防爆基础知识一、可燃性气体和蒸气的爆炸特性1、燃烧和爆炸产生的条件形成燃烧和爆炸必须具备一定条件。下述条件在时间和空间上相遇，才会产生燃烧或爆炸：燃烧剂，例如氢气，汽油等；氧化剂，例如氧气，空气等；点燃源，例如明火，火花，电弧，高温表面等。上述条件被称为形成燃烧和爆炸的三要素。工程上采取措施，防止三要素同时存在，防止出现火灾和爆炸危险。2、可燃性气体和蒸气的安全参数①爆炸界限----可燃性气体或蒸气与空气的混合物只有在某个浓度范围内才能爆炸（燃烧），超出此范围就不会被点燃，这一范围的最高点和最低点分别称为爆炸上限和爆炸下限。爆炸界限常用可燃性物质在可燃性混合物中的体积百分比（浓度）表示，例如，甲烷的爆炸下限是5.0%（体积比），爆炸上限是15%（体积比）。可燃性物质的浓度低于爆炸下限的混合物可以称作“过稀”，浓度高于爆炸上限可以称作“过浓”，过浓或过稀的混合物不能形成爆炸或燃烧。表1几种常见的可燃性气体或或蒸气的爆炸界限气体名称爆炸上限（vol%）爆炸下限（vol%）甲烷155．0丙烷9．52．1丁烷8．51．5异丁烷8．51．8乙醇193．5乙烯342．7乙醚481．7氢气75．64．0乙炔821．5②引燃温度----按照标准方法实验时，引燃爆炸性混合物的最低温度。在没有明火等点火源的情况下，可燃性混合物的温度达到某一温度时，由于内部氧化放热加剧而自动着火，也称作自燃，有时候也把引燃温度称作自燃温度。国际标准IEC60079—4:1975<<爆炸性气体环境用电气设备第4部分：引燃温度实验方法》规定了引燃温度的实验设备和实验方法，见图1。玻璃瓶爆炸性气体加热炉加热电阻丝底部加热电阻丝测温热电偶图1引燃温度试验装置示意图表2几种常见的可燃性气体或蒸气的引燃温度气体名称引燃温度（℃）气体名称引燃温度（℃）二硫化碳102乙烯425乙醚170环氧丙烷430乙醛140乙炔305辛烷210环丙烷495戊烷285甲烷537异戊间二烯220丙烷466丁烷365氨630甲胺430氢560表3温度组别、设备表面温度和可燃性气体或蒸气的引燃温度之间的关系温度组别电气设备的最高表面温度气体或蒸气的引燃温度T1450℃＞450℃T2300℃＞300℃T3200℃＞200℃T4135℃＞135℃T5100℃＞100℃T685℃＞85℃③最小点燃能量----在最易点燃浓度混合物中，一个电路的一次放电正好足够点燃混合物，这个电路总能量的最小值，表示为相应的物质与空气混合物的最小点燃能量。如果一次点燃是由于一个电容放电引起的，电容的电容量为C，电容两端的电压为V，则相应的放电能量Q为：Q＝1／2CV2由于可燃性气体或蒸气的物质性质差异，它们被点燃时需要的活化能不同，当它们被电火花点燃时，需要的电能量也不相同。例如，甲烷的最小点燃能量是0.28mJ，正丁烷是0.25mJ，异丁烷是0.52mJ，乙烯是0.96mJ，氢气是0.019mJ。在工程上可以采取限制电路中能量的方法来避免电路断开或闭合时产生的火花点燃周围的爆炸性混合物，根据这种原理可以设计成本质安全电路和n型设备中的限能电路。在实际电路设计中，常常用电压和电流来表征电路中的能量，因此，在工程上常常利用最小点燃电压和最小点燃电流来判断电路的安全性能。④最大实验安全间隙（MESG）----在标准规定的实验条件下，一个外壳内最易点燃浓度的爆炸性混合物被点燃后产生的爆炸火焰穿越25mm长的接合面，不能点燃外壳外部环境的爆炸性混合物时，接合面两部分之间最大间隙。国标GB3836.11—1991<<爆炸性气体环境用电气设备第11部分：最大试验安全间隙测定方法》和国际标准IEC60079—1A:1975规定了最大试验安全间隙的试验设备和测量方法，见图2。上半球传爆间隙下半球外空腔图2最大试验安全间隙试验装置示意图影响气体爆炸火焰穿越狭缝引爆的因素很多，例如混合物的压力、温度、湿度以及点火源的位置都对其有不同影响，但是，对其影响最大的是可燃性物质的性质。乙炔、氢气、二硫化碳等气体的爆炸火焰穿越间隙时传爆能力很强，即其最大实验安全间隙值较小，例如氢气MESG是0。28mm,甲烷等烷类物质的传爆能力较弱，其相应MESG值较大，例如甲烷MESG是1。14mm，丁烷是0。98mm，乙烯是0。65mm。MESG标准试验装置表4一些可燃性气体或蒸气的最大试验安全间隙气体名称MESG(...
