 中




而 是 随着 各种 因 素 的 变化 而 变 化 的





,

还 不 会 缺少 和 找不 到 数 据 手 册 的 例 子



响爆 炸极 限的 主 要 因 素 有温 度 气体含 量 等

,


压力



惰性

了 解 和 掌 握 可 燃性 气体 或 蒸 气爆 炸 浓度
,

可 燃 气 系 统 的 原 始 温度 升 高
,
,

极 限的 计 算 研究 综述
,

对 安 全 高效 地 进 行 生 产 和 科 学


则 其 系 统 的 分 子 内 能 增加
原 始压 力 升 高 分 子 的 碰 撞 几 率增 高
,

使 得爆 炸 范 围 变
,

有 着 重 要 的 意义


本 文 仅就 可 燃性 气
,

系 统 内分 子 间 距 变 小

体 或 蒸 气 爆 炸 浓 度 极 限 的 计算

作 一 简要 的

爆 炸 范围 也 就 随 之 变
,

宽 & 惰性 气体 含量 的 增加 剂 含量相 对 减 少


使 得 系 统 内氧 化


,

定 义 及 表 示方 法
易 燃 液体 的 蒸 气


爆炸 范 围 也 就 随 之 变 窄
,

影 响爆 炸 极 限 的 因 素很 多
可 燃 性粉

还 有 引爆能 源


,

可 燃 气体

充 装 介质 容器 的 材质
,



结 构等

尘 和纤 维 等 与 空 气 组 成 的 混 合物 都有 一 个爆

炸 浓 度 下 限 ?爆 炸 下 限% 和 爆 炸 浓 度 上 限
?爆炸 上 限%


爆 炸 极 限 的计算
爆炸 极 限 除 可 用仪 器 ?如爆 炸极 限 测 定
,

浓 度 在爆 炸 上 限 以 上




爆炸

下 限 以 下 的 可 燃 气 体或 蒸 气 与 空 气的 混 合体

仪 等% 测 试 得 到 之 外
,
,
?

还 可 以 根 据 有 关 理论
,

系 就 不 会 发 生 爆炸


爆 炸 极 限 一 般 用 可 燃性

和 经 验 公 式 通 过 计算求 得
? ?

现 分 述 如下



气体 或 蒸 气在 混 合物 中的 体 积 百 分 数 来 表
,

对 单 一 可 燃 气 体 或 燕 汽的 计 算
经 验 公 式法
. 计卿单
?

有 时 也 用棍 合 物 单 位 体 积 中含 可 燃物 质


的 质 墩 ?? ( )

%

来 丧 示 ?此 友示 法 多 用 于


可 燃 / 毛 或 蒸 气爆 炸 极 限 的 经 体

粉 尘 的 爆 炸极 限 %

验公 式 为
,

.

爆 炸 极 限的 概 念

是 衡 量 可燃 性 气 体 或

化 工 设 计 通讯
00





炸极 限 降低


,

爆 炸极 限 高的 组 分使 得 爆 炸极
,

七 下 1 代 下 百二 一丁 奋产一 一丁又一下尸 百 一
2勺








? ?+ %

%

肥 低的 组 分 的 爆 炸 极 限升 高 最 后 使 得 混 合
,

3上

4

00

压 滚不落 不


?

? ?

?

??

?

? ?

可 燃 气 系 统产 生 了 一 个 新 的




总 的 爆炸 极
% 6
,

?

? ?

……





对 各组 分 间 不反 应
,

,

燃 爆时 无 催化 作用
?7 %
.

式中

,

.

3下
,

3上

下同
5

— 分 别为 爆炸 下 限 和上


的 棍 合 可 燃 气系 统 可 先按 ?



计 算出 各组 分 自己 的 爆 炸 极 限
00

然后 再 按 下

每一 分 子 爆炸 性气 体完 全 燃 烧 时 所 必 需 的 氧原 子 数



式计 算 瀑 合可 燃 气系 统 的 爆 炸极 限
,

8

,



?

+

根据 闪 汽
,

?

9.
,

(
? ?

3
? ?

.

:
?

9
?

;

(
? ? ?

?

+

:

9
??
?

.

(3



:



易 嫩 液体的 闪点

,

就 是 指易 燃 液体 表 面 式中

,

,

?

……
,

,

?

?

?

?

? ,

?

? ?

? ?

?

… … ?> %

挥 发出 的 燕气 浓 度 足 以 引 起 闪燃 时 的 最 低温 也 就 是 易 燃液 体 的 蒸 气达 到爆 炸下 限时
,

.

3
,


或 下限
3
,


3
.


混 合 可 燃 气 系统 的 爆 炸 上 限
3


的温度

所 以 可 以 由易燃 液体 的 闪 点及 其 他


物性参 数来计 算 易燃液 体的 蒸 气爆 炸 极限 ? 计 算 公 式为
3下
1

限 或 下限
9
,


,

— 各 单独

? + 分 的 爆 炸上

9.



9 。 一 一 各 组 分 在 棍 合 气体





<
?



‘ ” ”

的 体积 百 分 浓 度
? ?
?

可燃气 体等 的娜 炸 极 限

3 上



23




7

?

?

?

?

?

?

?

?

?

……

, ? %

对 于 可 燃 气体和 惰 性 气体混 合 系 统 的 爆

炸极 限

,

首先要 按式 ? > % 计 算出可 燃 气体
,

式中

,

.

9闪




易 燃 液体 闪 点下 的 饱和 蒸 气
的 总压力
,

部分 的 爆 炸极 限

然 后 再 按 下式 来 计 算整 个
.

) 功= ? ,

系 统的 爆 炸 极 限
一般 为
,

<> 0 ,
?

— 混 合物 ) ) =
?
?

9总




Β

32

:

Χ Δ

Α

一 一Ε

二&



4

2 ΕΕ

,

根据 可 燃 物 含 破 原 子 数
,

0

: 0

生 里塑


脂肪 族 碳氢 化 合物 的 爆 炸极 限

与其 含
?

Α

碳 原子 数 有 如下 的 关系
9下 3上
1

.

?< %

……
0


%

,



:

0



0 ,

,

— 混 合物 中 上 限或 下 限
式中
,

.

3

,

可 燃 气体 部 分 的 爆 炸
?

0 0 ,, <


Φ

: 0



07 7

?7 %

Α

量 数 — 惰 性气体 含统 的 体 积 上分限 或 下 3 混 合物 系 爆炸
,
口 Χ



%



式中 数
?


.



为脂肪 族 碳 氢化 合物所 含的 碳原 子


,
?



富 叔 状 况 下 的 炸炸 极 限
可 燃 气 体 或 蒸气在 空 气 中 和 富 氧 空 气


, +

浪 合 可姗 气 系 统 娜炸 极 限
以上 介 绍 了 单 一 可 燃 气体 或燕 气爆 炸 极
,

?氧 气含 量 超 过 + Γ

低于 0 Γ 的 空气 %
,

限的 计 算 中
,

实 际上
,

,

在 日 常科 研 和 生 产 实 践
。 。

中的 爆 炸极 限是 不 同的
极限
,

?

% 6

?< % 式

我 们接 触 到 的 大多 是 混 合 可 燃 气 系 统

计 算 的 是 可 燃 气体 或 蒸 气在 空 气 中 内 爆 炸
可 然 气 体 或 燕 气 在 富 袱空 创 Η 的 爆 州
.


在 混 合 系统 中

各 种 组 分 亦有互 相影 响





炸极 限 低的 组 分 使 得 爆炸 极限 高的 组 分 的 爆

上 限 ?3

上%

可 按 如下 经 验 公 式 进 行 计



李达 志

可燃性气 体爆炸浓度 极限 的计 算



?

? 3
?

%


Ι .
? ? ? ?


? ? ?

1
? ?

3上
?

:
? ?

<0
? ? ? ?

?
? ? ?

!0
?

.

Γ
?


? ?

?

,+ %

式中

.

3上

?

?

?

?

?

?

?

? ?

? ? ?

…… ?? %

9

一 可 燃 气系 统 的 实 际 压 力




可 燃 气体常压 下 的 爆 炸 上 限 &
,

Ν 9?

式中

,

.

3上



可 燃 气 体在 空 气 中 的 爆 炸 上

几 点说 明
富氧 空 气 中氧气的 体 积 百 分
?

?

.

Γ

含量





计 算方 法 计 算 可 燃 气体 或蒸 气爆 炸极 限 的 方法
,

可 燃 气体或蒸 气 在 富 氧空 气 中的爆 炸 下
限 与在 空 气 中 的 爆 炸 下 限大 体 相 同
,

除上 述 方法 外

,

还 有其 他 方 法


,

或 根 据可

可以 近

燃 气 体 或蒸气 在空 气 中完 全 燃 烧 组成 情 况 来 计 算 爆 炸极 限 的 方 法 等
因 其 他方 法 比 较复
,


似地 看 成 同一 数值
, 7
?



非标 准状 况 下 的 摄 炸极 限


% 至

,

本 文 篇 幅有 限而 未 做 介绍


安全 技术 手 册及 有关 文 献 登 载的 爆 炸 极

,

有关 的 安全 技 术 手册 或文 献

读 者 可参 阅 上 述 各式 计
?

都是 标 准 状 况 下 的 数 值
,




上述 ?

算结 果 都是 体 积百 分数
?

?? % 式

计 算出 的 也 都 是 常 温 常 压 下 的 爆 在 实 际工 作 中


,

娜 炸 极 限 的运 用 爆 炸极 限的 运 用
,

炸极 限

,

我 们 会 更 多 地遇 到

以 满 足安 全为 原则




非 标 准状 况

上 面 已 经 提 到温 度 和 压 力 增
,
,

所以

,

本文 对使 得 爆炸 上 限 降低和 爆 炸 下 限
在 空 气 中的 爆炸 极



?

,

会 使 可 燃 气系 统 的 爆 炸范 围 变 宽 那 么
?

升 高 ?相对 于 标 准 状 况
限而 言 % 的 计 算 下


它 们 对 爆 炸 极 限 的 具 体 影 响 又 是 怎样 的 呢 Δ
, 7

,

没 有赘述

如低温 状 况

高温 状 况 下
可 燃 气体 或 蒸气
,

贫 氧情 况 下 以 及 负压 状 况 下 爆 炸极 限 的


温度 低 于 0 ℃时 可
, ,

计算
?

略 去 温 度对 爆 炸 极 限 的 影 响
0 0 ℃时
,

而 在温 度超过
,

+

经 验 公 式 使用 的 局 限 性

则需 考虑 这 种 影 响
.

此时
. 7

,

可按 下


本 文介 绍 的 计算 可 燃气 体或 蒸 气爆 炸 极
限 的 公 式 大多 是 经 验公 式 ?为 了 节 省 篇 幅
,

式 来计 算爆 炸极 限
3
?
?

,


?


?

3.
? ? ? ?

7
?




?

?
? ?

Κ
? ? ?

0
? ? ?





3

下 ?Λ

+7%

没 有 给出 公 式 提出 人 %

,

所 所 结果 与实 际 值

?

?

?

?

? ?

? ? ?

? ?

?

? ? ?

?

? ?

…… ?! %


会 有 一定 的 误 差

,

使 用 者 一定 要 注 意 到 这 一
,

3

Λ上

1

3


.

7
,



:

? 欠 +0一



3

. 。

?Λ 一 + 7

%





如条 件 许 可
,


最 好 还 是 利用 爆 炸 极 限 测
进 行 实 际 测定
,

式中

.

3

Λ下

Λ上

炸 下 限和上 限
3
. 7

,




分 五 为温 度 Λ 时



的 爆

定 仪 等 测试 仪 器 较 准确的 数 据

以求得比





3

. 7



分 别为肠 Μ 时 爆 炸
今 考 文

, ? ?

上 限和 下 限
Λ

,

, 7

?

?

+

— 可燃 气体 高压 状 况 下
.

的温 度

Μ



崔克 清 化 学 安 全 工 程 学 辽 宁科 学技 术出版 社
+


?

?

? ?>

化 工 部综合 调 度司 化工 劳动 佩护 ?培训 教材 %
,

,

吐+

可 燃 气体 或蒸 气 的 压 力 高 于 常压
舰 Ν 9 ? 时 的 爆 炸上 限
的 经 验 公式 来计 算
2 高上
Ο

低于

,


刘永 基 上海 消 防 刘永 基 上 海 消防
?

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+
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,

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3上

:

+0

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