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写在前面的话:
本期开始,进行一系列的电气防爆/防静电方面的话题。
电气防爆/防静电漫谈
1、气体燃烧与爆炸
物质,在通常情况下,按照它们的燃烧性能可以分为不燃性物质、难燃性物质和可燃性物质。
(1)不燃性物质,是指在一般条件下不能发生燃烧或传播燃烧的物质,例如,钢材、水泥、砂石等。
(2)难燃性物质,是指它在点燃源作用下仅在点燃源作用区域内发生燃烧,当点燃源消失后就不能继续发生燃烧,也就是说燃烧不能蔓延下去,例如,某些工程塑料。
(3)可燃性物质,是指可以被点燃源点燃,在点燃源消失后,仍然能够自行继续燃烧的物质,例如,煤、木头、甲烷、氢气等。
(4)可燃性物质分类,按照这些物质的点燃能量划分为两大类:难以点燃的和容易点燃的。火灾危险性低的,也就是不容易点燃的,点燃能量很高的可燃性物质,被称作难以点燃的物质。
容易点燃的物质,可以在一个相当微弱的点燃源极短时间的作用下被点燃,并且燃烧能够很快地传播下去。
(5)对于安全使用电气设备来说,使我们非常关注的是可燃性物质中容易点燃的物质,例如,可燃性气体和易燃性液体。这些可燃性气体和易燃性液体挥发出来的蒸气(统称为可燃性气体)同空气混合后可以形成一种所谓的“爆炸性气体-空气混合物”。如果工业现场中存在这样的爆炸性气体空气混合物,并且同时同地又存在足够能量的点燃源(例如,电气开关装置),那么,燃烧与爆炸就可能发生。
(6)一般意义上,燃烧与爆炸是一种可燃性物质与氧气发生的氧化反应,反应过程中释放出热、光、压力。但是,燃烧与爆炸又有很大的不同,燃烧时,氧化反应的速度要慢一些,或者说,火焰的传播速度慢,而爆炸时,氧化反应的速度极快,火焰的传播速度极快,同时伴随着高温和高压,极具破坏性。氧化反应速度的快慢,主要与参与氧化反应的可燃性物质的物理—化学性质有关。因而,同样是可燃性物质,一些被点燃以后只能发生所谓的“燃烧”,例如,木头、煤炭;另一些被点燃以后由燃烧迅速形成爆炸,例如,甲烷、氢气等。
2、气体燃烧与爆炸三要素
(1)燃烧是一种化学反应。它是可燃物质在点燃源能量的作用下,在空气或氧气中,进行化学反应,引起温度的升高,释放出热辐射及光辐射的现象。如果燃烧速度急剧加快,温度猛烈上升,导致燃烧生成物和周围空气激烈膨胀,形成巨大的爆破力和冲击波并发出强光和声响,这就是爆炸。
因此爆炸发生必须具备燃烧剂,如氢气、汽油等;还具备氧化剂,如空气、氧气等;同时还应有点燃源,如明火、火花、电弧、高温表面等。我们把燃烧现象的出现同时具备的燃烧剂、氧化剂及点燃源等三个条件称为燃烧和爆炸的三要素,三者缺一不可.
(2)根据燃烧与爆炸的基本理论可知,燃烧与爆炸发生的充分必要条件是:
●→存在可燃性物质
凡是能与空气中的氧或者其他氧化剂起化学反应的物质,都是可燃物。如木材、氢气、汽油、煤炭、纸张、硫等。按其形态可分为可燃固体、可燃气体、可燃液体3大类。
●→存在空气(助燃物)
也即助燃物,又叫氧化剂。凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质都叫助燃物,如空气中的氧气。各种不同的可燃物发生燃烧,均有其本身固定的最低含氧量的要求,含氧量过低,即使气体必要条件具备,燃烧仍不会发生。
●→存在点燃源
也即温度。
凡是能引起物质燃烧的点燃能源,统称引火源。在一定条件下,各种不同的可燃物发生燃烧,均有本身固定的最小点火能量的要求,只有达到一定的能量才能引起燃烧。
常见的引火源有:
明火:如炉火、烛火、焊接火、吸烟火、撞击、摩擦打火、机动车的排气管火星、飞火等。
电弧、电火花:是指电气设备、电气线路、电气开关及漏电打火,电话、手机等通信工具火花,静电火花等。
雷击:雷击瞬间的高压放电。
高温:是指高温加热、烘烤、积热不散、机械设备故障发热、摩擦发热、聚焦发热等。
自燃引火源:是指既无明火又没有外来热源的情况下,物质本身自行发热、燃烧起火。如白磷、烷基铝在空气中会自行起火。钠、钾等金属遇水着火。
燃烧与爆炸发生的充分必要条件是人们预防和避免可燃性气体发生燃烧与爆炸的原始理论依据。
这是一个众所周知的、简单而原始的问题。没有可燃性气体(物质),显然无法发生燃烧与爆炸。没有点燃源,即使存在可燃性气体(物质)和空气,显然也是无法发生燃烧与爆炸的。
根据燃烧与爆炸发生的充分必要条件,有了防爆电气技术的“守候定理”。
守候定理:在大气条件下,假若可燃性物质连续或长期地存在,不管点燃源如何,只要一出现,点燃就可能发生;同样,假若点燃源连续或长期地存在,不管可燃性物质如何,只要一出现,就可能被点燃。
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好了,到此暂时结束。
个人难免存在错漏之处,请大家多包涵,多指正。
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