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目前受限空间爆炸综论及预防原则

发布时间:2021-07-14 11:09:39 阅读: 来源:车床厂家
目前受限空间爆炸综论及预防原则

受限空间爆炸综论及预防原则

关于同时爆炸,有两个重要话题:一是爆炸与燃烧的关系,一是爆炸与空间的关系。同爆炸燃烧之间的关系一样,爆炸与空间的关系也涉及到化工、石化、矿山等许多行业,涉及到质监、建设、公安消防等部门的职能交叉与分级管理。在一些专著或教材里,关于受限空间的概念不是很清晰,界线不是很明确,造成不该管的管过界,草木皆兵;该管的没有主次,没有抓住要害。所以很有探讨的必要。

《爆炸分类及其与燃烧的关系》一文曾经论及爆炸的定义特点与分类;其中按爆炸位置的划分针对于受限空间,以下延续做进一步论述。论述从爆炸与空间的关系入手,以简洁的语言,层层递进逐步深入,一直扩延到预防和应急原则。

一、无限空间的爆炸。

无限空间的爆炸这一类型比较少见,它包括易燃助燃混合蒸气云团的遇火燃爆,核能物质蘑菇云状的爆炸,其他不稳定固体液体炸药类爆炸,以及自然界气流变化导致的雷鸣电闪。尽管少见,人们有时候还是将它与受限空间的爆炸混同起来。

二、受限空间的分类。

受限空间可分为器内空间与室内空间两大类。器内空间即容器、罐体内腔,多以金属构件作为包装物,多以压力显示和泄压装置作为标志。室内空间指的是器外房屋内腔,以建筑构件相应作为包装物,设计过程中的泄压面积反映了室内空间爆炸的可能性。

三、器内空间的分类。

器内空间即容器、罐体,可分为承压与非承压两大类。承压罐体以压力显示和泄压装置为标志,其压力源自外部的压力水、饱和蒸汽、压缩空气,以及器内化学反应。非承压罐体盛装的是没有压力源的液体油、常温水。非承压罐体破裂没有爆炸危险。

四、承压罐体的分类。

承压罐体按压力有高、中、低之分,但压力不是爆炸危险性的唯一因素,还有容积(直径),还有介质特性。压力、容积(直径)、介质特性三方面共同构成爆炸危险性。如果介质只是液体油、常温水,即使罐体压力很高,容积(直径)很大,罐体一旦破裂也只称做爆裂,而不应称做爆炸;也就是说没有显著的爆炸危险性。

(2)选择载荷档次

五、监督范围的划分及分类。

实验与计算表明,同时符合下列三条件(缺一不可)的容器、罐体,才具有显著的爆炸危险性,才纳入国家安全监督范围。这“三条件”是:1压力大等于1兆帕;2容积大等于25升(或直径大等于150);3介质为气体、液化气或饱和液(即最高工作温度大于标准沸点的液体)。

实验与计算还表明,爆炸的危害程度与压力高低、容积(直径)大小、介质的温度、闪点等特性指数有关。综合考虑这三个基本避免重复建设和无序竞争的独特作用因素,以及罐体工艺作用、介质毒性级别,针对爆炸能量大小和危害程度,对纳入监督范围的承压罐体,作了一二三类三个类别的划分。

六、罐体(容器)超压爆炸特性。

超压的含义有两种:一是罐内压力超过罐体额定允许承压能力(简称高额超压),一是罐体实际承压能力降到额定允许压力以下(简称低额超压)。罐内介质超压后的爆炸性质,除了极少数因介质的燃烧、分解、聚合反应形成的化学性爆炸外,主要是介质因罐体超压破裂而形成的物理性爆炸。

罐体破裂的瞬间,介质的爆炸能量不仅与压力和容积有关,而且与介质在罐内的物性相态有关。有气态压缩空气、氧气、饱和汽;有液态烃(石油气)、氨、氯、饱和水。前者属一次性气体膨胀对外做功,称其为一次性爆炸;后者除气相急剧膨胀做功外,还有液相的激烈蒸发气(汽)化过程。

实验与计算表明,占质量比重绝大部分的液相爆炸能量,比气相大得多;如2兆帕饱和水,其爆炸能量为同压力同体积饱和汽的20倍左右。

七、超压爆炸预防与应急原则。

对高额超压的预防原则是,重点针对泄压装置,即保证安全阀的灵敏可靠,其次是压力表、报警连锁的可靠。

对低额超压的预防原则是,重点针对罐壁金属腐蚀,即采取有效的防腐措施,其次是防罐壁金属过热劣化。

爆炸预警生效后的应急措施,1迅速切断压力源、热源;2迅速放空泄压;3紧急堵漏、卸料等。针对不同介质不同类型的罐体采取相应措施。

八、室内空间爆炸条件与燃爆特性。

室内空间爆炸是易燃助燃混合物的爆炸。其爆炸因素有三:爆炸介质、混合如果试样未破坏浓度、引燃能量。易有着多年的行业经验燃气体与助燃气体(氧)混和达到一定浓度极限,为着火物引燃的同时被引爆。

常见的易燃气体有烃类(石油气)、水煤气(一氧化碳),还有呈气态的易燃粉尘、易燃油雾。这些易燃的气体或气态物质,达到一定浓度极限构成爆炸主体。这个浓度极限,对于易燃气体有表列数据可查,如石油气(混)的浓度极限为1.5~9.5%;引燃能量不可测,可以小到干电池的感应电流。

浓度极限范围的形成与下列因素有关:易燃气体泄漏量,房屋的密闭程度、空气流动(通风)程度。

九、室内空间爆炸预防与应急原则。

从上分析可知,室内空间爆炸的预防原则是,1最大限度地避免易燃介质泄漏;2保证室内自然与机械通风条件;3避免着火源(明火、电气火、静电火)。

易燃介质泄漏应急措施,1有效堵漏迅速切断气源;2加强通风换气排气;3消除,杜绝一切火源。

十、器内外受限空间爆炸案例二。

韶关市安委办公室(笔者主编的)1999年安全生产简报载有下列消息:

1、1998年3月,翁源坝仔镇某农户一只民用燃气瓶爆炸,伴随一声巨响,400米外目击蘑菇状烟火云升空,人事先逃离未伤及。爆炸原因:灶头连接胶管泄漏的燃气返烧至瓶阀着火,扑灭无效;据分析,瓶体剧烈升温、瓶内燃气燃烧双重作用导致爆炸。此案结于劳动局卷宗。

2、相距170天的同年9月,乐昌坪石镇街心某发廊,民用燃气瓶外室内空间爆炸,伴随一声巨响,窗玻璃碎片等物将附近21名群众击至不同程度轻伤。爆炸原因:燃气不慎泄漏后,发廊妹惊慌失措误操作瓶阀至泄漏加剧,启用报石墨烯作为材料界新星警的瞬间发生爆炸(另一说是启动热水器所致)。此案结于公安消防局卷宗。

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