2018一级消防师《技术实务》知识解析1.3.2
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第2节 爆炸极限
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低的浓度范围，称为爆炸浓度极限，简称爆炸极限。能引起爆炸的最高浓度称为爆炸上限，能引起爆炸的zui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。
可燃气体与空气混合后，遇火会产生爆炸的最高浓度称为( )。
A.爆炸下限
B.爆炸上限
C.爆炸温度下限
D.爆炸温度上限
『正确答案』B
一、气体和液体蒸气的爆炸极限
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1-3-2。
表1-3-2 部分可燃气体在空气和氧气中的爆炸极限 (了解)(%)
|
在空气中（%） |
在氧气中（%） |
|||
|
物质名称 |
下限 |
上限 |
下限 |
上限 |
|
氢气 |
4.0 |
75.0 |
4.7 |
94.0 |
|
乙炔 |
2.5 |
82.0 |
2.8 |
93.0 |
|
甲烷 |
5.0 |
15.0 |
5.4 |
60.0 |
|
乙烷 |
3.0 |
12.45 |
3.0 |
66.0 |
|
丙烷 |
2.1 |
9.5 |
2.3 |
55.0 |
|
乙烯 |
2.75 |
34.0 |
3.0 |
80.0 |
|
丙烯 |
2.0 |
11.0 |
2.1 |
53.0 |
|
氨 |
15.0 |
28.0 |
13.5 |
79.0 |
|
环丙烷 |
2.4 |
10.4 |
2.5 |
63.0 |
|
一氧化碳 |
12.5 |
74.0 |
15.5 |
94.0 |
|
乙醚 |
1.9 |
40.0 |
2.1 |
82.0 |
|
丁烷 |
1.5 |
8.5 |
1.8 |
49.0 |
|
二乙烯醚 |
1.7 |
27.0 |
1.85 |
85.5 |
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。
(2)初始压力的影响。可燃混气初始压力增加，爆炸范围增大，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。
(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。
二、可燃粉尘的爆炸极限
粉尘爆炸极限是粉尘和空气混合物，遇火源能发生爆炸的zui低浓度(下限)和最高浓度(上限)，通常用单位体积中所含粉尘的质量(g/m3)来表示。试验表明，许多工业粉尘的爆炸下限为20～60g/m3，爆炸上限为2000～6000g/m3。由于粉尘沉降等原因，实际情况下很难达到爆炸上限值，因此，粉尘的爆炸上限一般没有实用价值，通常只应用粉尘爆炸下限。
爆炸下限越低的粉尘，爆炸的危险性越大。此外，爆炸压力、悬浮状态下的粉尘自燃点等也是衡量粉尘爆炸危险性大小的重要参数。表1-3-3列出了部分粉尘的爆炸下限及其他特性参数。
表1-3-3 部分可燃粉尘的爆炸特性
|
物质名称 |
爆炸下限/（g/m3） |
zui大爆炸压力/ （×105Pa） |
自燃点/℃ |
zui低点火能量/mJ |
|
镁 |
20 |
5.0 |
520 |
80 |
|
铝 |
35～40 |
6.2 |
645 |
20 |
|
镁铝合金 |
50 |
4.3 |
535 |
80 |
|
钛 |
45 |
3.1 |
460 |
120 |
|
铁 |
120 |
2.5 |
316 |
100 |
|
锌 |
500 |
6.9 |
860 |
900 |
|
煤 |
35～45 |
3.2 |
610 |
40 |
|
硫 |
35 |
2.9 |
190 |
15 |
|
玉米 |
45 |
5.0 |
470 |
40 |
|
黄豆 |
35 |
4.6 |
560 |
100 |
|
花生壳 |
85 |
2.9 |
570 |
370 |
|
砂糖 |
19 |
3.9 |
410～525 |
30 |
|
小麦 |
9.7～60 |
4.1～6.6 |
380～470 |
50～160 |
|
木粉 |
12.6～25 |
7.7 |
225～430 |
20 |
|
软木 |
30—35 |
7.0 |
815 |
45 |
|
纸浆 |
60 |
4.2 |
480 |
80 |
三、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(厂房)、储存(库房)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。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。
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。
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。
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。
4)根据爆炸极限确定安全操作规程，例如，采用可燃气体或蒸气氧化法生产时，应使可燃气体或蒸气与氧化剂的配比处于爆炸极限范围以外，若处于或接近爆炸极限范围进行生产时，应充惰性气体稀释和保护。
单选题：
关于爆炸极限下列说法错误的是( )。
A.爆炸极限是评定可燃气体火灾危险性大小的依据
B.可燃粉尘爆炸范围越大，火灾危险性就越大
C.可燃粉尘爆炸范围下限越低，火灾危险性就越大
D.根据爆炸极限可以确定建筑物耐火等级、面积、层数
E.可燃性混合物的爆炸极限范围越窄，其爆炸危险性越大
『正确答案』E
『答案解析』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。所以E错误，故选E。
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