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1、消防工程师消防安全技术实务精讲班主讲老师：孙志明第三章爆炸基础知识长沙二三三网络科技有限公司版权所有学习要求通过本章的学习，应了解爆炸的定义和分类，理解爆炸极限与温度极限的概念与应用，掌握常见爆炸危险源的特征及爆炸形成机理。第三章爆炸基础知识第三章爆炸基础知识长沙二三三网络科技有限公司版权所有爆炸由于破坏力强，危害性大，往往还伴随着火灾及其他灾害的发生，因而需要引起消防工作者的特别重视。本章主要介绍爆炸的基本概念、分类及爆炸极限、爆炸危险源等知识。了解爆炸发生的条件和机理，是理解和应用防火防爆技术的必要理论基础，对于防范爆炸发生、处置爆炸事故尤为重要。第三章爆炸基础知识第三章爆炸基础知识长沙二
2、三三网络科技有限公司版权所有爆炸是物质从一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量产生高温，并放出大量气体，同时产生声响的现象。火灾过程有时会发生爆炸，从而对火势的发展及人员安全产生重大影响，爆炸发生后往往又易引发大面积火灾。第一节爆炸的概念及分类第一节爆炸的概念及分类长沙二三三网络科技有限公司版权所有一、爆炸的定义二、爆炸的分类（一）物理爆炸（二）化学爆炸第一节爆炸的概念及分类第一节爆炸的概念及分类长沙二三三网络科技有限公司版权所有1炸药爆炸炸药是为了完成可控制爆炸而特别设计制造的物质，其分子中含有不稳定的基团，绝大多数炸药本身含有能产生氧气的物质，不需要外界提供氧就能爆炸，但炸药爆
3、炸需要外界引火源引起，其爆炸一旦失去控制，将会造成巨大灾难。（1）炸药爆炸的特点。 （2）炸药爆炸的破坏作用。 第一节爆炸的概念及分类第一节爆炸的概念及分类长沙二三三网络科技有限公司版权所有2可燃气体爆炸可燃气体爆炸是指物质以气体、蒸气状态所发生的爆炸。气体爆炸由于受体积能量密度的制约，造成大多数气态物质在爆炸时产生的爆炸压力分散在510倍于爆炸前的压力范围内，爆炸威力相对较小。按爆炸原理，气体爆炸包括混合气体爆炸、气体单分解爆炸两种。第一节爆炸的概念及分类第一节爆炸的概念及分类长沙二三三网络科技有限公司版权所有（1）混合气体爆炸是指可燃气（或液体蒸气）和助燃性气体的混合物在引火源作用下发生的
4、爆炸，较为常见。（2）气体单分解爆炸是指单一气体在一定压力作用下发生分解反应并产生大量反应热，使气态物膨胀而引起的爆炸。第一节爆炸的概念及分类第一节爆炸的概念及分类长沙二三三网络科技有限公司版权所有3可燃粉尘爆炸粉尘是指分散的固体物质。粉尘爆炸是指悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象。可燃粉尘爆炸应具备3个条件，即粉尘本身具有爆炸性、粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度、有足以引起粉尘爆炸的火源。第一节爆炸的概念及分类第一节爆炸的概念及分类长沙二三三网络科技有限公司版权所有（1）粉尘爆炸的过程。（2）粉尘爆炸的特点。1）连续性爆炸是粉尘爆炸的最大特点，因初始爆炸将
5、沉积粉尘扬起，在新的空间中形成更多的爆炸性混合物而再次爆炸。第一节爆炸的概念及分类第一节爆炸的概念及分类长沙二三三网络科技有限公司版权所有2）粉尘爆炸所需的最小点火能量（见本章第三节）较高，一般在几十毫焦耳以上，而且热表面点燃较为困难。3）与可燃气体爆炸相比，粉尘爆炸压力上升较缓慢，较高压力持续时间长，释放的能量大，破坏力强。第一节爆炸的概念及分类第一节爆炸的概念及分类长沙二三三网络科技有限公司版权所有（3）影响粉尘爆炸的因素。 1）颗粒的尺寸。颗粒越细小其比表面积越大，氧吸附也越多，在空中悬浮时间越长，爆炸危隆越大。第一节爆炸的概念及分类第一节爆炸的概念及分类长沙二三三网络科技有限公司版权所
6、有2）粉尘浓度。粉尘爆炸与可燃气体、蒸气一样，也有一定的浓度极限，即也存在粉尘爆炸的上，下限，单位用gm表示。粉尘的爆炸上限值很大，例如糖粉的爆炸上限为13500gm，如此高的悬浮粉尘浓度只有沉积粉尘受冲击波作用才能形成。第一节爆炸的概念及分类第一节爆炸的概念及分类长沙二三三网络科技有限公司版权所有3）空气的含水量。空气中含水量越高，粉尘的最小引爆能量越高。4）含氧量。随着含氧量的增加，爆炸浓度极限范围扩大。5）可燃气体含量。有粉尘的环境中存在可燃气体时，会大大增加粉尘爆炸的危险性。第一节爆炸的概念及分类第一节爆炸的概念及分类长沙二三三网络科技有限公司版权所有（三）核爆炸由于原子核裂变或聚变反
7、应，释放出核能所形成的爆炸，称为核爆炸。如原子弹、氢弹、中子弹的爆炸都属于核爆炸第一节爆炸的概念及分类第一节爆炸的概念及分类长沙二三三网络科技有限公司版权所有爆炸极限一般认为是物质发生爆炸必须具备的浓度范围。对于可燃气体、液体蒸气和粉尘等不同形态的物质，通常以与空气混合后的体积分数或单位体积中的质量等来表示遇火源会发生爆炸的最高或最低的浓度范围，称为爆炸浓度极限，简称爆炸极限。第二节爆炸极限第二节爆炸极限 长沙二三三网络科技有限公司版权所有能引起爆炸的最高浓度称为爆炸上限，能引起爆炸的最低浓度称为爆炸下限，爆炸上限和下限之间的间隔称为爆炸范围。第二节爆炸极限第二节爆炸极限 一、气体和液体蒸气的
8、爆炸极限气体和液体蒸气的爆炸极限通常用体积分数（）表示。不同的物质由于其理化性质不同，其爆炸极限也不同。即使是同一种物质，在不同的外界条件下，其爆炸极限也不同。通常，在氧气中的爆炸极限要比在空气中的爆炸极限范围宽，部分可燃气体在空气和氧气中的爆炸极限见表131。第二节爆炸极限第二节爆炸极限 表1-3-1 部分可燃气体在空气和氧气中的爆炸极限 （）在空气中（）在氧气中（）物质名称下限上限下限上限氢气4.075.04.794.0乙炔2.582.02.893.0甲烷5.015.05.460.0乙烷3.012.453.066.0丙烷2.19.52.355.0第二节爆炸极限第二节爆炸极限 乙烯2.753
9、4.03.080.0丙烯2.011.02.153.0氨15.028.013.579.0环丙烷2.410.42.563.0一氧化碳12.574.015.594.0乙醚1.940.02.182.0丁烷1.58.51.849.0二乙烯醚1.727.01.8585.5第二节爆炸极限第二节爆炸极限 长沙二三三网络科技有限公司版权所有除助燃物条件外，对于同种可燃气体，其爆炸极限受以下几方面影响。（1）火源能量的影响。引燃可燃混气的火源能量越大，可燃混气的爆炸极限范围越宽，爆炸危险性越大。第二节爆炸极限第二节爆炸极限 长沙二三三网络科技有限公司版权所有（2）初始压力的影响。可燃混气初始压力增加，爆炸范围增大
10、，爆炸危险性增加。值得注意的是，干燥的一氧化碳和空气的混合气体，压力上升，其爆炸极限范围缩小。（3）初温对爆炸极限的影响。可燃混气初温越高，混气的爆炸极限范围越宽，爆炸危险性越大。第二节爆炸极限第二节爆炸极限 长沙二三三网络科技有限公司版权所有（4）惰性气体的影响。可燃混气中加入惰性气体，会使爆炸极限范围变窄，一般上限降低，下限变化比较复杂。当加入的惰性气体超过一定量以后，任何比例的可燃混气均不能发生爆炸。第二节爆炸极限第二节爆炸极限 长沙二三三网络科技有限公司版权所有二、可燃粉尘的爆炸极限可燃粉尘的爆炸极限通常用单位体积中粉尘的质量（gm）表示。因为可燃粉尘爆炸浓度上限太大，以致在多数场合都
11、不会达到，所以没有实际意义，通常只应用粉尘的爆炸下限。表1-3-2列出了部分粉尘的爆炸下限。第二节爆炸极限第二节爆炸极限 表1-3-2部分可燃粉尘的爆炸特性物质名称爆炸下限 （gm）最大爆炸压力 （105Pa）自燃点最低点火能量mJ镁205.052080铝35406.264520镁铝合金504.353580钛453.1460120铁1202.5316100锌5006.9860900煤35453.261040第二节爆炸极限第二节爆炸极限 硫352.919015玉米455.047040黄豆354.6560100花生壳852.9570370砂糖193.9410.52530小麦9.7604.16.63
12、8047050.160木粉12.6257.722543020软木30357.081545纸浆604.248080第二节爆炸极限第二节爆炸极限 酚苯树脂257.450010脲醛树脂904.247080环氧树脂206.054015聚乙烯树脂306.041010聚丙烯树脂205.342030聚苯乙烯制品155.456040聚乙酸乙烯树脂404.8550160硬脂酸铝154.340015第二节爆炸极限第二节爆炸极限 长沙二三三网络科技有限公司版权所有三、爆炸混合物浓度与危险性的关系爆炸性混合物在不同浓度时发生爆炸所产生的压力和放出的热量不同，因而具有的危险性也不同。在爆炸下限时，爆炸压力一般不会超过4
13、105Pa，放出的热量不多，爆炸温度不高。随着爆炸性混合物中可燃气体或液体蒸气浓度的增加，爆炸产生的热量增多，压力增大。第二节爆炸极限第二节爆炸极限 长沙二三三网络科技有限公司版权所有当混合物中可燃物质的浓度增加到稍高于化学计量浓度时，可燃物质与空气中的氧发生充分反应，所以爆炸放出的热量最多，产生的压力最大。当混合物中可燃物质浓度超过化学计量浓度时，爆炸放出的热量和爆炸压力随可燃物质浓度的增加而降低。第二节爆炸极限第二节爆炸极限 长沙二三三网络科技有限公司版权所有四、爆炸极限在消防上的应用物质的爆炸极限是正确评价生产、储存过程的火灾危险程度的主要参数，是建筑、电气和其他防火安全技术的重要依据。
14、控制可燃性物质在空间的浓度低于爆炸下限或高于爆炸上限，是保证安全生产、储存、运输、使用的基本措施之一。具体应用有以下几方面。第二节爆炸极限第二节爆炸极限 长沙二三三网络科技有限公司版权所有1）爆炸极限是评定可燃气体火灾危险性大小的依据，爆炸范围越大，下限越低，火灾危险性就越大。第二节爆炸极限第二节爆炸极限 长沙二三三网络科技有限公司版权所有2）爆炸极限是评定气体生产、储存场所火险类别的依据，也是选择电气防爆形式的依据。生产、储存爆炸下限小于10的可燃气体的工业场所，应选用隔爆型防爆电气设备；生产、储存爆炸下限大于或等于10的可燃气体的工业场所，可选用任一防爆型电气设备。第二节爆炸极限第二节爆炸极限 长沙二三三网络科技有限公司版权所有3）根据爆炸极限可以确定建筑物耐火等级、层数、面积、防火墙占地面积、安全疏散距离和灭火设施。第二节爆炸极限第二节爆炸极限
