第五章 点火源与引爆能课件

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1、第五章 点火源与引爆能,第一节 点火源的控制,为预防火灾或爆炸灾害，对点火能源的控制是一个重要问题。 引起火灾爆炸事故的能源主要有以下几个方面，即明火、高温表面、摩擦和碰撞、绝热压缩、自行发热、电气火花、静电火花、雷击和光热射线等。,一、明火及高温表面,工厂中的明火是指生产过程中的加热用火和维修用火，这就是所谓的生产用火； 另外还有则是非生产用人，如取暖用火、焚烧、吸烟等与生产无关的明火。,一、明火及高温表面,对于易燃液体的加热应尽量避免采用明火。 一般温度加热时可采用蒸气或过热水； 较高温度时也可采用其他载热体加热，但热载体的加热温度必须低于其安全使用温度。 加热载体：水蒸气、热水（100C

2、）、高温有机物（400C，甘油、萘、乙二醇、联苯与二苯醚混合物、二甲苯基甲烷、矿物油、有机硅）、无机熔盐（最常用NaNO2、NaNO3、KNO3）、液态金属、烟道气,在存在火灾爆炸危险的场地，如厂房、仓库、油库等，不得使用火柴、蜡烛或普通灯具照明，应使用防爆灯具； 喷灯的使用应按动火制度进行； 汽车、拖拉机不允许进入（排气管喷火）；烟囱应有足够的高度（火星熄灭器）； 应设立警惕标志，严禁吸烟。 高温表面不与可燃物基础，远离可燃物排放口。,一、明火及高温表面,一、明火及高温表面,对化工企业来说动火的含义应该明确，凡是动用明火或可能产生火花的作业都属于动火范围，应办理动火审批手续。,设立固定动火区

3、应符合的条件,固定动火区距易燃易爆设备、贮罐、仓库、堆场等应符合国家防火规范的防火间距要求； 区内可燃气体含量在可燃气允许含量以下； 在生产装置正常放空时可燃气不致扩散到动火区； 室内动火区，应与防爆生产现场隔开，不准有门窗串通，允许开的门窗要向外开，道路要畅； 周围10米以内不得存放易燃易爆物； 区内备有足够的灭火器具。,动火作业,禁火区动火，必须填写书面申请单，经审查批准。 手续不齐，没有批准的动火证，操作工可拒绝作业。 领导不采取必要措施、不办理动火申请手续，强迫工人冒险作业，是违法行为，必须对由此面造成的后果负全部责任。,一、明火及高温表面,对化学危险品的生产设备，管道维修动火前必须进

4、行清洗、扫线、置换。 此外对附近的地面、阴沟也要用水冲洗。,动火分析,在动火前必须进行动火分析，一般不要早于动火前半小时。 如动火中断半小时以上，应重做分析。 化工企业的动火标准是，爆炸下限4的，动火地点可燃物浓度0.2为合格； 爆炸下限4的，则现场可燃物含量0.5为合格。 国外动火分析合格标准有的取爆炸下限的1/10。,二、摩擦与撞击,摩擦与冲击往往成为引起火灾爆炸事故的原因。 如在纺织厂，由于棉花中的钉子、石头等在打棉机里摩擦，而使棉花着火； 机器上轴承等摩擦发热起火；金属零件、铁钉等落入粉碎机、反应器、提升机等设备内，由于铁器和机件的撞击起火；,防止火花生成的措施,机器上的轴承等转动部件

5、，应保证有良好的润滑及时加油，并经常清除附着的可燃污垢，机件摩擦部分最好采用有色金属或塑料 锤子、扳手等工具应用镀青铜或镀铜的钢制作 为防止金属零件等落入设备或粉碎机里，在设备进料前应装磁力离析器，不宜使用磁力离析器的如特危险的硫、碳化钙等的破碎，应采用惰气保护,防止火花生成的措施,输送气体或液体的管道，应定期进行耐压试验，防止破裂或接口松脱喷射起火 凡是撞击或摩擦的两部分都应采用不同的金属制成(如铜与钢)，通风机冀应采用铜铝合金等不发生火花的材料制做 搬运金属容器，严禁在地上抛掷或拖拉，在容器可能碰撞部位覆盖不发生火花的材料,防止火花生成的措施,防爆生产厂房，应禁止穿带铁钉的鞋，地面应铺不发

6、火材料地坪 吊装盛有可燃气和液体的金属容器用吊车，应经常重点检查，以防吊绳断裂、吊钩松滑造成坠落冲击发火 在处理燃点较低或起爆能量较小的物质如二硫化碳、乙醚、乙醛、汽油、环氧乙烷、乙炔等时，特别要注意不要发生摩擦和冲击,三、绝热压缩,绝热压缩的点燃现象，在柴油机中广为应用。 在爆炸性物质的处理中，如果其中含有微小气泡时，有可能受到绝热压缩，导致意想不到的爆炸事故。,四、电火源,电火源的种类 电热 电火花,电热,Q=I2Rt 包括工作电热和事故电热。 另有磁滞损耗和涡流损耗产生的磁路电热。,工作电热,电炉、电锅、电熨斗、电热毯等电热电器工作时电阻丝（镍铬合金）表面温度可高达800，在爆炸危险环境

7、中应禁止使用。 照明灯具（尤其白炽灯）的外壳易产生高温，容易引起火灾，在爆炸危险环境，应采用安全的防爆灯具。 电气设备受到损害时，如油管堵塞、通风管堵塞、安全位置不好等造成的散热不良、破坏发热和散热之间的平衡，会造成设备局部过热，易引发火灾。,事故电热,短路 绝缘损害、检修或安装时线路连接不当可能会导致短路，使得电流及放热急剧上升，可能引发事故。 过载 超过线路或设备的容量而造成的，原因包括：设计不合理、使用不当、带故障运行等。 接触不良 不可拆卸的接头连接不牢、焊接不良、接头处有杂质； 可拆卸的接头连接不牢或由于震动而松动； 活动触头接触压力不够或接触表面粗糙不平易造成过热。,电火花,电火花

8、是电极间的击穿放电。可分为工作火花和事故火花。根据放电原理，又可分为：高电压火花放电、弧光放电、接点上的微弱火花。 高电压火花放电：一般400V以上，如静电放电。是由于高压电极间的空气绝缘层被破坏，会产生电晕放电、火花放电等现象。,弧光放电,弧光放电：在开闭回路、断开配线、接触不良、短路、漏电、打碎灯泡等情况下在极短时间内发生的放电。 两个电极在一定电压下由气态带电粒子，如电子或离子，维持导电的现象。激发试样产生光谱。 当电源提供较大功率的电能时，若极间电压不高（约几十伏），两极间气体或金属蒸气中可持续通过较强的电流（几安至几十安）,并发出强烈的光辉，产生高温（几千至上万度），这就是电弧放电。

9、电弧是一种常见的热等离子体。,接点上的微弱火花,在自动控制中用的继电器接点上，或电动机整流子、滑环等器件上产生的火花。,电火花,一般电气设备很难避免电火花的产生，因此在有爆炸危险的场所必须根据物质的危险性选择正确的防爆电气设备。 特别注意：普通冰箱是不防爆的。,爆炸性物质的分类,I类：矿井甲烷； 类：工厂爆炸性气体、蒸气、薄雾； 类：爆炸性粉尘、易燃纤维。,爆炸性气体分级,分级标准：最大试验安全间隙、最小点燃电流。 矿井甲烷为级； 工厂爆炸性气体分成三级，即A、B、C； 这些物质按其引燃温度的不同又分为T1、T2、T3、T4、T5、T6六组,M,爆炸性粉尘分级,爆炸性粉尘（包括易燃纤维）按其物

10、理性质分为A、B两级； 按自燃温度分为T1-1、T1-2、T1-3三组。,气体爆炸危险环境的分区,0级区域（简称0区）：在正常情况下，爆炸性气体混合物连续地、短时间频繁地出现或长时间存在的场所。 1级区域（简称1区）：在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所。 2级区域（简称2区）：在正常情况下，爆炸性气体混合物不能出现，仅在不正常情况下偶而短时间出现的场所。,粉尘爆炸危险环境的分区,10级区域：在正常情况下，爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物，可能连续地、短时间内频繁地出现或长时间存在的场所。 11级区域：在正常情况下，爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物不能出现，仅在不正常的情况下偶而

11、短时间出现的场所。,防爆电气设备的分类,本质安全型（i） 防爆特殊型（s） 隔爆型（d） 增安型（e） 正压型（P） 充油型（o） 充砂型（q） 无火花型（n）,0级区域：ia级及特别0区设计的电气设备,1级区域：本质安全科为ib级，s级需特殊为1区设计的电气设备,所有的都可以用于2级区域,本质安全型（i）,在正常运行或标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸型混合物的电路电气设备。 即产生的能量低于爆炸物质的最小点火能量。,隔爆型（d）,具有隔爆外壳，即使内部有爆炸型混合物进入并引起爆炸，也不致引起外部爆炸型混合物的爆炸。 是根据最大不传爆间隙的原理设置的。 具有牢固的外壳，能承受1

12、.5倍实际爆炸压力而不变形。 设备连续运转，其上升的温度不能引燃爆炸性混合物。,增安型（e）,也叫防爆安全型。 不会产生点燃爆炸型混合物的火花或达到危险的温度。,正压型（P）,具有保护外壳。 壳内充有惰性保护气体，且压力高于周围爆炸性混合物的压力，以避免外部爆炸性混合物进入壳内发生爆炸。,充油型（o）,将可能产生火花、电弧或危险温度的部件浸在油中，起到熄弧、绝缘、散热、防腐的作用，从而不能点燃油面以上和外壳周围的爆炸性混合物。,充砂型（q）,设备外壳内填充细砂颗粒材料，使得外壳内产生的电弧、火焰传播，壳壁或颗粒材料表面产生的过热温度均不能点燃周围的爆炸性混合物。,防爆特殊性（s）,上述类型以外

13、的防爆电气设备。,无火花型（n）,正常运行条件下不产生火花或电弧，也不产生能点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点。,防爆电气设备的防爆标志及选型,电气设备I类隔爆型，标志为dI； 类隔爆型B级T3组其标志为dBT3； 类本质安全型Ia级B级T5组，其标志为iaBT5。 主体为增安型，其他部件为隔爆型B级T4组，则其标志为edBT4。,第二节 静电及其控制,工业中，常见的静电产生的情况有： 通过管道抽吸不导电的液体、 混合不能互溶的液体、 用空气输送固体和泄漏的蒸气与没有接地的导体接触。,第二节 静电及其控制,工厂中，对于可能存在可燃性蒸气的操作，电荷积累超过0.1mJ就被认为是危险的。 该电

14、量的静电很容易产生，在地毯上行走所产生的静电积累平均为20mJ，电压超过了几千伏。,一、静电的产生,根据双电层概念，在两物质紧密接触后分离，当其接触间距达到或小于2510-8cm时，在其接触的界面上会产生电子的转移，失去电子的物质带正电，得到电子的物质带负电。 电子的转移是靠“逸出功”来实现的。,“逸出功”,就是一个自由电子从金属内转移到金属外所需做的功，也称为功函数，用来表示，单位为电子伏特（eV）。 一般金属的功函数在35eV之间。,“逸出功”,逸出功高者带负电（获得电子），低者带正电（失去电子）。 A、B两金属板由于逸出功不同，当紧密接触分离后就带上了静电荷。,静电带电序列表,表中偏（+

15、）端的功函数低，偏（-）端的功函数高，亦即是说处于前者的物质带正电，后者带负电。,二、静电的积聚及其影响因素,（一）静电的积聚 接触和摩擦带电：两种逸出功不同的材料接触或摩擦导致电荷重新分配，分离后分别带上不同电荷。 双层带电：电荷分离发生在固-液、气-液或液-液界面上，其中液体的流动带走一种电荷，将另一种电荷留在界面（如管壁）上。,静电的积累,感应带电：导电物质，一端接触带静电荷物体，感应使得另一端也带静电荷。 输送带电：带电的液体液滴或固体颗粒被置于绝缘的物体上时，会使绝缘物体带电。,（二）静电积聚的影响因素,1. 电阻率 在研究固体带静电时，用表面电阻率 研究液体带静电时，则用体电阻率

16、电阻率高的物体其导电性差，电子难以流失，自身也不易获得电子； 电阻率低的物质，导电性能好，电子获得和流失均较容易。,1. 电阻率,电阻率在10111015cm者，极易积聚静电，危害较大，是防静电的重点：如汽油、煤油、苯、乙醚等。 至于电阻率大于1015cm者，不易产生静电，但若一旦产生静电，也较难消除。 原油、重油电阻率较低，一般静电问题不严重。但掺水后容易由于沉降产生流动电势带静电。,2. 介电常数,介电常数也称电容率，它同电阻率一起决定着静电产生的结果和状态。 当流体的相对介电常数超过20，不论是管道连续输送还是贮运，当有接地装置时都不会产生静电积聚。,3. 静电消散的半衰期t1/2,静电愈不容易泄漏，危险性愈大。 通常取带电体上静电电量泄漏到原来一半所需要的时间叫静电消散半衰期。 半衰期是判断静电积聚的重要参数，静电半衰期t1/20.012s的，可以认为其静电的积聚是安全的。,三、静电放电,火花放电 是两种金属物体间的放电。,传播电极放电,接地导电体接近由导电体做衬里的带电绝缘体时的放电。 这些放电都具有较高的能量，能引燃可燃性气体和粉尘。,尖端